電力係統諧振消除方法的探討和分析
發布時間:2011-11-01
中心議題:
電dian力li係xi統tong鐵tie磁ci諧xie振zhen一yi直zhi影ying響xiang著zhe電dian氣qi設she備bei和he電dian網wang的de安an全quan運yun行xing,特te別bie是shi對dui中zhong性xing點dian不bu直zhi接jie接jie地di係xi統tong,鐵tie磁ci諧xie振zhen所suo占zhan的de比bi例li較jiao大da,因yin此ci對dui此ci類lei鐵tie磁ci諧xie振zhen問wen題ti研yan究jiu得de較jiao多duo。
本文針對電力係統諧振消除方法進行探討和分析,並提出一些意見,為相關工作者提供參考。
引言
電力係統中過電壓現象較為普遍。引起電網過電壓的原因主要有諧振過電壓、操作過電壓、雷電過電壓以及係統運行方式突變,負荷劇烈波動引起係統過電壓等。其中,諧振過電壓出現頻繁,其危害很大。
過guo電dian壓ya一yi旦dan發fa生sheng,往wang往wang造zao成cheng係xi統tong電dian氣qi設she備bei的de損sun壞huai和he大da麵mian積ji停ting電dian事shi故gu發fa生sheng。據ju多duo年nian來lai電dian力li生sheng產chan運yun行xing的de記ji載zai和he事shi故gu分fen析xi表biao明ming,中zhong低di壓ya電dian網wang中zhong過guo電dian壓ya事shi故gu大da多duo數shu是shi由you於yu諧xie振zhen現xian象xiang引yin起qi的de。日ri常chang工gong作zuo中zhong發fa現xian,在zai刮gua風feng、陰雨等特殊天氣時,變電站35kV及以下係統發生間歇性接地的頻率較高,當接地使得係統參數滿足諧振條件時便會發生諧振。
同時產生諧振過電壓。諧振會給電力係統造成破壞性的後果:諧振使電網中的元件產生大量附加的諧波損耗,降低發電、輸電及用電設備的效率,影響各種電氣設備的正常工作;導致繼電保護和自動裝置誤動作,並會使電氣測量儀表計量不準確;會對鄰近的通信係統產生幹擾,產生噪聲,降低通信質量,甚至使通信係統無法正常工作。
諧振及鐵磁諧振
諧xie振zhen是shi一yi種zhong穩wen態tai現xian象xiang,因yin此ci,電dian力li係xi統tong中zhong的de諧xie振zhen過guo電dian壓ya不bu僅jin會hui在zai操cao作zuo或huo事shi故gu時shi的de過guo渡du過guo程cheng中zhong產chan生sheng,而er且qie還hai可ke能neng在zai過guo渡du過guo程cheng結jie束shu後hou較jiao長chang時shi間jian內nei穩wen定ding存cun在zai,直zhi到dao發fa生sheng新xin的de操cao作zuo諧xie振zhen條tiao件jian受shou到dao破po壞huai為wei止zhi。所suo以yi諧xie振zhen過guo電dian壓ya的de持chi續xu時shi間jian要yao比bi操cao作zuo過guo電dian壓ya長chang得de多duo,這zhe種zhong過guo電dian壓ya一yi旦dan發fa生sheng,往wang往wang會hui造zao成cheng嚴yan重zhong後hou果guo。運yun行xing經jing驗yan表biao明ming,諧xie振zhen過guo電dian壓ya可ke在zai各ge種zhong電dian壓ya等deng級ji的de網wang絡luo中zhong產chan生sheng,尤you其qi在zai35kV及以下的電網中,由諧振造成的事故較多,已成為係統內普遍關注的問題。
因此,必須在設計時事先進行必要的計算和安排,或者采取一定附加措施(如裝設阻尼電阻等),避免形成不利的諧振回路,在日常工作中合理操作防止諧振的產生,降低諧振過電壓幅值和及時消除諧振。在6~35kV係統操作或故障情況下,係統振蕩回路中往往由於變壓器、電壓互感器、消弧線圈等鐵芯電感的磁路飽和作用而激發起持續性的較高幅值的鐵磁諧振過電壓。
鐵磁諧振可以是基波諧振、高次諧波諧振、分次諧波諧振,其共同特征是係統電壓升高,引起絕緣閃絡或避雷器爆炸;或產生高值零序電壓分量,出現虛幻接地現象和不正確的接地指示;或者在PT中出現過電流,引起熔斷器熔斷或互感器燒壞;母線PT的開口三角繞組出現較高電壓,使母線絕緣監視信號動作。各次諧波諧振不同特點主要在於:分次諧波諧振三相電壓依次輪流升高,超過線電壓,一般不超過2倍相電壓,三相電壓表指針在相同範圍出現低頻擺動。
基波諧振時,兩相電壓升高,超過線電壓,但一般不超過3倍相電壓,一相電壓降低但不等於零。
高次諧波諧振時,三相電壓同時升高或其中一相明顯升高,超過線電壓,但不超過3~3.5倍相電壓。
諧振事故解決方法
PT在正常工作時,鐵芯磁通密度不高,不飽和;但如果在電壓過零時突然合閘、fenzhahuodanxiangjiedixiaoshi,zheshitiexincitongjiuhuidadaowentaishideshubei,chuyubaohezhuangtai,zheshi,mouyixianghuoliangxiangdejicidianliudafuduzengjia,danggankangyurongkangcanshupipeiqiadang(滿足諧振條件)時,即會發生諧振,即鐵磁諧振。發生諧振時,會在電感和電容兩端產生2~3.5倍額定電壓的過電壓和幾十倍額定電流的過電流,通過PT的電流遠大於激磁電流,嚴重時會燒壞PT及其它設備。
防止諧振過電壓的一般措施
提(ti)高(gao)斷(duan)路(lu)器(qi)動(dong)作(zuo)的(de)同(tong)期(qi)性(xing)。由(you)於(yu)許(xu)多(duo)諧(xie)振(zhen)過(guo)電(dian)壓(ya)是(shi)在(zai)非(fei)全(quan)相(xiang)運(yun)行(xing)條(tiao)件(jian)下(xia)引(yin)起(qi)的(de),因(yin)此(ci)提(ti)高(gao)斷(duan)路(lu)器(qi)動(dong)作(zuo)的(de)同(tong)期(qi)性(xing),防(fang)止(zhi)非(fei)全(quan)相(xiang)運(yun)行(xing),可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)防(fang)止(zhi)諧(xie)振(zhen)過(guo)電(dian)壓(ya)的(de)發(fa)生(sheng)。
在並聯高壓電抗器中性點加裝小電抗。用這個措施可以阻斷非全相運行時工頻電壓傳遞及串聯諧振。
破壞發電機產生自勵磁的條件,防止參數諧振過電壓。
[page]
防止諧振過電壓的具體措施
35kV係統中性點經消弧線圈(加裝消諧電阻)接地,並在過補償方式下運行,它的電壓作用在零序回路中。
盡量減少6~35kV係統並聯運行的PT台數。
凡是6~35kV母線分段的變電所,若母線經常不分段運行,應將一組PT退出作為備用;電力客戶的6~10kVPT一次側中性點一律為不接地運行③更換伏安特性不良的6~35kVPT。
6~35kV一次側中性點串聯阻尼電阻或二次側開口三角形繞組並聯阻尼電阻或消振器。
6~10kV母線裝設一組Y形接線中性點接地的電容器組。
在10kVPT高壓側中性點串聯單相PT。zaishijigongzuozhongxiezhendefashengwangwangbansuizhejiediguzhang,henduoshihoushenzhijiushiyoujiediyinqide,xiaochuxiezhenchangchangcaiqudeyouxiaofangfashigaibianxitongyunxingfangshiyigaibianxitongcanshu,pohuaixiezhentiaojian。gaibianxitongyunxingfangshijingchangtongguoyixiatujingshixian:
投退電容器。
增投線路。
若變電站有一台以上數目的主變,可視具體運行情況將原本並列(分列)運行的變壓器分列(並列)。
母線並解列。
若ruo上shang述shu方fang法fa不bu能neng消xiao振zhen,應ying采cai用yong尋xun找zhao線xian路lu單dan相xiang接jie地di故gu障zhang的de方fang法fa進jin行xing選xuan線xian,選xuan出chu故gu障zhang線xian路lu後hou,立li即ji將jiang其qi切qie除chu。選xuan線xian原yuan則ze參can照zhao係xi統tong單dan相xiang接jie地di故gu障zhang處chu理li方fang法fa。此ci方fang法fa是shi最zui有you效xiao最zui能neng解jie決jue問wen題ti的de,但dan往wang往wang不bu一yi定ding能neng準zhun確que及ji時shi判pan斷duan出chu接jie地di線xian路lu,以yi致zhi延yan誤wu消xiao振zhen時shi間jian,所suo以yi,工gong作zuo中zhong為wei及ji時shi消xiao除chu諧xie振zhen一yi般ban先xian考kao慮lv選xuan擇ze上shang述shu四si種zhong途tu徑jing。
總結
針對某110kVbiandianzhanxiezhenshigu,liyongxiezhenyuanliyuzhishi,fenxilecicishigufashengdeyuanyin,bingjieheshijigongzuojingyanduixiezhenguodianyageichuleduozhongkongzhicuoshihefangfa,yibianjutigongzuozhongjiejianheyunyong,youxiaotigaoxitongyunxingwendingxing,tigaogongdiananquanxinghekekaoxing。
- 電力係統諧振消除方法的探討和分析
- 提高斷路器動作的同期性
- 在並聯高壓電抗器中性點加裝小電抗
- 破壞發電機產生自勵磁的條件
電dian力li係xi統tong鐵tie磁ci諧xie振zhen一yi直zhi影ying響xiang著zhe電dian氣qi設she備bei和he電dian網wang的de安an全quan運yun行xing,特te別bie是shi對dui中zhong性xing點dian不bu直zhi接jie接jie地di係xi統tong,鐵tie磁ci諧xie振zhen所suo占zhan的de比bi例li較jiao大da,因yin此ci對dui此ci類lei鐵tie磁ci諧xie振zhen問wen題ti研yan究jiu得de較jiao多duo。
本文針對電力係統諧振消除方法進行探討和分析,並提出一些意見,為相關工作者提供參考。
引言
電力係統中過電壓現象較為普遍。引起電網過電壓的原因主要有諧振過電壓、操作過電壓、雷電過電壓以及係統運行方式突變,負荷劇烈波動引起係統過電壓等。其中,諧振過電壓出現頻繁,其危害很大。
過guo電dian壓ya一yi旦dan發fa生sheng,往wang往wang造zao成cheng係xi統tong電dian氣qi設she備bei的de損sun壞huai和he大da麵mian積ji停ting電dian事shi故gu發fa生sheng。據ju多duo年nian來lai電dian力li生sheng產chan運yun行xing的de記ji載zai和he事shi故gu分fen析xi表biao明ming,中zhong低di壓ya電dian網wang中zhong過guo電dian壓ya事shi故gu大da多duo數shu是shi由you於yu諧xie振zhen現xian象xiang引yin起qi的de。日ri常chang工gong作zuo中zhong發fa現xian,在zai刮gua風feng、陰雨等特殊天氣時,變電站35kV及以下係統發生間歇性接地的頻率較高,當接地使得係統參數滿足諧振條件時便會發生諧振。
同時產生諧振過電壓。諧振會給電力係統造成破壞性的後果:諧振使電網中的元件產生大量附加的諧波損耗,降低發電、輸電及用電設備的效率,影響各種電氣設備的正常工作;導致繼電保護和自動裝置誤動作,並會使電氣測量儀表計量不準確;會對鄰近的通信係統產生幹擾,產生噪聲,降低通信質量,甚至使通信係統無法正常工作。
諧振及鐵磁諧振
諧xie振zhen是shi一yi種zhong穩wen態tai現xian象xiang,因yin此ci,電dian力li係xi統tong中zhong的de諧xie振zhen過guo電dian壓ya不bu僅jin會hui在zai操cao作zuo或huo事shi故gu時shi的de過guo渡du過guo程cheng中zhong產chan生sheng,而er且qie還hai可ke能neng在zai過guo渡du過guo程cheng結jie束shu後hou較jiao長chang時shi間jian內nei穩wen定ding存cun在zai,直zhi到dao發fa生sheng新xin的de操cao作zuo諧xie振zhen條tiao件jian受shou到dao破po壞huai為wei止zhi。所suo以yi諧xie振zhen過guo電dian壓ya的de持chi續xu時shi間jian要yao比bi操cao作zuo過guo電dian壓ya長chang得de多duo,這zhe種zhong過guo電dian壓ya一yi旦dan發fa生sheng,往wang往wang會hui造zao成cheng嚴yan重zhong後hou果guo。運yun行xing經jing驗yan表biao明ming,諧xie振zhen過guo電dian壓ya可ke在zai各ge種zhong電dian壓ya等deng級ji的de網wang絡luo中zhong產chan生sheng,尤you其qi在zai35kV及以下的電網中,由諧振造成的事故較多,已成為係統內普遍關注的問題。
因此,必須在設計時事先進行必要的計算和安排,或者采取一定附加措施(如裝設阻尼電阻等),避免形成不利的諧振回路,在日常工作中合理操作防止諧振的產生,降低諧振過電壓幅值和及時消除諧振。在6~35kV係統操作或故障情況下,係統振蕩回路中往往由於變壓器、電壓互感器、消弧線圈等鐵芯電感的磁路飽和作用而激發起持續性的較高幅值的鐵磁諧振過電壓。
鐵磁諧振可以是基波諧振、高次諧波諧振、分次諧波諧振,其共同特征是係統電壓升高,引起絕緣閃絡或避雷器爆炸;或產生高值零序電壓分量,出現虛幻接地現象和不正確的接地指示;或者在PT中出現過電流,引起熔斷器熔斷或互感器燒壞;母線PT的開口三角繞組出現較高電壓,使母線絕緣監視信號動作。各次諧波諧振不同特點主要在於:分次諧波諧振三相電壓依次輪流升高,超過線電壓,一般不超過2倍相電壓,三相電壓表指針在相同範圍出現低頻擺動。
基波諧振時,兩相電壓升高,超過線電壓,但一般不超過3倍相電壓,一相電壓降低但不等於零。
高次諧波諧振時,三相電壓同時升高或其中一相明顯升高,超過線電壓,但不超過3~3.5倍相電壓。
諧振事故解決方法
PT在正常工作時,鐵芯磁通密度不高,不飽和;但如果在電壓過零時突然合閘、fenzhahuodanxiangjiedixiaoshi,zheshitiexincitongjiuhuidadaowentaishideshubei,chuyubaohezhuangtai,zheshi,mouyixianghuoliangxiangdejicidianliudafuduzengjia,danggankangyurongkangcanshupipeiqiadang(滿足諧振條件)時,即會發生諧振,即鐵磁諧振。發生諧振時,會在電感和電容兩端產生2~3.5倍額定電壓的過電壓和幾十倍額定電流的過電流,通過PT的電流遠大於激磁電流,嚴重時會燒壞PT及其它設備。
防止諧振過電壓的一般措施
提(ti)高(gao)斷(duan)路(lu)器(qi)動(dong)作(zuo)的(de)同(tong)期(qi)性(xing)。由(you)於(yu)許(xu)多(duo)諧(xie)振(zhen)過(guo)電(dian)壓(ya)是(shi)在(zai)非(fei)全(quan)相(xiang)運(yun)行(xing)條(tiao)件(jian)下(xia)引(yin)起(qi)的(de),因(yin)此(ci)提(ti)高(gao)斷(duan)路(lu)器(qi)動(dong)作(zuo)的(de)同(tong)期(qi)性(xing),防(fang)止(zhi)非(fei)全(quan)相(xiang)運(yun)行(xing),可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)防(fang)止(zhi)諧(xie)振(zhen)過(guo)電(dian)壓(ya)的(de)發(fa)生(sheng)。
在並聯高壓電抗器中性點加裝小電抗。用這個措施可以阻斷非全相運行時工頻電壓傳遞及串聯諧振。
破壞發電機產生自勵磁的條件,防止參數諧振過電壓。
[page]
防止諧振過電壓的具體措施
35kV係統中性點經消弧線圈(加裝消諧電阻)接地,並在過補償方式下運行,它的電壓作用在零序回路中。
盡量減少6~35kV係統並聯運行的PT台數。
凡是6~35kV母線分段的變電所,若母線經常不分段運行,應將一組PT退出作為備用;電力客戶的6~10kVPT一次側中性點一律為不接地運行③更換伏安特性不良的6~35kVPT。
6~35kV一次側中性點串聯阻尼電阻或二次側開口三角形繞組並聯阻尼電阻或消振器。
6~10kV母線裝設一組Y形接線中性點接地的電容器組。
在10kVPT高壓側中性點串聯單相PT。zaishijigongzuozhongxiezhendefashengwangwangbansuizhejiediguzhang,henduoshihoushenzhijiushiyoujiediyinqide,xiaochuxiezhenchangchangcaiqudeyouxiaofangfashigaibianxitongyunxingfangshiyigaibianxitongcanshu,pohuaixiezhentiaojian。gaibianxitongyunxingfangshijingchangtongguoyixiatujingshixian:
投退電容器。
增投線路。
若變電站有一台以上數目的主變,可視具體運行情況將原本並列(分列)運行的變壓器分列(並列)。
母線並解列。
若ruo上shang述shu方fang法fa不bu能neng消xiao振zhen,應ying采cai用yong尋xun找zhao線xian路lu單dan相xiang接jie地di故gu障zhang的de方fang法fa進jin行xing選xuan線xian,選xuan出chu故gu障zhang線xian路lu後hou,立li即ji將jiang其qi切qie除chu。選xuan線xian原yuan則ze參can照zhao係xi統tong單dan相xiang接jie地di故gu障zhang處chu理li方fang法fa。此ci方fang法fa是shi最zui有you效xiao最zui能neng解jie決jue問wen題ti的de,但dan往wang往wang不bu一yi定ding能neng準zhun確que及ji時shi判pan斷duan出chu接jie地di線xian路lu,以yi致zhi延yan誤wu消xiao振zhen時shi間jian,所suo以yi,工gong作zuo中zhong為wei及ji時shi消xiao除chu諧xie振zhen一yi般ban先xian考kao慮lv選xuan擇ze上shang述shu四si種zhong途tu徑jing。
總結
針對某110kVbiandianzhanxiezhenshigu,liyongxiezhenyuanliyuzhishi,fenxilecicishigufashengdeyuanyin,bingjieheshijigongzuojingyanduixiezhenguodianyageichuleduozhongkongzhicuoshihefangfa,yibianjutigongzuozhongjiejianheyunyong,youxiaotigaoxitongyunxingwendingxing,tigaogongdiananquanxinghekekaoxing。
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 三星上演罕見對峙:工會集會討薪,股東隔街抗議
- 摩爾線程實現DeepSeek-V4“Day-0”支持,國產GPU適配再提速
- 築牢安全防線:智能駕駛邁向規模化應用的關鍵挑戰與破局之道
- GPT-Image 2:99%文字準確率,AI生圖告別“鬼畫符”
- 機器人馬拉鬆的勝負手:藏在主板角落裏的“時鍾戰爭”
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
NFC
NFC芯片
NOR
ntc熱敏電阻
OGS
OLED
OLED麵板
OmniVision
Omron
OnSemi
PI
PLC
Premier Farnell
Recom
RF
RF/微波IC
RFID
rfid
RF連接器
RF模塊
RS
Rubycon
SATA連接器
SD連接器
SII
SIM卡連接器
SMT設備
SMU
SOC
SPANSION

