110kV變壓器高壓側(cè)斷相產(chǎn)生鐵磁諧振過(guò)電壓分析
發(fā)布時(shí)間:2019-07-12 11:34:48來(lái)源:
隨著電網(wǎng)建設(shè)快速發(fā)展和用電質(zhì)量要求的提高,電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行及保證電能質(zhì)量成為當(dāng)前電網(wǎng)建設(shè)的重要任務(wù)。由于目前城市規(guī)劃對(duì)電網(wǎng)線(xiàn)路走廊的控制,llOkV電網(wǎng)供電線(xiàn)路往往需要t接、n接、甚至成大面積停電。因此要求調(diào)度人員和運(yùn)行人員具有更豐富的事故處理經(jīng)驗(yàn),在發(fā)生故障時(shí)及時(shí)判斷處理,防止事故擴(kuò)大。llOkV輸電線(xiàn)路斷線(xiàn)缺相運(yùn)行在實(shí)際工作中發(fā)生的概率很小,較多調(diào)度運(yùn)行人員沒(méi)有相關(guān)的故障處理經(jīng)驗(yàn),錯(cuò)誤的處理故障容易造成事故擴(kuò)大。
在電力系統(tǒng)中斷線(xiàn)是指輸電導(dǎo)線(xiàn)斷落、斷路器非全相運(yùn)行以及高壓熔斷器熔斷。斷線(xiàn)可能造成系統(tǒng)元件形成電容、電感的串聯(lián)諧振電路,在電力系統(tǒng)元件中電感元件包括空載或輕載變壓器的勵(lì)磁電感、線(xiàn)路電抗器,而電容元件包括輸電導(dǎo)線(xiàn)的對(duì)地和相間電容、電感線(xiàn)圈的對(duì)地雜散電容等。目前l(fā)lOkV系統(tǒng)通常屬于中心點(diǎn)不接地系統(tǒng),存在出現(xiàn)斷線(xiàn)鐵磁諧振可能性。一旦發(fā)生斷線(xiàn)鐵磁諧振,將造成繞組兩端和導(dǎo)線(xiàn)對(duì)地間出電壓;負(fù)載變壓器的相序反傾;中性點(diǎn)位移和虛幻接地;繞組鐵芯發(fā)出異常響聲和導(dǎo)線(xiàn)出現(xiàn)電暈聲。在嚴(yán)重情況下,甚至瓷瓶閃絡(luò),避雷器爆炸和擊毀電氣設(shè)備。
2斷線(xiàn)鐵磁諧振實(shí)例目前昆明地區(qū)電網(wǎng)llOkV線(xiàn)路按照環(huán)網(wǎng)布置,開(kāi)環(huán)運(yùn)行。正常運(yùn)行時(shí)為限制零序電流,220kV系統(tǒng)中220kV主變llOkV側(cè)中性點(diǎn)直接接地,llOkV及以下系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地。發(fā)生故障線(xiàn)路接線(xiàn)圖如所示。
2014年云南電力技術(shù)論壇論文集183斷路器進(jìn)線(xiàn)母線(xiàn)計(jì)量、保護(hù)、測(cè)量電壓消失。
3斷線(xiàn)鐵磁諧振產(chǎn)生原因分析發(fā)生斷線(xiàn)時(shí),通常是三相對(duì)稱(chēng)電勢(shì)向三相不對(duì)稱(chēng)負(fù)載供電,回路復(fù)雜,并有非線(xiàn)性元件,所以需用等值發(fā)電機(jī)原理或?qū)ΨQ(chēng)分量發(fā),將三相電路轉(zhuǎn)化為單相等值電路,整理成比較簡(jiǎn)單的LC串聯(lián)回路,然后分析產(chǎn)生諧振條件,進(jìn)行計(jì)算。實(shí)例中空載變壓器,空載電流與額定電流的百分比=0.078%,線(xiàn)路線(xiàn)型為L(zhǎng)G-400/35,實(shí)際線(xiàn)路斷線(xiàn)處距離負(fù)荷端2562m,結(jié)合錄波數(shù)據(jù)分析,故障初期電壓諧振主要是三次諧波,后期二次諧波居多。計(jì)算結(jié)果與實(shí)際數(shù)據(jù)一致,即系統(tǒng)發(fā)生高頻鐵磁諧振。
實(shí)例中,斷相線(xiàn)路所接變壓器在故障初期并未發(fā)生諧振,在操作過(guò)程中切除主變負(fù)載,使主變空載運(yùn)行改變了系統(tǒng)運(yùn)行方式,導(dǎo)致系統(tǒng)電容電感元件參數(shù)達(dá)到諧振條件引起諧振,比較終使110kV線(xiàn)路避雷器絕緣擊穿。
在目前110kV系統(tǒng)中為避免斷線(xiàn)故障的發(fā)生,已經(jīng)采取的很多的措施,如采用三相操作機(jī)構(gòu)斷路器,不使用熔斷保險(xiǎn),線(xiàn)路采用鉗形線(xiàn)夾代替原有螺栓型線(xiàn)夾等。這些措施能很好地避免在運(yùn)行方式調(diào)整過(guò)程中帶來(lái)的缺相運(yùn)行造成鐵磁諧振。但線(xiàn)路斷相還時(shí)有發(fā)生,由上述分析可知,在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中改變系統(tǒng)運(yùn)行方將會(huì)使系統(tǒng)等值參數(shù)達(dá)到諧振條件。此時(shí)為隔離故障又必須將負(fù)荷轉(zhuǎn)移,防止負(fù)荷損失。因此在發(fā)生斷線(xiàn)后操作中性點(diǎn)不接地變壓器轉(zhuǎn)移負(fù)荷時(shí),應(yīng)考慮在低壓側(cè)備用電源自動(dòng)投人裝置正常投人(備自投)情況下,由上級(jí)電源側(cè)變電站斷開(kāi)電源側(cè)斷路器,使備自投判斷主變失壓,跳開(kāi)斷線(xiàn)側(cè)變壓器低壓側(cè)斷路器,將負(fù)荷切至備用電源,從而隔離故障。
特別注意不能在斷線(xiàn)時(shí)直接將負(fù)荷變壓器合上中性點(diǎn),此時(shí)中性點(diǎn)對(duì)地電位不為零中性點(diǎn)偏移電壓可達(dá)到額定電壓的一半,操作中性點(diǎn)隔離開(kāi)關(guān)會(huì)產(chǎn)生較大弧光,將會(huì)威脅到操作人員的安全。
4結(jié)語(yǔ)110kV電網(wǎng)系統(tǒng)斷線(xiàn)產(chǎn)生鐵磁諧振過(guò)電壓并不常見(jiàn),一旦發(fā)生會(huì)對(duì)設(shè)備絕緣造成嚴(yán)重危害,甚至造成設(shè)備損失。在實(shí)際運(yùn)行維護(hù)工作中,對(duì)鐵磁諧振產(chǎn)生原理有充分了解,在故障處理時(shí)采取正確的應(yīng)對(duì)策略,能很好地保護(hù)運(yùn)行人員人身安全,同時(shí)減小設(shè)備損失。