?？飘厴I(yè)調(diào)研報(bào)告范例

1、?？飘厴I(yè)調(diào)研報(bào)告范例年級(jí):2008（春）級(jí)專業(yè)：電氣化鐵道技術(shù)層次：高升專姓名：賈立友蘭州交通大學(xué)2010年3月20日1調(diào)研單位評(píng)議表高升年級(jí)08春層次專業(yè)電氣化鐵道技術(shù)姓名賈立友專調(diào)研牡丹江供電段單位調(diào)研起止時(shí)間2010年1月16 0-3月20日該同志針對(duì)牡丹江供電段橫道河子電力車間多次發(fā)生諧振現(xiàn)象，選準(zhǔn)調(diào)研課題，主動(dòng)到牡丹江供電段橫道河子配電所及治山至杜草間自閉線26-27 號(hào)桿，對(duì)諧振問題進(jìn)行了系統(tǒng)的現(xiàn)場調(diào)查分析。虛心向技術(shù)員和值班人員進(jìn) 行學(xué)習(xí)，調(diào)研建議及措施可行。調(diào)研單位意見調(diào)研單位蓋章2010年3月23日*此表山學(xué)員所在調(diào)研單位填寫2調(diào)研報(bào)告成績?cè)u(píng)議高升年級(jí)08春層次專業(yè)電氣化鐵道

2、技術(shù)姓名賈立友專題LI關(guān)于對(duì)牡丹江供電段橫道河電力車間多次發(fā)生諧振的調(diào)研報(bào)告評(píng)閱教師意成績?cè)u(píng)定：評(píng)閱教師：見年月 日3關(guān)于對(duì)牡丹江供電段橫道河電力車間多次發(fā)生諧振的調(diào)研報(bào)告我經(jīng)過2個(gè)月的時(shí)間對(duì)牡丹江供電段橫道河子電力車間，在2008年11月18 日到2008年12月2日期間發(fā)生14次10KV中性點(diǎn)不接地電力系統(tǒng)諧振事故進(jìn)行了 調(diào)研。通過這次的調(diào)研活動(dòng)使我對(duì)諧振知識(shí)有了更深一步的了解。這對(duì)我以后的工 作學(xué)習(xí)有很大的幫助。調(diào)查H的：針對(duì)牡丹江供電段橫道河子電力車間多次發(fā)生諧振現(xiàn)象，對(duì)其找原因，并制定 一些解決問題的方法。調(diào)查方法：1、翻閱牡丹江供電段橫道河子電力車間的歷史資料看看是否有發(fā)生過類似的

3、 現(xiàn)象及一些相關(guān)的數(shù)據(jù)。2、對(duì)技術(shù)員和值班人員進(jìn)行咨詢，已找到發(fā)生諧振時(shí)的一些數(shù)據(jù)。3、對(duì)常發(fā)生諧振地段進(jìn)行勘察，并對(duì)其為什么經(jīng)常發(fā)生諧振找出原因。調(diào)查 內(nèi)容及過程：牡丹江供電段橫道河子配電所自2008年11月18日、19日、12月2日發(fā)生 14次10KV中性點(diǎn)不接地電力系統(tǒng)諧振故障。在2008年12月2日的10次諧振 中，有5次在治山下行接近條件線中感應(yīng)出過電壓，燒損2537和2551部分電務(wù)極 頻設(shè)備，影響19列次列午正常運(yùn)行，給鐵路運(yùn)輸生產(chǎn)帶來極大干擾。2008年12月12日我來到牡丹江供電段橫道河子配電所及治山至杜草間自閉線 26-27號(hào)桿，對(duì)諧振問題進(jìn)行了系統(tǒng)的現(xiàn)場調(diào)查分析。1、諧波

4、產(chǎn)生的基本原理電網(wǎng)在正常情況下，電壓隨時(shí)間作周期變化，呈正弦規(guī)律。正弦形的基波周期 函數(shù)在進(jìn)行加、減、微風(fēng)和積分等運(yùn)算時(shí)，其結(jié)果仍保持正周期函數(shù)的特點(diǎn)。但由于非線性負(fù)荷的影響，使正弦波形發(fā)生畸變，其形狀可用一系列與基波頻 率整數(shù)倍的不同頻率的正弦波形疊加而成。這些為基波頻率整數(shù)倍的高次頻率波， 統(tǒng)稱為諧波或高次諧波。非線性負(fù)荷及整數(shù)性負(fù)荷產(chǎn)生諧波的基本原理如下：4(1) 非線性負(fù)荷。交流電網(wǎng)中的諧波主要是由于非線性特性的負(fù)荷引起的。正 常情況下，供電電壓為純正弦量，若供電給線性的純電阻性負(fù)荷，則電壓和電流具 有相同的正弦波形。若純正弦電壓供電給非線性的純電阻性負(fù)荷，即電阻隨時(shí)間在 變化，則電流

5、的波形發(fā)生畸變。將非線性負(fù)荷的電流波形進(jìn)行傅立葉分解，可以得 到一系列的諧波與正弦基波。(2) 整流性負(fù)荷。整流性負(fù)荷產(chǎn)生諧波的機(jī)理，主要基于進(jìn)行電能交換的裝置 是山半導(dǎo)體非線性元件組成的。這些半導(dǎo)體非線性元件可控或不可控地輪流導(dǎo)通和關(guān)斷，盡管曲于電感地存在使這一過程并未產(chǎn)生突變，但造成了交換電源交流回路 的波形強(qiáng)行發(fā)生了變化，使得正弦波形產(chǎn)生畸變。2、簡單的鐵磁諧振電路中諧振原因分析：簡單的說，諧振是在R、C和鐵芯電感L電路中，假設(shè)在正常運(yùn)行條件下，其 初始狀態(tài)是感抗大于容抗，即wL(l,wC),此時(shí)不具備線性諧振條件，回路保持穩(wěn) 定狀態(tài)。但當(dāng)電源電壓有所升高時(shí)，或電感線圈中出現(xiàn)涌流時(shí)，就有

6、可能使鐵芯飽 和，其感抗值減小，當(dāng)wL二(l,wC),滿足了串聯(lián)諧振條件，在電感和電容兩端便 形成過電壓，回路電流的相位和幅值會(huì)突變，發(fā)生磁振現(xiàn)象。這個(gè)過程為鐵磁諧振 狀態(tài)，諧振一一旦形成，諧振狀態(tài)可能“白保持”，維持很長時(shí)間而不衰減，直到 遇到新的干擾改變其諧振條件諧振才可能消除。3、電力系統(tǒng)鐵磁諧振產(chǎn)生的條件在工業(yè)和生活用電負(fù)載中，阻感負(fù)載占有很大的比例。異步電動(dòng)機(jī)、變壓器、熒光燈等都是典型的阻感負(fù)載。異步電動(dòng)機(jī)和變壓器所消耗的無功功率在電力系統(tǒng) 所提供的無功功率中占有很高的比例。電力系統(tǒng)中的電抗器和架空線等也消耗一些 無功功率。阻感負(fù)載必須吸收無功功率才能正常丄作，這是由其本身的性質(zhì)所決

7、定 的。電力電子裝置等非線性裝置也要消耗無功功率，特別是各種相控裝置。如相控 整流器、相控交流功率調(diào)整電路和周波變流器，在工作時(shí)基波電流滯后于電網(wǎng)電 壓，要消耗大量的無功功率。另外這些裝置也會(huì)產(chǎn)生大量的諧波電流，諧波源都是 要消耗無功功率的。二極管整流電路的基波電流相位和電網(wǎng)電壓相位大致相同，所 以基本不消耗基波無功功率。但是它也產(chǎn)生大量的諧波電流，因此也消耗一定的無 功功率。隨著電力電子裝置的應(yīng)用日益廣泛，也使得電力電子裝置成為最大的諧波源。 在各種電力電子裝置中，整流裝置所占的比例最大。常用的整流電路兒乎都采用晶 閘管相控整流電路或二極管整流電路，其中以三相橋式和單相橋式整流電路為最多。帶

8、阻感 負(fù)載的整流電路所產(chǎn)生的諧波污染和功率因數(shù)滯后已為人們所熟悉。直流側(cè)采用電 容濾波的二極管整流電路也是嚴(yán)懲的諧波污染源。這種電路輸入電流的基波分量相 位與電源電壓相位大體相同，因而基波功率因數(shù)接近1。但其輸入電流的諧波分量 卻很大，給電網(wǎng)造成嚴(yán)重污染，也使得總的功率因數(shù)很低。巧外，采用相控方式的 交流電力調(diào)整電路及周波變流器等電力電子裝置也會(huì)在輸入側(cè)產(chǎn)生大量的諧波電 流。電力系統(tǒng)中訃多元件是屬于電感性的或電容性的如電力變壓器、互感器、發(fā)電 機(jī)、消弧線圈為電感元件，補(bǔ)償用的并或串聯(lián)電容器組、高壓設(shè)備的寄生電容為電 容元件，而線路各導(dǎo)線對(duì)地和導(dǎo)線間既存在縱向電感乂存在橫向電容，這些元件組 成復(fù)

9、雜的LC震蕩回路，在一定的能源作用下，特定參數(shù)配合的回路就會(huì)出現(xiàn)諧振 現(xiàn)象。4、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)鐵磁諧振產(chǎn)生的原因?yàn)榱吮O(jiān)視絕緣，變配電所的母線上通常接有Yo接線的電磁式電壓互感器，由 于接有Y0接線的電壓互感器，網(wǎng)絡(luò)對(duì)地參數(shù)除了電力導(dǎo)線和設(shè)備的對(duì)地電容CO 外，還有互感器的勵(lì)磁電感L,山于系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地，Y0接線的電磁式電壓互感 器的高壓繞組，就成為系統(tǒng)三相對(duì)地的唯一金屬通道。電力諧波的危害主要表現(xiàn)有以下兒方面：(1) 影響供配電系統(tǒng)的運(yùn)行。在供配電系統(tǒng)中的電力變壓器、電力線路、驅(qū)動(dòng)裝置等通常采用繼電保護(hù)措 施，其檢測部分常采用電磁式繼電器、感應(yīng)式繼電器和晶體管集成電路型繼電器。 其中電磁式

10、繼電器、感應(yīng)式繼電器對(duì)含量在10,以下的諧波并不敏感，但諧波含 量達(dá)到40,時(shí)將導(dǎo)致繼電器保護(hù)系統(tǒng)誤動(dòng)作。晶體管集成電路繼電器具有許多優(yōu) 點(diǎn)，是今后發(fā)展方向，但其采用的整流取樣電路易受到諧波的影響，產(chǎn)生拒動(dòng)或誤 動(dòng)。另外，有些繼電器由于電路設(shè)計(jì)的原因也會(huì)在諧波過大的情況下改變特性，從 而使其產(chǎn)生拒動(dòng)或誤動(dòng)。因此，諧波的泛濫將會(huì)嚴(yán)重威脅供配電系統(tǒng)安全、可 黑、穩(wěn)定的運(yùn)行。(2) 增加供配電系統(tǒng)的附加損失在低壓供配電系統(tǒng)中，接有大量的變流設(shè)備和訃算機(jī)設(shè)備，它們將產(chǎn)生大量的 諧波，其中3、5次諧波最大，3次諧波在低壓供配電系統(tǒng)的中性線直接疊加，將 導(dǎo)致中線或保護(hù)中線上的電流大大超過相電流，如此會(huì)使過

11、熱，損壞絕緣，引起事 故。(3) 影響供配電系統(tǒng)設(shè)備和用電設(shè)備的正常丄作6我國供配電系統(tǒng)設(shè)備和用電設(shè)備設(shè)訃時(shí)均以50HZ正弦波為額定條件，如諧波 過大將會(huì)導(dǎo)致額定工作點(diǎn)偏移，造成設(shè)備的功能不能正常發(fā)揮，或者非正常運(yùn)行， 其至損壞。如變壓器和電動(dòng)機(jī)在諧波的作用下會(huì)產(chǎn)生附加損失、過熱、機(jī)械振 動(dòng)、噪聲以及過電壓等；電力電容器，電抗器和電力電纜等都會(huì)在諧波過大時(shí)過 熱，其至燒壞;斷路器、自動(dòng)開關(guān)、接觸器是供配電系統(tǒng)中受諧波危害最大的設(shè) 備，因?yàn)殡娙萜鞯娜菘古c頻率成反比，在高次諧波作用下，因電容器n次諧波容抗 是基波容抗值的1/n,即使諧波電壓值不是很高，因電流波形畸變加劇，也可產(chǎn)生 顯著的諧波電流，

12、造成電容器過電流。此外，山于電容器容抗與諧波阻抗或負(fù)載阻 抗在一定參數(shù)配合下可能產(chǎn)生諧波，從而放大諧波電流，產(chǎn)生極大的過電流將電容 器燒壞。(4) 影響電力測量和電能計(jì)量的準(zhǔn)確性我國的電力測量與電能計(jì)量儀表大多數(shù)采用電磁型、電動(dòng)型、磁電型和感應(yīng)型 兒種。其中電磁型和電動(dòng)型對(duì)諧波不是很敬感，但磁電型和感應(yīng)型受諧波的影響 較大，特別是電能儀表多采用感應(yīng)型，在諧波分量較大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電能計(jì)量的混 亂。(5) 對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)等其他系統(tǒng)的干擾與危害在電力系統(tǒng)中的企業(yè)的生產(chǎn)過程多為自動(dòng)控制的生產(chǎn)系統(tǒng)，其中包括訃算機(jī)、 繼電器回路、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、電信系統(tǒng)等，電力電路通過電磁感應(yīng)、靜電感應(yīng)和傳導(dǎo)等 兒種方式耦合到這

13、些系統(tǒng)中，而對(duì)這些系統(tǒng)產(chǎn)生極大的干擾，從而危害這些系統(tǒng)的 正常運(yùn)行，同時(shí)也會(huì)損壞這些系統(tǒng)的元器件。電磁感應(yīng)、靜電感應(yīng)的耦合程度與 干擾源的頻率成正比。諧波具有較高的頻率，故諧波的干擾將大大超過基波的干 擾。在諧波情況下。有大量不平衡電流流入接地極，從而干擾弱電系統(tǒng)鉄磁諧振對(duì)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的影響1、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，其運(yùn)行方式的主要特點(diǎn)是單相接地允許維持一定的 時(shí)間，一般為2h不致于引起用戶斷電。2、在發(fā)生諧振時(shí)，電壓互感器一次勵(lì)磁電流急據(jù)增大，使高壓熔絲熔斷。3、產(chǎn)生高零序電壓分量，出現(xiàn)虛幻接地和不正確的接地指示。4、在發(fā)生諧振時(shí)，諧振的電力線路會(huì)對(duì)鄰近的其他電路產(chǎn)生感應(yīng)過電壓，特 別是對(duì)

14、弱電線路影響最大，距離越近，感應(yīng)過電壓越高。牡丹江供電段橫道河子電力車間發(fā)生諧振分析1、對(duì)牡丹江供電段橫道河子電力車間在2008年11月18日到12月2日發(fā)生 諧振的7次數(shù)統(tǒng)訃經(jīng)統(tǒng)計(jì)自2008年11月18日至12月2日共發(fā)生3天計(jì)13次的10KV中性不接 地電力系統(tǒng)諧振故障。在2008年12月2日的9次諧振中，有4次在治山下行接近條件線中感應(yīng)出過電壓，燒損2337和2551部分電務(wù)極頻設(shè)備。其中2008年11 月18 B 2次；2008年11月19日2次;2008年12月2日10次，合計(jì)14次。2、諧振時(shí)誘發(fā)原因分析把每次諧振時(shí)可能誘發(fā)的電力系統(tǒng)的六種實(shí)時(shí)參數(shù)進(jìn)行了統(tǒng)訃和分析。推論出 可能影響

15、岀現(xiàn)系統(tǒng)諧振臨界點(diǎn)的參數(shù)。參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析表無功配盤調(diào)壓器與電務(wù)序?qū)懻姘l(fā)生有功（指功率因電容是運(yùn)行（主變）設(shè)備故號(hào)時(shí)間KW示值）數(shù)否投運(yùn)方式檔位障時(shí)間KVAR2008-11-181 正常 240 -4 98 是 4檔 09:33:262008-11-182 正常 130 -13 89 是 4 檔 12:01:092008-11-193 正常 80 -5 92 是 4 檔 08:05:552008-11-19橫海4 90 9 91否4檔08:37:56貫停2008-11-195正常160 8 89否4檔相同08:05:552008-11-196 正常 160 8 90 否 4 檔 08:05:552

16、008-11-197 正常 180 9 90 否 4 檔 08:05:552008-11-19相差8正常160 8 90否4檔08:03:55 16分2008-11-199 正常 160 9 90 否 4 檔 08:05:552008-11-1910 正常 200 9 90 否 4 檔 08:05:552008-11-1911 正常 200 9 90 否 4 檔 08:05:552008-11-1912正常210 8 90否4檔相同08:05:5582008-11-19 相差 613 正常 240 5 96 否 4 檔 08:03:35 分2008-11-19 相差 314 正常 250 12

17、 89 否 4 檔 08:05:55 分正常150欠補(bǔ)90%占未投占次數(shù) 占13以上償1114次11次11次 次12次概率 92 84 76 76 76 1003、分析各類因素：1）出現(xiàn)諧振時(shí)，調(diào)壓器檔位在4檔時(shí)的概率為100,。2）出現(xiàn)諧振時(shí)，欠補(bǔ)償11次概率為76, o3）出現(xiàn)諧振時(shí)，電容器組未投11次概率為76,。4）出現(xiàn)諧振時(shí)，系統(tǒng)屬于正常運(yùn)行13次，概率為92,。4、燒損電務(wù)極頻設(shè)備的原因因治山至杜草間10kv自閉線26-27號(hào)桿問導(dǎo)線弧垂大于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，且兩桿高 低壓橫擔(dān)安裝距離不足2米，造成10kv,導(dǎo)線與條件線距離只有200mm,諧振時(shí)， 不對(duì)稱的電壓在接近條件線中感應(yīng)出過電壓。

18、調(diào)查結(jié)論與建議1、山于小型變壓器的絕緣老化，以致線圈絕緣擊穿引起匝間、層間短路。2、隨意帶負(fù)荷拉開分支線路隔離刀閘，或帶負(fù)荷拉開配電變壓器的高壓跌落 保險(xiǎn)，造成刀閘間弧光短路而引發(fā)諧振。3、運(yùn)行人員操作程序不規(guī)范，未拉開電壓互感器高壓側(cè)刀閘，電壓互感器直 接向空母線送電，引起電壓互感器鐵磁諧振。4、運(yùn)行中的電壓互感器諧振過電壓可在三捫同時(shí)發(fā)生，出現(xiàn)各相電壓嚴(yán)重不 平衡。5、各相地參數(shù)不平衡，加上合閘瞬間相位角的即性原導(dǎo)致一相至兩相，甚至 三相同時(shí)出現(xiàn)諧振現(xiàn)象。建議采取的措施：1）橫道河子配電所調(diào)壓器檔位避免在4檔使用，參數(shù)。2）將橫道河子配電所電容器補(bǔ)償減去一組，III為90KVAR,以減少系統(tǒng)容抗參數(shù)。以改變系統(tǒng)。93）將橫道河子配電所一次系統(tǒng)中調(diào)后PT電壓監(jiān)視改為監(jiān)視相電壓，用米及時(shí) 監(jiān)視接地故障和諧振時(shí)的電圧的變化。4）將橫道河子配電所電壓互感器高壓側(cè)中性點(diǎn)串接電陽，在在2006年檢修時(shí) 施工。5）調(diào)整治山至杜草間10kv自閉線26-27號(hào)桿間導(dǎo)線弛度，下落條件