电厂中谐振过电压产生与抑制
厂用电谐振过电压分析及预防(一)
厂用电谐振过电压分析及预防(一)摘要:在中性点不接地电力系统中,由于电磁式电压互感器激磁特性的非线性,当电压发生波动使网络中电抗接近容抗时,便产生谐振过电压,影响电气设备安全运行。
为此,从两起典型的6kV厂用电谐振过电压入手,分析计算产生谐振过电压的条件及其现象。
最后,阐述了解决谐振过电压问题所采取的措施。
关键词:厂用电;谐振;过电压;电压互感器;分析;措施1谐振过电压产生条件、特点和危害在中性点不接地电力系统中,由于电磁式电压互感器(TV)激磁特性的非线性,当电压发生波动使网络中电抗接近容抗时,便产生谐振过电压。
特别是遇有激磁特性不好(易饱和)的TV及系统发生单相对地闪络或接地时,更容易引发谐振过电压。
轻者令到TV的熔断器熔断、匝间短路或爆炸;重者则发生避雷器爆炸、母线短路、厂用电失电等严重威胁电力系统和电气设备运行安全的事故。
2两起谐振过电压及其分析2.1铁心饱和过电压这种过电压最常见于投空母线时,由于系统电压偏高致使激磁特性差的TV饱和,当TV电抗降至和系统对地容抗相等时便引发谐振过电压。
现在由于采取一系列技术手段这一现象已很少发生,但其它形式谐振过电压却还时有发生,应引起我们注意,请看下面实例。
2.1.1事发经过1998年10月8日8时58分,6kVⅢ段工作电源开关632甲、632乙跳闸,3号炉甲、乙送风机和3号机循环水泵跳闸,备用电源开关630甲、乙联动,6kVⅢA和ⅢB段母线电压表无指示,3号炉甲、乙送风机强送未成功,发电机组与电网解列。
事后检查发现6kVⅢ段母线有电压,判断是TV保险熔断,使带有低压保护设备跳闸,恢复TV保险后,3号机组于当天9时55分重新并网。
2.1.2原因分析事故发生时,与6kVIIIA段相联的输煤I段上有停3号炉除渣泵电动机的操作,由于6kVⅢ段的2台TV的熔断器三相均熔断,因而初判发生了三相谐振过电压。
6kVⅢA、ⅢB和输煤Ⅰ段上三台TV均是JDZJ-6型干式电压互感器。
浅谈热电厂谐振过电压及抑制措施
浅谈热电厂谐振过电压及抑制措施在电力系统中性点经消弧线圈接地系统中包含有很多电感元件和电容元件。
在开关操作或发生故障时,这些电感和电容元件可能形成不同自振频率的振荡回路,在外加电源作用下产生谐振现象,引起谐振过电压。
谐振往往在电网某一局部造成过电压,从而危及电气设备的绝缘,甚至产生过电流而烧毁设备。
本文针对热电厂发生的故障进行了全面的分析论述,并提出解决问题的措施标签:真空断路器消弧线圈谐振过电压抑制措施1 问题出现2008年10月20日15时40分,运行人员启动#3炉磨煤机产生操作过电压,造成已运行的#3炉排粉电机线圈开路,#4炉引风机电缆一相击穿接地,引起运行中高压电压互感器烧毁及一次高压熔丝烧断。
#3炉、#4炉、#1机、#3机相继停止运行,终止对外供汽,反送电时间长达六小时之久,造成重大经济损失。
2 事故分析2.1 我厂磨煤机、排粉电机小车开关是真空断路器。
真空断路器由于灭弧能力强、电气寿命長、现场维护方便、技术含量高等优点,在电力系统35kV及以下电压等级中被广泛应用。
但是,真空断路器在开断运行过程中出现过电压问题时有发生,已成为不可忽视的重要环节。
产生过电压分析如下:2.1.1 真空断路器由于具有高速灭弧能力,在切断电路时,往往在电流过零前被强行开断,在断弧瞬间储藏在负载内的电感与电容之间的电磁能量转换将在负载上产生过电压,这比一般断路器要突出,尤其在最先断开相触头间,有可能因过电压引起电弧重燃,而产生过电压。
2.1.2 如果由于某种原因引起真空开关真空度降低,将严重影响真空断路器开断过电流的能力,以至承受不住恢复电压发生电弧重燃,回路中出现高频电流,高频电流过零时,出现电弧熄灭、重燃循环过程。
由于负载侧存在L-C振荡回路(电机线圈、电缆储能元件),则产生很高过电压。
2.2 消弧线圈运行方式存在问题我厂共有两组消弧线圈,#1发电机中性点、#2、3发电机中性点各接一组消弧线圈。
出现上述事故前是#1、#3发电机,#3、#4炉在运行中,而#1发电机中性点消弧线圈没有投入运行,只有#3发电机中性点投入运行。
电力系统中谐振过电压的产生与解决对策
电力系统中谐振过电压的产生与解决对策摘要:除了家电之外,在日常生活中会因为电磁感应产生的振动导致一些细部用电仪器出现损坏以及运作时令的问题,与此同时在一些大型的电力供给、传输运作以及发电上都会有这种问题的出现,所有出现的这种问题都被称作谐振过电压。
本文对电力系统中谐振过电压的产生进行了分析和探讨,并且有针对性的将有效的解决问题的措施提了出来,希望能够对大家有所帮助。
关键词:谐振过电压问题策略引言电路当中如果有电流通过就会产生磁场,在生产电力上电与磁的互相转化使人类的生活得到了极大地帮助。
然而在我国的电力工作当中因为这类问题的出现从而造成了很多的损失,其不仅严重的危害到了国家的财产安全,甚至会经常性的造成人员伤亡状况的出现。
我国的电力专家为了促进过电压危害这一问题的有效解决,对其中的很多方法进行了总结,本文具体的介绍了谐振过电压的现象,并且将有效的解决措施提了出来,供大家参考。
一、谐振过电压概述造成电网过电压现象在电力系统中出现的原因有很多,如果过于频繁的出现谐振过电压等现象,就会产生很大的危害性。
一旦出现过电压现象,就会烧毁以及损坏电气设备,在严重的情况下还会导致停电事故的发生。
由于时间较长的谐振过电压作用。
但是却不可以采用避雷器的方式进行限制,所以在实施保护的这一方面具有相当大的困难。
由铁心电感元件,包括消弧线圈、电抗器、电压互感器、变压器以及发电器等,还有一些系统的电容元件,包括电容补偿器以及输电线路等共同促成了共谐条件的形成,导致谐振过电压在系统当中产生[1]。
二、产生谐振的原因以及将其激发出来的条件作为一个复杂的电力网络,电力系统具有十分重要的作用,有很多的电容元件以及电感元件,特别是铁磁谐振现象经常会出现在不接地系统当中,严重的威胁到了设备的安全运行。
有以下条件会将电压谐振激发出来:①突然投入的电压互感器;②发生单相接地的线路;③突然改变的系统运行方式以及投切的电气设备;④发生较大波动的系统负荷;⑤出现波动的电网频率;⑥不平衡变化的负荷[2]。
电力系统中谐振过电压的产生与解决对策
・ 1 4 解决对策
朱建平 闰 峰 ( 鸡 东县 电业局 , 黑龙 江 鸡 东 1 5 8 2 0 0 )
摘 要 :在 日常的 电路 生产运作 中除 了家用电器外一些小细部用 电仪器常 因为 电磁感应产 生的振 动导致一起运作 时令或者损 坏的 问题 , 并且在一 些大型的发电 、 传输运作 、 电力供给等仪 器上也会 出现 此类问题 , 这种 问题被称为谐振 过电压 , 本 文将对此类 问题进 行 简 单 的介绍和提供几点有效 的解决 问题 的措施 。 关键词 : 谐振过 电压 ; 问题 ; 策略 在电流通过电路时会产生磁场,电与磁的相互转化在生产电力上 容) 3 C o中存储的电荷 , 对三相电压互感器高压绕组电感 L / 3 放 电, 相当 为我们提供了极大的助力 ,但是也是 由于这类问题我国电路工作中往 个直流源作用在带有铁芯的电感线圈上, 铁芯会深度饱和。 对于接地 往由于过电压问题产生很多巨大的经济损失甚至有些情况出现了人员 相来说 , 更是相当一个空载变压器突然合 闸, 叠加出更大 的暂态涌流。 伤亡 , 因此为 了解决过电压危害我 国电力专家总结 了很多方法 , 本文就 在高压绕组中J 性点安装电阻器 R o 后, 能够分担加在电压互感器两端的 针对于谐振过电压这一现象进行具体的介绍 ,并提供几点解决问题措 电压 , 从而能限制电压互感器中的电流 , 特别是 限制断续弧光接地时流 施 的意见 。 过电压互感器的高幅值 电流, 将高压绕组 中的涌流抑制在很小 的水平 , 1概 述 相当于改善电压互感器的伏安特l 生。 在电力系统中引起电网过电压的原因很多 ,其中谐振过 电压 出现 3 . 1 . 4电压互感器一次侧 中性点经零序 电压互感器接地 ,此类型接 相对频繁 , 其危害性较大 。 过电 压一旦发生, 往往会造成电气设备的损 线方式的的电压互感器称 为抗谐振电压互感器 ,这种措施在部分地区 坏、 烧毁, 甚至发生停电事故 。由于谐振过电压作用时间较长, 而且不能 有成功经验, 其原理是提高电压互感器的零序励磁特 陛, 从而提高电压 用避雷器限制 , 因此在选择保护措施方面有较大的困难。 谐振是 由铁 互感器的抗烧毁能力 , 已有很多厂家按此原理制造抗谐振电压互感器。 电感元件 , 如发电机、 变压器、 电压互感器、 电抗器 、 消弧线圈等和和系 但是应注意到 , 电压互感器中. f 生 点仍承受较高电压 , 且电压互感器在谐 统的电容元件 , 如输电线路 、 电容补偿器等形成共谐条件 , 激发持续的 振时虽可能不损坏, 但谐振依然存在。 铁磁{ 凿 振, 使系统产生谐振过电压。 3 . 1 . 5电压互感器二次侧开三角绕组接阻尼电阻,在三相电压互感 器一次侧中性 串接单相 电压互感器或在 电压互感器二次开 口三角处 2谐振产生的原 因及激发条件 力系统是—个复杂的电力网络 , 在这个复杂的电力网络中, 存在着 接人阻尼电阻 , 用 于消耗电源供给谐振的能量 , 能够抑制铁磁谐振过电 很多电感及电容元件 , 尤其在不接地系统中, 常常出现铁磁谐振现象 , 压, 其电阻值越小 , 越能抑制谐振的发生。 给设备的安全运行带来隐患 ,下面先从简单 的铁磁谐振电路 中进行分 3 . 1 . 6中. 点经消弧线 圈接地 , 中性点经消弧线圈接地有以下优点: 析。 瞬间单相接地故障可经消弧线圈动作消除, 保证系统不断电; 永久单相 接地故障时消弧线圈动作可维持系统运行一定时间,可以使运行部门 下列激发条件造成电压谐振 : ( 1 ) 电压互感器的突然投入; 有足够的时间启动备用电源或转移负荷 , 不至于造成被动; 系统单相接 ( 2 ) 线路发生单相接地; 地时消弧线圈动作可有效避免 电弧接地过电压 ,对全 网电力设备起保 护作用 ; 由于接地 电弧的时间缩短 , 使其危害受 到限制 , 因此也减少维 ( 3 ) 系统运行方式的突然改变或 电气设备的投切; 修工作量 ; 由于瞬时接地故障等可 由消弧线圈 自 动消除 , 因此减少 了 保 ( 4 ) 系统负荷发生较大的波动 ; 护错误动作的概率;系统 中 . 胜点经消弧线圈接地可有效抑制单相接地 ( 5 ) 电网频率的波动 ; ( 6 ) 负荷的不平衡变化等。 电流,因此可降低变电所和线路接地装置的要求 ,且可以减少人员伤 3常用的消谐方法及优缺点 亡, 对 电磁兼容性也有好处。 3 . 2中性点直接接地系统谐振消除方法及优缺点 3 . 1 中陛点不接地系统常见 的消谐措施 3 . 1 . 1 采用励磁特 性较好的电压互感器 3 . 2 . 1 尽量保证断路器三相同期 、 防止非全相运行。 目 前 ,在我单位新建变电 站电 压互感器选型时尽量采用采用励磁 3 . 2 . 2改用电容式 电压互感器( C V T ) , 从根本上消除了产生谐振的条 特f 生 较好的电压互感器。 电压互感器伏安特 l } 常好, 如每台电压互感 件 , 但是电容式电压互感器价格高 、 带负载能力差 、 且仍带有电感 , 二次 器起始饱和电压为 1 . 5 U e , 使电压互感器在一般的过电压下还不会进入 侧仍要采用消谐措施 。 增加对地电容 , 操作时让母线带上一段空线路或 饱和区, 从而不易构成参数匹配而出现谐振 。显然, 若电压互感器伏安 耦合 电容器。 3 . 2 . 3带空载线路可以很好地消谐 ,但有可能产生一个很大的冲击 特 陛非常好 ,电压互感器有可能在一般的过电压下还不会进入较深的 饱和区, 从而不易构成参数匹配而出现谐振。从某种意义上来说 , 这是 电流通过互感器线 圈, 对互感器不利 , 而耦合 电容器 十分昂贵 , 目前 尚 治本的措施 。 但电压互感器的励磁特性越好, 产生电压互 皆 振的电 无高压电容器。 3 . 2 . 4与高压绕组串接或并接一个阻尼绕组, 可消除基频谐振 , 在发 容参数范围就越小。 虽可降低谐振 发生的概率 , 但一旦发生 , 过 电压 、 过 生谐振的瞬间投A a t  ̄ , 阻尼电阻将会增加投切设备和复杂的控制机构。 电流更大。 3 . 1 . 2在母线上装设中性点接地的三相星形电容器组 ,增加对地电 3 . 2 - 5电容吸能消谐 , 对幅值较高的基频谐振比较有效 , 但对于幅值 容这种方法 , 当增大各相对地 电容, 可防止谐振。如果零序电容过大或 较低的分频谐振往往难以奏效 。 3 . 2 . 6 在开 口三角形回路中接入消谐装置,能 自动消除基频和分频 过小 , 就可以脱离谐振区域, 谐振就不会发生。 3 . 1 . 3 电流互感器高压侧中性点经电阻接地,由于系统中性点不接 谐振 , 需在压变开 口三角绕阻回路中 增加 1 根辅助边线 , 增大了投资。 3 . 2 . 7 采用光纤电压互感器, 可以有效地消除谐振 。 价格较高 , 但是 地, Y 0 接线的电磁式电压互感器的高压绕组 , 就成为系统三相对地的 容易受到腐蚀或者损坏 , 因此适应 I 生 比 较差。 唯—金属通道。系统单相接地有两个过渡过程, 一是接地时; 二是接地 其工作环境要求苛刻 ,
论谐振过电压产生原因及防治
论谐振过电压产生原因及防治[摘要]谐振过电压在电力系统中屡见不鲜,但在实际运行中,很多人员对谐振过电压的了解很片面。
谐振过电压对电网造成危害极大.诸如造成电压互感器熔丝熔断、电压互感器烧毁、电网设备绝缘损毁,甚至造成相间短路、保护装置误动作等等,所以加深对其认识,并加强防治措施非常必要。
[关键词]谐振过电压产生原因分类中图分类号:tm 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2013)20-265-01在电力生产和电力运行的中低压电网中,故障的形式和操作方式是多种多样的,谐振性质也各不相同。
因此,应该了解各种不同类型谐振性质与特点,掌握其振荡的性质和特点,制订防振和消振的对策与措施。
l.产生谐振过电压的原因目前,我国配电网,大部分仍采用中性点不接地方式运行,其中有少部分采用老式的消弧(消谐线圈接地。
从电网的运行实践证明.中性点不接地系统中一方面由于电压互感器铁心饱和引起的铁磁谐振过电压比较多,尽管采取不少限制谐振过电压的措施,如:消谐灯、消谐器、tv高压中性点增设电阻或单只tv等,但始终没有从根本上得到解决.tv烧毁、熔丝熔断仍不断发生;另一方面由于中性点不接地运行方式的主要特点是单相接地后,允许维持一定时间,一般为2h不致于引起用户断电,但随着中低压电网的扩大,出线回路数增多、线路增长,中低压电网对地电容电流易大幅度增加,单相接地时接地电弧不能自动熄火必然产生电弧电电压,一般为3~5倍相电压甚至更高.致使电同中绝缘薄弱的地方放电击穿,并会发展为相问短路造成设备损坏和停电事故。
而采用老式消弧线圈接地方式的系统由于结构的限制,只能运行在过补偿状态,不能处在全补偿状态,所以脱谐度整定的比较大,约在20%~30%,对弧光过电压无抑制效果。
并需要手动调节分接头.然而此时却不能随电网,对地电容电流的变化及时将电压调整到最佳的工作位置,影响功能发挥,也不适应电网无人值班变电所的需要。
2.电力系统谐振过电压的分类电力系统中一些电感、电容元件在系统进行操作或发生故障时可形成各种振荡回路_在一定的能源作用下,会产生串联谐振现象,导致系统某些元件出现严重的过电压这一现象叫电力系统谐振过电压。
谐振过电压产生及防止措施
谐振过电压产生及防止措施一、释义35kV及以下配电网采取中性点不接地和经消弧线圈接地方式;110kV及以上配电网采取中性点直接接地方式。
过电压种类多,主要有谐振、雷电和操作过电压;其中谐振过电压较常见,作用时间长、次数频繁、危害大,须采取措施预防。
谐振过电压指电力系统中一些电感、电容元件在系统进行操作或发生故障时可形成各种振荡回路,在一定的能源作用下,会产生串联谐振现象,导致系统某些元件出现严重的过电压。
二、谐振过电压产生原因电网运行中,正常时中性点不接地系统PT铁芯饱和易引起谐振过电压;中性点不接地方式发生单相故障可引起谐振过电压。
运维人员操作或事故处理方法不当亦会产生谐振过电压。
另外设备设计选型、参数不匹配也是谐振过电压产生原因。
谐振过电压对电网造成危害极大,诸如造成电压互感器熔丝熔断、电压互感器烧毁、电网设备绝缘损毁,甚至造成相间短路、保护装置误动作等。
操作过电压和谐振过电压的区别:操作过电压和谐振过电压都属于内部过电压。
操作过电压,顾名思义,是操作高电压大电感-电容元件(比如合/分空载长线路、变压器、并联电容器、高压感应电动机等)以及故障线路跳闸/重合闸等产生的过度过程。
防止操作过电压的措施根据操作的对象不同而有所不同,一般采用重击穿概率低的断路器或设置金属氧化物避雷器限制操作过电压。
谐振过电压,因系统的电感、电容参数配合不当而引起的各类谐振现象及电压升高。
所以防止谐振过电压的措施即破坏谐振条件,使参数配合避开谐振区,需要对系统有整体的参数预测,从而调整电网参数。
三、分类(1) 线性谐振过电压:谐振回路由不带铁芯的电感元件(如输电线路的电感,变压器的漏感)或励磁特性接近线性的带铁芯的电感元件(如消弧线圈)和系统中的电容元件所组成。
(2) 铁磁谐振过电压:谐振回路由带铁芯的电感元件(如空载变压器、电压互感器)和系统的电容元件组成。
因铁芯电感元件的饱和现象,使回路的电感参数是非线性的,这种含有非线性电感元件的回路在满足一定的谐振条件时,会产生铁磁谐振。
论谐振过电压产生原因及防治
论谐振过电压产生原因及防治作者:李成来源:《中国科技博览》2013年第20期[摘要]谐振过电压在电力系统中屡见不鲜,但在实际运行中,很多人员对谐振过电压的了解很片面。
谐振过电压对电网造成危害极大.诸如造成电压互感器熔丝熔断、电压互感器烧毁、电网设备绝缘损毁,甚至造成相间短路、保护装置误动作等等,所以加深对其认识,并加强防治措施非常必要。
[关键词]谐振过电压产生原因分类中图分类号:TM 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)20-265-01在电力生产和电力运行的中低压电网中,故障的形式和操作方式是多种多样的,谐振性质也各不相同。
因此,应该了解各种不同类型谐振性质与特点,掌握其振荡的性质和特点,制订防振和消振的对策与措施。
l.产生谐振过电压的原因目前,我国配电网,大部分仍采用中性点不接地方式运行,其中有少部分采用老式的消弧(消谐线圈接地。
从电网的运行实践证明.中性点不接地系统中一方面由于电压互感器铁心饱和引起的铁磁谐振过电压比较多,尽管采取不少限制谐振过电压的措施,如:消谐灯、消谐器、Tv高压中性点增设电阻或单只Tv等,但始终没有从根本上得到解决.Tv烧毁、熔丝熔断仍不断发生;另一方面由于中性点不接地运行方式的主要特点是单相接地后,允许维持一定时间,一般为2h不致于引起用户断电,但随着中低压电网的扩大,出线回路数增多、线路增长,中低压电网对地电容电流易大幅度增加,单相接地时接地电弧不能自动熄火必然产生电弧电电压,一般为3~5倍相电压甚至更高.致使电同中绝缘薄弱的地方放电击穿,并会发展为相问短路造成设备损坏和停电事故。
而采用老式消弧线圈接地方式的系统由于结构的限制,只能运行在过补偿状态,不能处在全补偿状态,所以脱谐度整定的比较大,约在20%~30%,对弧光过电压无抑制效果。
并需要手动调节分接头.然而此时却不能随电网,对地电容电流的变化及时将电压调整到最佳的工作位置,影响功能发挥,也不适应电网无人值班变电所的需要。
电力系统谐振过电压产生的原因及防范措施
电力系统谐振过电压产生的原因及防范措施摘要电力系统中,厂站因过电压引起故障甚多,特别是谐振过电压,对设备甚至系统安全稳定运行影响大。
分析原因,找出问题,提出防治措施很有必要。
关键词谐振过电压;PT;铁芯饱和;防范措施0 引言我国电力系统分为不同电压等级,35kV及以下配电网采取中性点不接地和经消弧线圈接地方式;110kV及以上配电网采取中性点直接接地方式。
过电压种类多,主要有谐振、雷电和操作过电压;其中谐振过电压较常见,作用时间长、次数频繁、危害大,须采取措施预防。
1 谐振过电压产生原因电网运行中,正常时中性点不接地系统PT铁芯饱和易引起谐振过电压;中性点不接地方式发生单相故障可引起谐振过电压。
运维人员操作或事故处理方法不当亦会产生谐振过电压。
另外设备设计选型、参数不匹配也是谐振过电压产生原因。
2 铁磁谐振为满足电网测量、保护需要,电力系统中配置大量电感电容元件,如:互感器、电抗器等电感元件;电容器、线路对地电容等电容元件。
当进行设备操作或系统故障时,电感电容元件构成振荡回路,在一定条件下产生谐振,损坏设备影响系统。
2.1 原因分析图1某水厂单串接线图,采用接线,110kV系统中性点直接接地,变压器、PT等分相运行,变压器、PT高压绕组接成Y0,该厂多次发生铁磁谐振过电压。
原因:图1 某水电站单串接线图1)故障时产生谐振过电压。
当系统发生单相故障时,因整个电网系统中电感电容元件参数不匹配,两者共同作用,为谐振产生创造条件,最终导致铁磁谐振过电压发生;2)操作时产生谐振过电压。
110kV开关为双断口且并联均压电容,停送电操作时,先拉5012、5013,再拉50126,其他刀闸均接通。
110kV环网通过开关断口电容构成带电磁式PT空母线产生谐振。
2.2 等值电路图该厂输出线路发生单相接地故障,瞬时A相线路产生接地电流,因避雷器参数不匹配,构成谐振回路而产生谐振过电压。
图2 简化电路图如图2,L1是1B一次侧电感,L2是2B一次侧电感,Lm是PT一次侧电感,C0是空长线路对地电容,RL是电阻,k为故障点。
油区10kV电力系统谐振过电压产生原因及抑制措施
中 , 在 10kV系 统 母 线 P T 二 次 线 圈 开 口 三 角 处 并 接 阻 尼 电 阻 为 5 0Ω
 ̄60Ω , 500W左 右 , 或 在 一 次 侧 中 性 点 串 联 阻 尼 电 阻 为 9kΩ ,
150W左右以消除铁磁谐振影响。但当线路单相接地时,若电压互感
器一次侧电流显著增大或因本身元件故障,此种方法就不能有效避免
技术创新
内江科技 2010年第5期 106
油区10kV电力系统谐振过电压产生原因及抑制措施
赵宏宇
(胜利油田胜利油建电气安装公司)
摘 要 对油田由于感性、容性负载较多,组合成的电力线路一旦构成谐振条件,就极易产生铁磁谐振,引起过电压可能造成设 备人员伤害。本文探讨铁磁谐振产生原因并提出解决办法,对工程施工人员及运行人员操作具有一定参考作用。
(3)传递过电压。传递过电压发生在中性点绝缘或经消弧线圈
接地的电网中。在正常运行条件下,电网的中性点位移电压很小,当
电网发生不对称接地故障,断路器非全相或不同期操作时中性点位移
电压将明显增大,当变压器的高压侧绕组发生铁磁谐振时,通过变压
比关系,低压绕组也会承受谐振过电压,这是典型的电磁传递现象。
当出现这种传递过电压时同时伴随消弧线圈、电压互感器等的铁芯饱
常中性点不平衡电压较高的系统
中,雷电感应多引起分频谐振。
此时三相电压同时升高,数值约
为线电压值,作周期性摆动,一
图2 H.A.Petersen谐振曲线
般不超过2.5倍相电压值,且不稳定。容易造成电压互感器温度升高
甚至冒油。H.A.Petersen等人根据线路的容抗XC 与电磁式PT的励磁电 感XL的比值绘出了谐振曲线,如图2所示,据此可确定产生分频谐 振、基波谐振和高频谐振的区域。
电网谐振过电压的限制方法
电网谐振过电压的限制方法电网谐振过电压是指电网中由于谐振电路产生的过电压现象。
谐振过电压的存在会对电网设备和用户设备造成损坏和影响电网的稳定运行。
为了限制电网谐振过电压的发生,以下是一些常用的方法:1. 控制谐振回路的阻抗:对于谐振回路来说,其阻抗会影响谐振过电压的大小。
因此,通过控制谐振回路中的电抗元件(如电感和电容)的数值,来改变谐振回路的阻抗,从而限制谐振过电压的大小。
2. 使用限流电感器:在电网系统中配置适当的限流电感器,可以限制谐振过电压的大小。
限流电感器是一种具有一定阻抗的电感元件,可降低系统的谐振频率,减小谐振过电压的幅值。
3. 安装降压变压器:通过安装适量的降压变压器,将电网供电电压降低,从而减小谐振过电压的幅值。
这样可以有效地限制谐振过电压对电网设备和用户设备的影响。
4. 使用TVS(气体抑制二极管):TVS是一种具有快速响应的抑制过电压的元件,可以在过电压出现时迅速导通,将过电压限制在安全范围内。
在电网系统中配置适当的TVS,可以有效地限制谐振过电压的幅值。
5. 加装补偿电容器:在电网系统中加装补偿电容器,可以提供谐振过电压的吸收和分布功能,从而限制谐振过电压的幅值。
补偿电容器可以有效地抑制谐振回路的振荡。
6. 控制电网变流器的运行方式:电网变流器是电网中常见的谐振回路。
通过控制电网变流器的运行方式,如变流器的开关控制策略、调整变流器的输出功率等,可以减小谐振过电压的幅值。
7. 增加电网的阻尼:在电网中增加适当的阻尼,可以有效地抑制谐振回路的振荡,减小谐振过电压的幅值。
可以采用增加电阻等方法来实现电网的阻尼。
总之,限制电网谐振过电压的方法可以从改变谐振回路的阻抗、配置限流电感器、降低电网供电电压、使用TVS、加装补偿电容器、控制电网变流器的运行方式、增加电网的阻尼等方面进行。
需要根据具体情况综合应用这些方法,以达到有效抑制谐振过电压的目的,保证电网的稳定运行。
电网谐振过电压的限制方法范文
电网谐振过电压的限制方法范文电网谐振过电压是指在电力系统运行过程中,由于谐振条件的满足导致的电压过高现象。
谐振是指系统中的电感元件和电容元件之间发生共振现象,导致系统中电压和电流的不稳定。
谐振过电压的产生是一个复杂的动态过程,它与电力系统的结构、设备参数以及系统运行状态等因素都有关系。
电网谐振过电压会影响电力系统的正常运行,甚至会对电力设备造成严重的损坏。
因此,控制电网谐振过电压对于保障电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
要限制电网谐振过电压,首先需要了解它的产生机理。
电网谐振过电压的产生主要是由于电势能的互相输送过程中能量的积累和释放引起的。
具体来说,当发生谐振时,谐振电感元件和电容元件之间会产生大量的电磁能量传输。
这些电磁能量会导致电网中电压的不稳定,进而引发谐振过电压的产生。
因此,限制电网谐振过电压的关键是控制电磁能量在电力系统中的积累和释放过程。
为了限制电网谐振过电压,可以采取以下措施:1. 提升调频速度:调频是指电力系统中发电机的频率调整过程。
提升调频速度可以缩短系统电压的调整时间,减小谐振过电压的产生。
具体来说,可以通过增加调度控制中调频控制的灵敏度、优化调频控制策略等方式来提升调频速度。
2. 优化发电机参数:发电机是电力系统中的重要设备,其参数设置影响着系统的稳定性和灵敏度。
通过优化发电机的参数设置,可以减小谐振过电压的产生。
具体来说,可以调整发电机的电容参数、电感参数等来改变发电机的谐振特性,从而减小谐振过电压的幅值。
3. 配置谐振抑制器:谐振抑制器是一种能够消除电网谐振过电压的装置。
它通过改变电力系统中的电感元件和电容元件之间的谐振条件,从而减小谐振过电压的幅值。
谐振抑制器可以配置在发电机、变电站等关键位置,以提高电力系统对谐振过电压的抵抗能力。
4. 加强系统调节和保护:系统调节和保护是电力系统的重要组成部分,对于限制电网谐振过电压具有重要意义。
通过加强系统调节和保护措施,可以及时探测和响应电网谐振过电压的产生,并采取相应的措施进行限制。
谐振过电压产生的原因及特点、谐振过电压的分类、谐振过电压的危害、谐振过电压的主要限制方法
三、谐振过电压的危害 谐振过电压的危害
基波与高次谐波谐振过电压,一般不超过3U。;而 1/2分次 谐波谐振电压一般不超过 2 U。 但过电流大,当铁心严重饱和时, 即使有不太大的ΔU增量,电流也高达额定励磁电流的百倍以上,在 强大的电流及电磁力的作用下,轻者造成TV的熔断器熔断、匝间短 路或爆炸;重者则发生避雷器爆炸、母线短路、厂用电失电等严重 威胁电力系统和电气设备谐振过电压的限制方法
1、提高开关动作的同期性 由于许多谐振过电压是在非全相运 行条件下引起的,因此提高开关动作的同期性,防止非全相运行,可以 有效防止谐振过电压的发生;
2、在并联高压电抗器中性点加装小电抗,用这个措施可以阻 断非全相运行时工频电压传递及串联谐振;
3、破坏发电机产生自励磁的条件,防止参数谐振过电压。
谐振过电压相关知识
目录 一、谐振过电压产生的原因及特点 二、谐振过电压的分类 三、谐振过电压的危害 三、谐振过电压的主要限制方法
一、谐振过电压产生的原因及特点 谐振过电压产生的原因
由于电力系统中一些电感、电容元件在系统进行操作或发生 故障时可形成的线性谐振和由于非线性设备的饱和、参数周期性变 化等引起的非线性谐振所产生的过电压
谐振过电压的特点
谐振过电压持续时间特别长,过电压倍数高
二、谐振过电压的分类 谐振过电压的分类
1、线性谐振过电压。谐振回路由不带铁芯的电感元件(如输电 线路的电感,变压器的漏感)或励磁特性接近线性的带铁芯的电感 元件(如消弧线圈)和系统中的电容元件所组成,在正弦电源作用 下,系统自振频率与电源频率相等或接近时,可能产生线性谐振 ;
2、铁磁谐振过电压。谐振回路由带铁芯的电感元件(如空载变 压器、电压互感器)和系统的电容元件组成。因铁芯电感元件的 饱和现象,使回路的电感参数是非线性的,这种含有非线性电感元 件的回路在满足一定的谐振条件时,会产生铁磁谐振;
电网谐振过电压的危害及抑制
电网谐振过电压的危害及抑制摘要:目前在电力供电系统或者说在电力供电电网上,过电压现象非常普遍.如果没有防范措施,随时都可能发生。
引起电网过电压的原因很多:主要可分为谐振过电压、操作过电压和雷电过电压,而谐振过电压对电网造成危害极大,诸如造成电压互感器熔丝熔断、电压互感器烧毁、电网设备绝缘损毁,甚至造成相间短路、保护装置误动作等等,所以加强对其防治非常必要。
关键词:电压,谐振,危害,变压器,自动调谐2021年广西桂东电网3.26电网过电事故导致了用户运行中的电器损坏,造成了一定的负面影响。
所以过电压一旦产生,往往造成的损失也是非常巨大的。
多年来电力生产运行的记载和事故分析说明,中低压电网中过电压事故大多数都是由谐振现象所引起的。
由于谐振过电压作用时间较长,引起谐振现象的原因又很多,因此在选择保护措施方面造成很大的困难。
所以解决这一难题也是我们电力工作者的一个重大课题。
首先为了更好的解决谐振过电压问题,所以我们有必要了解谐振过电压形成的原理。
因目前我国35kV系统为不接地系统,电网中存在大量星形接线的电压互感器,其一次绕组直接接地,成为电网对地电容电流、高次谐波电流的充放电途径,当线路接地时,电压互感器的铁心线圈相当于与非故障线路对接电容并联,构成了可能产生谐振的并联电路,由于相对地电压升高3-5倍,有可能使得电压互感器的铁心出现饱和或接近饱和,阻抗变小,电路中出现容抗和阻抗相等的情况,从而产生了并联谐振,此时互感器一侧的电流最大,这样有可能使电压互感器的高压侧熔断件熔断,或者烧坏电压互感器,以及电缆爆炸。
此种情况往往在变电站投产初期(线路出线回路少)不是很明显,但随着线路出线回路的增多(各回线路对地的等值电容量增大,容抗增大)出现谐振的情况较多。
另外由于35kV系统为室内开关柜,35kVPT接地点多,一般为4个接地点,这也为发生谐振过电压提供了条件。
3.抑制措施为了尽可能地防止谐振过电压的发生,在设计和操作电网设备时,应进行必要的估算和安排,以防止形成严重的串联谐振回路,或采取适当的防止谐振的措施。
电网谐振过电压的限制方法
电网谐振过电压的限制方法1.增加电容器的谐振电抗:通过增加电容器的谐振电抗,可以有效地限制谐振过电压的产生。
这可以通过在电容器和电网之间串联电感元件实现,例如串联电感线圈或串联电抗器。
2.控制谐振频率:降低谐振频率可以有效地减少过电压的发生。
这可以通过改变电容器的额定值或选择合适的电感器来实现。
此外,还可以采用带有可调节参数的电容器,以便在需要时通过调节参数来改变谐振频率。
3.准确选择电容器:选择合适的电容器是限制电网谐振过电压的重要因素之一、在选择电容器时,要考虑其额定电压和频率响应特性。
电容器的额定电压应大于电网中可能出现的最高电压值,并且它的频率响应特性应与电网频率相匹配。
4.控制电容器接线:电容器的接线方式也会影响电网谐振过电压的发生。
例如,星形接线比三角形接线方式更有利于减少过电压现象的发生。
5.定期检测和维护:定期检测和维护电容器和相关设备是限制电网谐振过电压的关键措施之一、这可以通过定期检查接线连接、检测电容器的电压和频率响应特性以及及时更换老化的电容器来实现。
6.使用过电压保护装置:安装过电压保护装置是保护电网设备的有效方式。
这些装置可以在电网谐振过电压超过设定值时自动切断电源,以保护电网设备免受损坏。
7.采用阻尼器:为了防止电网谐振过电压的产生,可以在电容器和电网之间并联阻尼电阻。
这种方法可以通过在路线中添加电阻、采用特殊设计的电抗器或使用阻尼装置来实现。
8.谱隔离:谱隔离是一种有效的限制电网谐振过电压的方法。
通过控制电容器的电流谱,可以减少谐振电流的泄漏。
这可以通过滤波器和降低高次谐波电流来实现。
总之,限制电网谐振过电压是确保电网设备和电力系统正常运行的重要措施之一、通过增加电容器的谐振电抗、控制谐振频率、准确选择电容器、控制电容器接线、定期检测和维护、使用过电压保护装置、采用阻尼器以及谱隔离等方法,可以有效地减少谐振过电压的产生,提高电网的稳定性和可靠性。
浅析电厂中谐振过电压的产生与抑制
1谐振过电压的产生原因及危害电厂中存在着大量储存静电能量的电容元件(电缆等导线的对地电容和相间电容,串、并联补偿电容器组,各种设备的杂散电容等)和储存磁能的电感元件(变压器、互感器、发电机、消弧线圈、电抗器以及各种杂散电感等)。
电网中的电感、电容元件,在一定电源的作用下,并受到操作或故障的激发,使得某一自身振荡频率与外加强迫频率相等,形成周期性或准周期性的剧烈振荡,电压振幅急剧上升,出现严重谐振过电压。
谐振过电压的持续时间较长,甚至可以稳定存在,直到破坏谐振条件为止。
谐振过电压可在各级电网中发生,危及绝缘,烧毁设备,破坏保护设备的保护性能,甚至引发不可预知的灾难性后果。
2谐振过电压的类型及相应抑制方法在中、低压电网中,故障的形式和操作方式是多种多样的,谐振性质也各不相同。
因此,应该了解各种不同类型谐振的性质与特点,掌握其振荡的性质和特点,以便制定防振与消振的对策与措施。
各种谐振过电压可以归纳为三种类型:线性谐振过电压、铁磁谐振过电压和参数谐振过电压。
2.1线性谐振过电压线性谐振过电压的特点:1)参与谐振的各电气参量均为线性。
2)谐振发生在电网自振频率与电源频率相等或相近时。
3)多为空载线路不对称接地故障的谐振、消弧线圈补偿网络的谐振和某些传递过电压的谐振等。
当消弧线圈网络在全补偿运行状态,也即脱谐度v=0,此时如果发生单相接地,导致网络中出现零序电压,进而便可引发消弧线圈与导线对地电容的串联线性谐振。
从理论上来讲,限制这种过电压的方法是使回路脱离谐振状态。
在实际的工程设计中,消除这种谐振的方法是采用欠补偿或过补偿运行方式。
1)一般装在电网的变压器中性点的消弧线圈,以及具有直配线的发电机中性点的消弧线圈采用过补偿方式,也即脱谐度v<0。
这样可以保证在线路进行切除操作时或发生线路断线时,使容抗更大,不会发生谐振。
2)对于采用单元连接的发电机中性点的消弧线圈,一般采用欠补偿方式,也即脱谐度v>0。
中压电网谐振过电压抑制措施
中压电网谐振过电压抑制措施引言中压电网作为电力传输和配电的关键环节,其稳定运行一直是电力系统运行的重要课题。
然而,在电力系统运行过程中,由于谐振现象导致的过电压问题可能会对电网的安全性和可靠性产生不利影响。
因此,为了有效抑制中压电网谐振过电压,我们需要采取一系列措施。
1. 谐振过电压的原因中压电网谐振过电压是指在电网中由于谐振现象引起的局部电压升高。
谐振现象主要由以下几个因素导致: - 电网参数的不匹配,包括线路电感、电容和电阻等参数的差异; - 变压器参数的不匹配,如变压器的感应电抗、漏抗和直抗等参数的差异; - 负载参数的不匹配,负载的电感、电容和电阻也会影响谐振现象的产生。
2. 谐振过电压抑制措施为了有效抑制中压电网谐振过电压,可以采取以下措施:2.1 频率补偿通过频率补偿的方法,可以调整电网的频率,使电网的频率能够与谐振频率不匹配,从而降低谐振过电压的发生概率。
频率补偿可以通过调节电网的负荷、发电机的励磁电流和调整发电机的转速等方式实现。
2.2 谐波滤波器谐波滤波器是一种常用的抑制谐振过电压的设备。
它可以将谐振过电压产生的谐波滤除或降低到安全范围内。
谐波滤波器主要分为有源和无源两种类型,有源谐波滤波器能够主动控制谐波滤波的效果,无源谐波滤波器则是 passively。
2.3 调节线路参数调节线路的参数,如电感、电容和电阻等,可以改变线路的谐振特性,从而抑制谐振过电压的产生。
一种常用的方法是在电路中串联电感、电容或阻抗等元件,来改变线路的谐振频率和谐振特性。
2.4 变压器连接方式的优化采用合适的变压器连接方式,可以有效地抑制谐振过电压。
常用的变压器连接方式包括星形连接和三角形连接,可以根据实际情况选择合适的连接方式。
2.5 负载管理谐振过电压的产生与负载的参数密切相关,因此,通过科学合理的负载管理,可以降低谐振过电压的发生概率。
负载管理包括负载平衡、负载调整和负载限制等方面的措施。
结论中压电网谐振过电压是电力系统运行中需要引起重视的问题。
10KV铁路电力系统谐振过电压产生原因及抑制措施讲解
10KV 铁路电力系统谐振过电压产生原因及抑制措施摘要:铁路10KV 电力系统是中性点不接地系统,中性点直接接地的三相五柱电磁式电压互感器线圈电感和电网对地电容与构成谐振条件,在运行中容易产生铁磁谐振,引起内部过电压。
本文通过对10KV 中性点不接地运行方式下谐振过电压的分析,说明产生谐振过电压的条件、种类及特点,并针对各种抑制谐振过电压的措施进行探讨,得出可行性结论。
关键词:铁路;电力;过电压;抑制措施1 概述铁路10KV 电力系统均为中性点不接地系统(小电流接地),发生单相接地故障时,由于对线电压不产生影响,允许继续运行2个小时,提高了供电的可靠性和连续性,但是存在着易产生过电压的问题。
在10KV 配电所的每一段母线上均接有一台三相五柱电磁式电压互感器,其一次线圈中性点直接接地。
由于电网对地电容与压互的线圈电感构成谐振条件,在运行中容易产生铁磁谐振,引起内部过电压,这种过电压持续时间长,甚至能长时间自保持,对系统的安全运行威协极大,它是导致压互高压熔丝熔断和压互烧损、避雷器爆炸的主要原因,也是某些重大事故的诱发原因之一。
近五年以来,在我段管内共发生谐振过电压烧坏压互高压保险12次,烧毁10KV 压互1台,压互瓷瓶内部引出线烧断1次。
2 铁路10KV 电力系统谐振过电压产生的条件2.1 内部条件铁路10KV 电力系统是中性点不接地系统,为了监视系统的三相对地电压,10 kV配电所每段母线上均接有Y/Y/接线的三相五柱电磁式压互。
母线电压互感器的高压侧接成Y 型,其中性点是接地的,由于铁路10KV 电力系统中电缆较多,各相对地电容较高,电网对地电容与压互的电感相匹配构成谐振条件。
当发生谐振时,压互感抗显著下降,励磁电流急剧增大,可达到额定值的数十倍,造成压互烧毁或保险熔断。
2.2 外界激发条件激发产生谐振过电压的外部条件有以下几种:(1)线路发生单相接地或瞬间接地。
(2)向带有三相五柱电磁式压互的空母线充电(不带馈线负荷的情况下空送母线)。
浅析系统谐振过电压及抑制措施
浅析系统谐振过电压及抑制措施字体大小:大 - 中 - 小 whwugao 发表于发表于 10-09-09 09:53 阅读(53) (53) 评论(0) 分类:分类:[摘 要] 高压系统谐振高压系统谐振过电压过电压是电力系统常见的是电力系统常见的过电压过电压之一,是由于之一,是由于变电站倒闸变电站倒闸操作引起的,其实质就是电磁式电压互感器励磁特性饱和,激发铁磁谐振。
发生。
发生铁磁谐振铁磁谐振事件,不但对大量电力设备和系统安全运行带来危害,还严重危及人身安全,必须予以足够重视和防范。
[关键词]铁磁铁磁 谐振谐振 过电压 抑制措施 1.引言高压系统高压系统铁磁谐振过电压铁磁谐振过电压是电力系统常见的是电力系统常见的过电压过电压之一,是中性点不接地系统中最常见,且造成事故最多的一种内部的一种内部过电压过电压。
而在中性点有效接地的高压系统中,由于中性点电位基本固定,该类过电压发生的几率要少得多,但在一些特殊情况下,仍有可能被激发,最常见的就是在变电站倒闸操作过程中,出现的断路器断口电容器与电磁式电压互感器及空载母线构成的串联谐振回路,由于变电站倒闸操作引起的操作操作引起的操作过过电压作用,电磁式电压互感器励磁特性饱和,激发铁磁谐振。
2.故障现象下面分析一下近期发生的由于PT 饱和产生的有效接地系统的谐振过电压如:2000年5月20日18时25分,某局某站220kV #2母线电压互感器,在进行对#2母线送电操作过程中,发生爆炸事故;2001年3月13日某220kV 某站,在运行方式由双母线并列运行转为Ⅱ母线单母线运行中,值班员进行停Ⅱ母线操作激发铁磁谐振; 2001年3月28日220kV 某站正常运行中,12时52分由于110kV 乙母线单相接地,110kV 母差保护动作切除乙母线的过程中,触发乙母线PT 铁磁谐振过电压; 2001年4月15日,某220kV 某站在进行变电站送电操作过程中,发生PT 铁磁谐振事件3.故障分析分析发生的历次投切空母线激发的PT 铁磁谐振过电压的过程,主要有以下两种情况: ①投空母线开关操作前,合被投母线侧刀闸引起的谐振过电压;②切空母线开关分断时激发的谐振过电压。
试论电网谐振过电压防治方法
试论电网谐振过电压防治方法摘要:在电力系统的运行过程中,过电压是一种很常见的现象,如果不能找到科学有效的防治方法,随时都可能发生事故。
诱发电网过电压的原因有很多,主要的有操作过电压,雷电过电压,以及谐振过电压。
一旦发生了过电压,往往造成的是电气设备损或和大面积停电等严重事故。
本文针对谐振过电压的原理、产生原因、特点、危害性等方面做了简单的介绍,并对如何防治谐振过电压做了一些简单的介绍。
关键词:电网,谐振过电压,原因,特点,危害,防治办法一、谐振过电压产生的原理所谓谐振,是指振荡系统中的一种周期性或准周期性的运行状态。
在交流电路中通常含有电感和电容元件,并且均含有一系列自振频率,而且电源中也往往含有一系列不同的谐波,在一定条件下,当电路中呈现电压和电流同相时,电路为电阻性,这就是谐振。
而当电路自振频率与谐波道德频率接近时,这部分电路就会出现谐振现象。
二、电网谐振过电压产生的原因目前,我国大部分的中压配电网仍然采用中性点不接地的运行方式,其余则大多利用老式消弧线圈进行接地。
在中性点不接地系统中,一方面,电压互感器的铁芯饱和能够引发铁磁谐振过电压,虽然采取了一些措施,却无法从根本上解决问题;另一方面,对于中性点不接地的运行方式,其主要特点是在发生单相接地故障之后,系统仍然能够维持运行两个小时左右,而不是立即切断电源。
随着中低压电网的不断扩大,电网对地电容电流将随之大幅增加,单相接地时接地电弧不能自动熄灭而产生电弧过电压,一般会达到相电压的三至五倍,甚至更高,这将直接导致某些绝缘相对薄弱的点被击穿,极易发展成相间短路,进而造成设备损坏和停电事故。
而采用老式消弧线圈接地的电力系统则由于其自身结构限制,不允许在欠补偿或全补偿的状态下运行,所以,脱谐度通常整定的比较大,大约在百分之二十至三十之间,而对弧光过电压没有任何限制的效果。
由于需要手动对分接头进行调节,因而无法随着电网对地电容电流的变化,而及时、准确地找到最佳的工作位置。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
浅析电厂中谐振过电压的产生与抑制
【摘要】电网中存在着大量的感容性元件,当电力系统中出现扰动时(操作或发生故障),这些电感、电容元件就有可能形成各种不同的振荡回路,引起谐振过电压。
不同类型的谐振过电压有着截然不同的抑制与消除方法,本文针对不同类型的谐振过电压的产生原因、特点进行了阐述,同时介绍了设计人员在电厂设计中是如何进行谐振过电压抑制与消除的。
【关键词】感容性元件;扰动;谐振过电压;抑制与消除
1 谐振过电压的产生原因及危害
电厂中存在着大量储存静电能量的电容元件(电缆等导线的对地电容和相间电容,串、并联补偿电容器组,各种设备的杂散电容等)和储存磁能的电感元件(变压器、互感器、发电机、消弧线圈、电抗器以及各种杂散电感等)。
电网中的电感、电容元件,在一定电源的作用下,并受到操作或故障的激发,使得某一自身振荡频率与外加强迫频率相等,形成周期性或准周期性的剧烈振荡,电压振幅急剧上升,出现严重谐振过电压。
谐振过电压的持续时间较长,甚至可以稳定存在,直到破坏谐振条件为止。
谐振过电压可在各级电网中发生,危及绝缘,烧毁设备,破坏保护设备的保护性能,甚至引发不可预知的灾难性后果。
2 谐振过电压的类型及相应抑制方法
在中、低压电网中,故障的形式和操作方式是多种多样的,谐振性质也各不相同。
因此,应该了解各种不同类型谐振的性质与特点,
掌握其振荡的性质和特点,以便制定防振与消振的对策与措施。
各种谐振过电压可以归纳为三种类型:线性谐振过电压、铁磁谐振过电压和参数谐振过电压。
2.1 线性谐振过电压
线性谐振过电压的特点:
1)参与谐振的各电气参量均为线性。
2)谐振发生在电网自振频率与电源频率相等或相近时。
3)多为空载线路不对称接地故障的谐振、消弧线圈补偿网络的谐振和某些传递过电压的谐振等。
当消弧线圈网络在全补偿运行状态,也即脱谐度v=0,此时如果发生单相接地,导致网络中出现零序电压,进而便可引发消弧线圈与导线对地电容的串联线性谐振。
从理论上来讲,限制这种过电压的方法是使回路脱离谐振状态。
在实际的工程设计中,消除这种谐振的方法是采用欠补偿或过补偿运行方式。
1)一般装在电网的变压器中性点的消弧线圈,以及具有直配线的发电机中性点的消弧线圈采用过补偿方式,也即脱谐度v0。
这是因为单元接线的网络容抗比较固定,不易发生断线;而采用欠补偿方式,发电机回路容量较大,对于限制电容耦合传递过电压有利。
2.2 参数谐振过电压
参数谐振过电压的特点:
1)与电容组成谐振回路的电感参数作周期性变化,变化频率一
般为电源频率的偶数倍。
2)谐振所需能量由改变电感参数的原动机供给,它不仅可补偿回路中电阻的损耗,并且使回路的储能愈积愈多,保证了谐振的发展。
3)谐振过电压和电流理论上能趋于无限大。
但是由于实际上常受电感磁饱和的影响,使回路自动偏离谐振条件,使过电压不致无限增大。
在实际工程中,发电机是引发参数谐振过电压的“罪魁祸首”。
不过,由于在正式投入运行前,生产发电机的设计部门要进行自激的校核,避开谐振点,因此一般不会出现参数谐振过电压。
2.3 铁磁谐振过电压
2.3.1 铁磁谐振过电压的特点
1)谐振回路由带铁芯的电感元件(如空载变压器、电压互感器)和系统的电容元件组成。
2)谐振频率可以等于电源电源频率(基波共振),也可为其简单分数(分次谐波共振)或简单倍数(高次谐波共振)。
3)在一定的情况下可自激产生,但大多需要有外部激发条件。
回路中事先经历过足够强烈的过渡过程的冲击扰动。
4)在一定的回路损耗电阻的情况下,其幅值主要受到非线性电感本身严重饱和的限制。
2.3.2 引起铁磁谐振的原因与设计时的主要抑制方法
1)断线引起的铁磁谐振过电压
电网因断线、断路器非全相运行动作、熔断器一相或两相熔断等而造成非全相运行时,电网电容与空载或轻载运行的变压器的励磁电流可能组成多种多样的串联谐振回路,产生基频、分频或高频谐振。
它可使电网中性点位移、绝缘闪络、避雷器爆炸。
在实际工程的设计与运行中,常采取以下措施抑制断线引起的铁磁谐振过电压:
(1)在线路上不采用熔断器。
(2)采取措施,保证断路器不发生非全相拒动,或在发生拒动时,利用保护装置作用于上一级跳闸。
(3)在中性点不接地电网中,操作中性点不接地的负载变压器时,将变压器中性点临时接地。
2)电磁式电压互感器引起的的铁磁谐振过电压
中性点不接地系统中,由于电压互感器突然合闸,一相或两相绕组出现涌流,线路单相弧光接地时出现暂态涌流以及发生传递过电压时,可能使电磁式电压互感器三相电感程度不同地产生严重饱和,形成三相或单相共振回路,激发各次谐波谐振过电压。
其中以分频谐振过电压危害最大,严重时可使电压互感器过热爆炸。
在实际工程的设计中,每个电厂项目都避免不了使用电磁式电压互感器。
设计人员常采取以下措施消除此类过电压:
(1)选用励磁特性较好的电磁式电压互感。
(2)在零序回路中加阻尼电阻。
以前,常常采用在pt开口三角绕组两端接入白炽灯的方法来抑制铁磁谐振过电压。
现在可以选用
中性点虚拟接地柜来抑制铁磁谐振过电压。
(3)在电压互感器一次绕组的中性点或开口三角绕组装设专用消谐器。
如过电压监控抑制柜和过电压抑制综合装置。
3)串联补偿引起的铁磁谐振过电压
串联补偿引起的铁磁谐振在电厂中很少会遇到,当存在这种谐振的可能性时,可以利用串联补偿装置的主保护间隙,将阻尼电阻接入回路中。
3 结语
谐振过电压广泛地存在于电厂的运行中,具有随机性、不可预测性和破坏性强的特点。
一次电厂的普通例行操作,一次电动机的短时过流等,都可能会在电厂中引起谐振过电压。
因此在电厂设计的大量相关规范与设计手册中都对谐振过电压的抑制做出了严格详细的规定,足见防治谐振过电压在电厂中的重要性与必要性。
谐振过电压在电厂正常运行中出现的频率高且危害大,一旦发生过电压,往往造成电气设备的损坏,甚至引发大面积停电的事故。
为减少电厂业主的损失,设计人员在电厂设计中,根据不同的工程所具有的特点,对电厂可能发生谐振过电压的节点进行严格必要的预估与安排,从根源上消除产生谐振过电压的可能,当由于系统的运行方式从根源上无法消除时,则采取抑制过电压的方法,有效的消除或抑制了谐振过电压,大大降低了电厂的事故率,提高了电厂的安全性。
【参考文献】
[1]水利水电部西北电力设计院.电力工程电气设计手册:电气一次部分[m].中国电力出版社.
[2]赵智大.高电压技术[m].2版.中国电力出版社,2010,6.
[3]gb50049-2011 小型火力发电厂设计规范[s].中国计划出版社,2011,11.
[4]dl/t620-1997 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合[s]. [责任编辑:丁艳]。