電網(wǎng)產(chǎn)生諧振的原因
發(fā)布時(shí)間:2020-05-16 09:41:43
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電力系統中,過(guò)電壓現象十分普遍。若是沒(méi)有防范措施,隨時(shí)都可能發(fā)生,也隨時(shí)都可以發(fā)現。引發(fā)電網(wǎng)過(guò)電壓的緣由很多。主要可分為諧振過(guò)電壓、操作過(guò)電壓和雷電過(guò)電壓;其中諧振過(guò)電壓在正常運行操作中泛起頻仍,其風(fēng)險性較年夜;過(guò)電壓一旦發(fā)生,往往造成電氣裝備的損壞和年夜面積的停電事故。中低壓電網(wǎng)中過(guò)電壓事故年夜大都都是由諧振現象所引發(fā)的。由于諧振過(guò)電壓作用時(shí)間較長(cháng),所引發(fā)諧振現象的緣由又很多,是以在選擇庇護措施方面造成很年夜的堅苦。為了盡量地避免諧振過(guò)電壓的發(fā)生,在設計和操作電網(wǎng)裝備時(shí),應進(jìn)行需要的估算和放置,以免到達諧振條件;
或接納適當的避免諧振的措施。
電網(wǎng)產(chǎn)生諧振的原因
因目前我國35kV系統為不接地系統,電網(wǎng)中存在大量星形接線(xiàn)的電壓互感器,其一次繞組直接接地,成為電網(wǎng)對地電容電流、高次諧波電流的充放電途徑,當線(xiàn)路接地時(shí),電壓互感器的鐵心線(xiàn)圈相當于與非故障線(xiàn)路對接電容并聯(lián),構成了可能產(chǎn)生諧振的并聯(lián)電路,由于相對地電壓升高3-5倍,有可能使得電壓互感器的鐵心出現飽和或接近飽和,阻抗變小,電路中出現容抗和阻抗相等的情況,從而產(chǎn)生了并聯(lián)諧振,此時(shí)互感器一側的電流最大,這樣有可能使電壓互感器的高壓側熔斷件熔斷,或者燒壞電壓互感器,以及電纜爆炸。此種情況往往在變電站投產(chǎn)初期(線(xiàn)路出線(xiàn)回路少)不是很明顯,但隨著(zhù)線(xiàn)路出線(xiàn)回路的增多(各回線(xiàn)路對地的等值電容量增大,容抗增大)出現諧振的情況較多。另外由于35kV系統為室內開(kāi)關(guān)柜,35kVPT接地點(diǎn)多,一般為4個(gè)接地點(diǎn),這也為發(fā)生諧振過(guò)電壓提供了條件。
自動(dòng)調諧接地補償裝置能夠實(shí)現全補償運行或很小的脫諧度,主要是由于在消弧線(xiàn)圈的一次回路中串入了大功率的阻尼電阻,降低中性點(diǎn)諧振過(guò)電壓的幅值使之達到相電壓的5%——10%。因為如果當系統的電
容電流與消弧線(xiàn)圈工作電流相等時(shí),即在諧振時(shí)中性點(diǎn)電壓限制在允許值以下,這樣就可實(shí)現全補償方式,這是殘流為最小的最佳工作方式。接地時(shí)殘流很小,不會(huì )引起弧光過(guò)電壓。所以,可在消弧線(xiàn)圈的一次
回路中串入大功率的阻尼電阻,增大阻尼率的措施來(lái)達到。消弧線(xiàn)圈的脫諧率與電壓及電網(wǎng)的阻尼率有關(guān),當電網(wǎng)形成后其不對稱(chēng)電壓基本是個(gè)固定值,消弧線(xiàn)圈為保證在單相接地時(shí)有效地抑制弧光過(guò)電壓的產(chǎn)
生,要求脫諧率達到±5%以?xún)?,那么只有改變阻尼率,才能改變位移電壓,因此應當在消弧線(xiàn)圈回路串入電阻,保證阻尼率,控制中性點(diǎn)位移電壓。在低壓電網(wǎng)中由于中性點(diǎn)不對稱(chēng)電壓很小,為提高測量精度采用特制的中性點(diǎn)專(zhuān)用互感器,提高檢測靈敏度;非線(xiàn)性電阻的采用對欠補償下的斷線(xiàn)過(guò)電壓和傳遞過(guò)電壓都有明顯的抑制作用。
消弧線(xiàn)圈接入系統必須要有電源中性點(diǎn),在其中性點(diǎn)上接入消弧線(xiàn)圈,當發(fā)生單相接地時(shí),流過(guò)變壓器的三相同方向的零序磁通,經(jīng)過(guò)油箱壁絕緣油及空氣等介質(zhì)形成閉合的回路,在油箱鐵心等處產(chǎn)生附加
的損耗,這種損耗是不均勻的,必然要形成局部過(guò)熱,影響變壓器的正常運行和使用壽命。所以接入此類(lèi)接地變壓器的消弧線(xiàn)圈的容量不應超過(guò)變壓器容量的
20%;為滿(mǎn)足消弧線(xiàn)圈接地補償的需要,同時(shí)也滿(mǎn)足動(dòng)力與照明混合負載的需要,可采用Z型接線(xiàn)的變壓器即ZN,yn11連接的變壓器。由于變壓器高壓側采用Z型接線(xiàn),每相繞組由兩段組成,并分別位于不同相的鐵心柱上,兩段線(xiàn)圈反極性相連,零序阻抗非常小??蛰d損耗低;變壓器容量可以100%被利用;并能夠調節電網(wǎng)的不對稱(chēng)電壓。
如果在系統的中性點(diǎn)上接入消弧線(xiàn)圈,破壞它的諧振條件,就能夠比較有效地抑制諧振過(guò)電壓的產(chǎn)生。其原理也很簡(jiǎn)單,TV的勵磁感抗比較大(千歐至兆歐級),而消弧線(xiàn)圈的感抗比較小(百歐級),這樣就很難滿(mǎn)足諧振條件,諧振就不會(huì )發(fā)生。另一方面,若無(wú)消弧線(xiàn)圈,單相接地發(fā)生間歇性電弧時(shí),電容上多次充放電造成TV燒毀、熔絲熔斷;加上消弧線(xiàn)圈后,電容對小感抗放電,TV中電流就很小,不會(huì )燒毀了。所以在中性點(diǎn)接入消弧線(xiàn)圈,對于由電壓互感器鐵心飽和引起的鐵磁諧振過(guò)電壓具有很好的抑制作用。
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