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电网中的消谐技术

来源:登瑞电气    发布于:2013-10-24 8:25:43    点击:48    品牌:登瑞电气    【进入产品中心

电网中的消谐技术
6kV中性点非直接接地系统因发生单相接地时并不破坏系统线电压的对称性,允许继续运行2h,故被大多石此企业电网所采用。但是由于电网中大量电感和电容元件的存在,特别是配电室电磁式的应用,它们的组合可以构成一系列不同自振频率的振荡回路。因此,当电网存在某些激发条件时,会导致系统中的某些元件上出现严重的谐振过电压和过电流, 从而损坏电力设备。本文结合一起工厂配电室因单相接地引起谐振过电压而损坏为实例,分析和探讨其发生的现象和原因,并对该厂配电室消谐措施提出了一些改进方法,从而提高设备的安稳性,同时也对从事配电室运行维护人员学习和解决该类故障方面有着很大的帮助。
2.1铁磁谐振过电压分析
电网系统中,各条线路的对地电容(C)与本段所带单相1、/的励磁阻抗 形成的等值电路,a、Uh、Uc为三相对称电源电动势,L、L2、L2为1、/的各相励磁电感,C 、C2、c3为各相导线及母线对地电容, 各相电容C与1、/磁电感L并联后的电抗分别为乙、z2、z3系等值电路统正常运行时,TV电感及线路对地电容参数对称,因此Zl=Z2=z3。由于1、/的励磁电感较大,铁心不饱和时X>> , 两者并联后呈容性, 即:乙=Z2=Zs=I/j~C,此时中性点位移很小。当B相接地时,A相和C相对地电压瞬时升高,而且加装了一次消谐器就可以预防铁磁谐振过电压的产生,TV中暂态励磁电流急剧增大,电感值迅速下降,从而使乙、Z3变为感性阻抗,而Z2仍显示容性阻抗,这样三相对地负荷变成不平衡了, 中性点就发生位移电压U0。容性阻抗与感性阻抗的抵消作用使乙+Z2+Z3显著减小,中性点位移电压U0大大增加。由于A、C相TV电压忽然升高,其铁心呈现一个非线形励磁阻抗,因此将产生一个非正弦电流周期量,出现高次谐波分量。该厂空分二配电室l段TV安装的MES98微机消谐器记录的3000Hz,可以判断其发生了高次谐波分量。当线路中1 / 等于或接近于基频、高频中的某一频率f(∞忙1,2,3⋯)时,将发生串联谐振,导致A和C两相TV发生过电压和过电流现象而被损坏,其一次保险熔断。
3预防措施探讨
由于铁磁式TV的饱和性和非线性效应是产生铁磁谐振的主要原因,因此,除了选用激磁特性较好的TV外,如何限制和消除TV饱和,及时排除接地故障尤为重要。
3.1常用消谐措施的弊端
(1)厂大多数配电室采取的是TV二次侧开口三角形接入一个500W 的灯泡作为阻尼来消除铁磁谐振,那么为什么仍会出现谐振过电压呢?因为,灯泡的电阻值冷热状态差极大,谐振发生时,灯泡的电阻变化过大,不能很好地起到消谐作用。
(2)TV一次中性点加装一次消谐器,能够起到抑制TV过电压、过电流、阻尼和抑制谐波的作用,但是由于该厂采用的TV是3个单相三绕组,Yo/Y。/ (开I:I-角形)接法,由于阻尼器的阻抗比较大,电网系统电压不是完全对称,各个TV的参数稍不一致,容易产生过大的零序电压。事故过后,甲醇配电室重新更换TV后,采用了一次中性点加一次消谐器措施,但是在系统正常情况下就出现了21V的零序电压。因此,一次中性点加装一次消谐器不适宜用在对U0幅值和角度精度要求较高的场合。
3.2有效措施分析
(1)采用**的微机消谐。空分二配电室为新建配电室,在单相接地期间,未出现PT损坏和一次保险熔断现象,配电室采用的是消谐装置,采用单片机作为核心,装置CPU对TV开口三角电压进行数据采集,然后对数据进行分析、计算、诊断当前的故障情况,在正常情况下,该电压接近于零,装置内大功率消谐元件处于阻断状态,如果是某种频率的铁磁谐振,CPU使大功率消谐元件处于完全短路导通状态,铁磁谐振在强大的阻尼下迅速消失,*后CPU返回初始化状态,并继续检测开口三角形电压。该装置不仅可迅速诊断消除各种频率的谐振,还可区分线路过电压、单相接地、铁磁谐振过电压等故障,并可给出声光报警,记录、显示、打印故障信息, 因此, 结合该厂现场实际情况, 采取微机消谐装置,不愧为好的措施。
(2)及时排除接地故障。该厂配电室基本是无人值班配电室,当线路发生单相接地时,值班员不易发现,而且6kV单相接地点附近也会产生跨步电压。因此,把配电室接地信号引至各装操作屏尤为重要,这样,以便有接地现象时,操作人员及时发现,迅速通知相关技术人员及时排除故障,对接地消失时可能产生的情况早做处理, 以避免更大的损失。
4结束语
本文对6kV中性点非直接接地系统中, 由于单相接地引起的TV铁磁谐振过电压,结合典型事故实例,从产生起因、特点到危害、防范措施等进行了分析和探讨,以便从事此类行业人员能更好地对此类事故的发生有所认识,在工作中遇见类似情况能够迅速排除故障,从而使企业能够更加安全平稳生产。
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