淺談電力系統(tǒng)諧振消除方案

發(fā)布日期：2018-05-20 21:51 來源：http://skjsoft.cn 點(diǎn)擊：

諧振及鐵磁諧振

　　諧振是一種穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象，因此，電力系統(tǒng)中的諧振過電壓不僅會(huì)在操作或事故時(shí)的過渡過程中產(chǎn)生，而且還可能在過渡過程結(jié)束后較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定存在，直到發(fā)生新的操作諧振條件受到破壞為止。所以諧振過電壓的持續(xù)時(shí)間要比操作過電壓長(zhǎng)得多，這種過電壓一旦發(fā)生，往往會(huì)造成嚴(yán)重后果。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，諧振過電壓可在各種電壓等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生，尤其在35kV及以下的電網(wǎng)中，由諧振造成的事故較多，已成為系統(tǒng)內(nèi)普遍關(guān)注的問題。

　　因此，必須在設(shè)計(jì)時(shí)事先進(jìn)行必要的計(jì)算和安排，或者采取一定附加措施（如裝設(shè)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(chǎn)生，降低諧振過電壓幅值和及時(shí)消除諧振。在6~35kV系統(tǒng)操作或故障情況下，系統(tǒng)振蕩回路中往往由于變壓器、電壓互感器、消弧線圈等鐵芯電感的磁路飽和作用而激發(fā)起持續(xù)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，其共同特征是系統(tǒng)電壓升高，引起絕緣閃絡(luò)或避雷器爆炸；或產(chǎn)生高值零序電壓分量，出現(xiàn)虛幻接地現(xiàn)象和不正確的接地指示；或者在PT中出現(xiàn)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(xiàn)較高電壓，使母線絕緣監(jiān)視信號(hào)動(dòng)作。各次諧波諧振不同特點(diǎn)主要在于：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范圍出現(xiàn)低頻擺動(dòng)。

　　基波諧振時(shí)，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于零。

　　高次諧波諧振時(shí)，三相電壓同時(shí)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(shí)，鐵芯磁通密度不高，不飽和;但如果在電壓過零時(shí)突然合閘、分閘或單相接地消失，這時(shí)鐵芯磁通就會(huì)達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)的數(shù)倍，處于飽和狀態(tài)，這時(shí)，某一相或兩相的激磁電流大幅度增加，當(dāng)感抗與容抗參數(shù)匹配恰當(dāng)（滿足諧振條件）時(shí)，即會(huì)發(fā)生諧振，即鐵磁諧振。發(fā)生諧振時(shí)，會(huì)在電感和電容兩端產(chǎn)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(yuǎn)大于激磁電流，嚴(yán)重時(shí)會(huì)燒壞PT及其它設(shè)備。

　　防止諧振過電壓的一般措施

　　提高斷路器動(dòng)作的同期性。由于許多諧振過電壓是在非全相運(yùn)行條件下引起的，因此提高斷路器動(dòng)作的同期性，防止非全相運(yùn)行，可以有效防止諧振過電壓的發(fā)生。

　　在并聯(lián)高壓電抗器中性點(diǎn)加裝小電抗。用這個(gè)措施可以阻斷非全相運(yùn)行時(shí)工頻電壓傳遞及串聯(lián)諧振。

　　破壞發(fā)電機(jī)產(chǎn)生自勵(lì)磁的條件，防止參數(shù)諧振過電壓。

　　防止諧振過電壓的具體措施

　　35kV系統(tǒng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈（加裝消諧電阻）接地，并在過補(bǔ)償方式下運(yùn)行，它的電壓作用在零序回路中。

　　盡量減少6~35kV系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行的PT臺(tái)數(shù)。

　　凡是6~35kV母線分段的變電所，若母線經(jīng)常不分段運(yùn)行，應(yīng)將一組PT退出作為備用；電力客戶的6~10kVPT一次側(cè)中性點(diǎn)一律為不接地運(yùn)行③更換伏安特性不良的6~35kVPT。

6~35kV一次側(cè)中性點(diǎn)串聯(lián)阻尼電阻或二次側(cè)開口三角形繞組并聯(lián)阻尼電阻或消振器。

　　6~10kV母線裝設(shè)一組Y形接線中性點(diǎn)接地的電容器組。

　　在10kVPT高壓側(cè)中性點(diǎn)串聯(lián)單相PT。在實(shí)際工作中諧振的發(fā)生往往伴隨著接地故障，很多時(shí)候甚至就是由接地引起的，消除諧振常常采取的有效方法是改變系統(tǒng)運(yùn)行方式以改變系統(tǒng)參數(shù)，破壞諧振條件。改變系統(tǒng)運(yùn)行方式經(jīng)常通過以下途徑實(shí)現(xiàn)：

　　投退電容器。

　　增投線路。

　　若變電站有一臺(tái)以上數(shù)目的主變，可視具體運(yùn)行情況將原本并列（分列）運(yùn)行的變壓器分列（并列）。

　　母線并解列。

　　若上述方法不能消振，應(yīng)采用尋找線路單相接地故障的方法進(jìn)行選線，選出故障線路后，立即將其切除。選線原則參照系統(tǒng)單相接地故障處理方法。此方法是最有效最能解決問題的，但往往不一定能準(zhǔn)確及時(shí)判斷出接地線路，以致延誤消振時(shí)間，所以，工作中為及時(shí)消除諧振一般先考慮選擇上述四種途徑。

　　總結(jié)

　　針對(duì)某110kV變電站諧振事故，利用諧振原理與知識(shí)，分析了此次事故發(fā)生的原因，并結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)諧振過電壓給出了多種控制措施和方法，以便具體工作中借鑒和運(yùn)用，有效提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，提高供電安全性和可靠性。

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