附錄Ⅲ接地消諧

1、2.7 煤礦310kV系統(tǒng)接地檢漏保護(hù)摘至煤礦電工手冊(cè)第2分冊(cè)，礦井供電（上）l煤礦310kV電網(wǎng)接地檢漏保護(hù)的作用:防止電網(wǎng)運(yùn)行中的接地故障引起過電壓,導(dǎo)致電纜放炮、電容器擊穿等事故.l煤礦310kV電網(wǎng)接地生成過電壓的機(jī)理:與電網(wǎng)的自然參數(shù)有關(guān)l有關(guān)規(guī)定工業(yè)與民用電力裝置的過電壓保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范第3章過電壓保護(hù)中規(guī)定.第3.4.1條 335kV的電力網(wǎng),應(yīng)采用中性點(diǎn)非直接接地方式.當(dāng)310kV電力網(wǎng)單相接地故障電流大于30A,以及20kV及以上電力網(wǎng)單相接地故障電流大于10A時(shí),均應(yīng)裝設(shè)消弧線圈.第3.4.2條 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接在的電力網(wǎng),在正常運(yùn)行情況下,中性點(diǎn)的長(zhǎng)時(shí)間電壓偏移不應(yīng)超過額定

2、電壓的15%.第3.4.3條 裝有消弧線圈的35kV及以下的電力網(wǎng),故障點(diǎn)的殘余電流不宜超過10A.必要時(shí)可將電力網(wǎng)分區(qū)運(yùn)行,以減少故障點(diǎn)殘余電流.消弧線圈應(yīng)采用補(bǔ)償運(yùn)行方式.如消弧線圈容量不足,允許短時(shí)期以欠補(bǔ)償方式運(yùn)行,但脫諧度不宜超過10%.第3.4.4條 電力網(wǎng)中消弧線圈裝設(shè)地點(diǎn)應(yīng)符合下列要求:(1)應(yīng)保證電力網(wǎng)在任何運(yùn)行方式下,斷開一、二條線路時(shí),大部分電力網(wǎng)不致失去補(bǔ)償.(2)不應(yīng)將多臺(tái)消弧線圈集中裝在電力網(wǎng)中的一處,并應(yīng)盡量避免電力網(wǎng)中只裝設(shè)一臺(tái)消弧線圈.(3)消弧線圈宜接于星形-三角形接線的變壓器中性點(diǎn)上.接于星形-三角形接線的雙繞組變壓器中性點(diǎn)上的消弧線圈的容量,不應(yīng)超過變壓

3、器三相總?cè)萘康?0%.如果將消弧線圈接于星行-星形接線變壓器中性點(diǎn)上,消弧線圈容量不應(yīng)超過變壓器三相總?cè)萘康?0%,但不應(yīng)將消弧線圈接于零序磁通經(jīng)鐵芯閉路的星形-星形接線的變壓器(如外鐵型變壓器或三臺(tái)單相變壓器組成的變壓器組)上.(4)如變壓器無(wú)中性點(diǎn)或中性點(diǎn)未引出,應(yīng)裝設(shè)專用接地變壓器,其容量應(yīng)與消弧線圈的容量相配合.中性點(diǎn)非直接接地,是中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈、電壓互感器、高電阻接地的總稱.在一般情況下,非直接接地的電力網(wǎng)屬于小接地短路電流系統(tǒng). 煤礦安全規(guī)程2011版規(guī)定 第443條 嚴(yán)禁井下變壓器中性點(diǎn)直接接地.嚴(yán)禁由地面中性點(diǎn)直接接地的變壓器或發(fā)電機(jī)直接向井下供電.第457條 礦井高

4、壓電網(wǎng),必須采取措施限制單相接地電容電流不超過20A.地面變電所和井下中央變電所的高壓饋電線上,必須裝設(shè)有選擇性的單相接地保護(hù)裝置;供移動(dòng)變電站的高壓饋電線上,必須裝設(shè)有選擇性的動(dòng)作于跳閘的單相接在保護(hù)裝置.井下低壓饋電線上,必須裝設(shè)檢漏保護(hù)裝置或有選擇性的漏電保護(hù)裝置,保證切斷漏電的饋電線路.每天必須對(duì)低壓檢漏裝置的運(yùn)行情況進(jìn)行1次跳閘試驗(yàn).煤電鉆必須使用設(shè)有檢漏、漏電閉鎖、短路、過負(fù)荷、斷相、遠(yuǎn)距離起動(dòng)和停止煤電鉆功能的綜合保護(hù)裝置.每班使用前,必須對(duì)煤電鉆綜合保護(hù)裝置進(jìn)行1次跳閘試驗(yàn).l單相接地故障定性分析 w以礦井310kV電網(wǎng)采用消弧線圈并聯(lián)高阻接地系統(tǒng)在A相非金屬性接地(漏電)故障

5、為例井行分析.圖2.14,等值電路圖2.15. 圖2.14 礦井310kV電網(wǎng)單相非金屬性接地故障參數(shù)分布圖 圖2.15 礦井310kV電網(wǎng)單相接非金屬性接地故障等值電路(用等效電源法求得) w通過故障點(diǎn)的接地電流 (2.45)式中 -通過故障點(diǎn)的接地電流;-故障相電勢(shì); -故障相接地電阻; -消弧線圈并聯(lián)高阻; -各相對(duì)地絕緣電阻,按考慮; -消弧線圈電抗,. -各相對(duì)地容抗,化簡(jiǎn):或改寫成: (2.46)式中 l中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈并聯(lián)高阻接地方式下單相非金屬接地 (2.47) 為故障相的殘余電壓;為零序電壓.將兩部分合成,其中是并聯(lián)高阻上的壓降.流經(jīng)時(shí)與同相,經(jīng)故障點(diǎn)回饋系統(tǒng)時(shí)則與反相.另一

6、部分即虛部是在上產(chǎn)生的電壓降分析:w系統(tǒng)單相接地故障電壓由實(shí)數(shù)和虛數(shù)兩個(gè)部分組成,非金屬接地的變量只有和,因此這兩部分總是相差90. w當(dāng)時(shí),為欠補(bǔ)償狀態(tài),虛部超前實(shí)部90; w而時(shí),為過補(bǔ)償狀態(tài),虛部滯后實(shí)部90;w所以,中性點(diǎn)飄移的軌跡在以故障相電壓為直徑的圓圍內(nèi).圖2.16 圖2.16 中性點(diǎn)非直接接地電網(wǎng)單相非金屬性接地故障時(shí)的相量圖 a-不接地與經(jīng)消弧線圈接地方式;b-經(jīng)消弧線圈并聯(lián)高阻接地方式w欠補(bǔ)償時(shí),中性點(diǎn)飄移至,在左半圓內(nèi);過補(bǔ)償時(shí)則在左半圓內(nèi),中性點(diǎn)移至;當(dāng)系統(tǒng)全補(bǔ)償狀態(tài),即時(shí),虛部等于0,中性點(diǎn)軌跡在圖中直徑上,此時(shí)與、均反相.w實(shí)部中是非金屬性接地時(shí),接地故障電流通過故

7、障電阻產(chǎn)生的壓降,亦即故障相殘余電壓.實(shí)部中的是在上的壓降,它與虛部的相量和為,所以與反相,此即并聯(lián)高阻衰減中性點(diǎn)電位的作用. w對(duì)應(yīng)各種補(bǔ)償狀態(tài)下的故障電流均與故障相殘余電壓同相;欠補(bǔ)償時(shí)故障電流滯后零序電壓 (圖中,其無(wú)功分量滯后90);過補(bǔ)償時(shí)故障電流超前零序電壓(圖中,其無(wú)功分量超前90);全補(bǔ)償時(shí)故障電流只有有功分量,與同相,與反向. w在消弧線圈并聯(lián)高阻的系統(tǒng)中,由于不考慮通過諧振點(diǎn)的工況,故補(bǔ)償線圈抽頭可接全補(bǔ)償來(lái)選擇.這樣欠或過補(bǔ)償?shù)臓顟B(tài)主要是電網(wǎng)運(yùn)行中饋電線路切換所產(chǎn)生的,其并聯(lián)高阻產(chǎn)生故障電流中的有功分量將占較大比重.因此故障電流與零序電壓的相位差,特別是與故障線路零序電流

8、的相位差,產(chǎn)生了較大變化.全補(bǔ)償時(shí)相差90,而過補(bǔ)償?shù)角费a(bǔ)償則相差約60120之間. w單相接地故障電流,包括整全電網(wǎng)對(duì)地電容電流,消弧線圈并聯(lián)高阻補(bǔ)償電感電流,高阻有功分量,全部通過故障點(diǎn)經(jīng)故障相線回饋電源系統(tǒng);而非故障線路則只有線路本身的對(duì)地電容電流通過.l中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式下的單相非金屬性接地 因沒有并聯(lián)高阻,則,則 (2.48) 上式中為故障相殘余電壓;為零序電壓,相量關(guān)系,圖2.16a w沒有有功分量:當(dāng)時(shí)為過補(bǔ)償狀態(tài),中性點(diǎn)飄移軌跡在左半圓周上,分母是負(fù)值,滯后90;過補(bǔ)償時(shí),故障電流(與同相)超前90;當(dāng)時(shí)為欠補(bǔ)償狀態(tài),中性點(diǎn)飄移軌跡在右半圓周上, ,超前90;欠補(bǔ)償時(shí),故

9、障電流滯后90,與非故障線路的電流方向相反;(圖“過補(bǔ)償，欠補(bǔ)償”標(biāo)錯(cuò))時(shí),分母為零產(chǎn)生諧振,接計(jì)算,產(chǎn)生過電壓,應(yīng)避免.l中性點(diǎn)不接地方式下單相非金屬性接地 (2.49) 上式中為故障殘余電壓;為零序電壓. w零序電壓只與電網(wǎng)電容有關(guān),中性點(diǎn)飄移軌跡只在圖2.16Ak 右半圓周上,故障電流總是較零序電壓滯后90,而與非故障線路的零序電流方向相反. w上述分析忽略了各相對(duì)地絕緣漏泄電流和網(wǎng)絡(luò)和正序、負(fù)序阻抗,這些參量只點(diǎn)上述分析參量的數(shù)百至數(shù)千分之一,影響極小,忽略.l單相非金屬接地故障的參數(shù)變化 各種非直接接地方式下,發(fā)生單相非金屬性接地故障時(shí),因接地的過渡電阻不同,其故障電流中性點(diǎn)對(duì)地電壓

10、偏移、各項(xiàng)對(duì)地電壓等都同時(shí)發(fā)生相應(yīng)變化. 根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),將接地過渡電阻在024k范圍內(nèi)變化時(shí),其中性點(diǎn)對(duì)地電壓的偏移即由零序PT測(cè)得零序電壓數(shù)值對(duì)應(yīng)的變化,故障電流即零序CT一次電流數(shù)值的變化等,按中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈并聯(lián)高阻接地分析和比較. 中性點(diǎn)不接地方式w故障電流 (2.50) 大小 w零序電壓 (2.51) 大小 wPT二次開口三角形電壓為,即 (2.52) 式中 -PT開口三角側(cè)每相變壓式; -電網(wǎng)相電壓為V.w以6kV電網(wǎng)對(duì)地電容C=110F,接地電阻,單相接地電流;式 看出與總是相差90,其相量和等于故障相電勢(shì),是常數(shù)項(xiàng).圖2.16中為直徑的右半圓

11、周是中性點(diǎn)偏移的軌跡,也是上述三角形頂點(diǎn)的軌跡.所以與間夾角的變化成反比同步變化,其值: (2.53)式中3在相同電網(wǎng)中是常數(shù),.但在不同電網(wǎng)中對(duì)電容C不同,在相同的變化范圍內(nèi),C值小的比C值大的上升得快(代入數(shù)據(jù)分析),即不同步變化. w零序CT的角特性對(duì)參數(shù)有影響 w接地檢漏保護(hù)裝置動(dòng)作參數(shù)的選擇 1989年原中國(guó)統(tǒng)配煤礦總公司制定的礦井6kV電網(wǎng)安全及接地檢漏保護(hù)裝置整定使用細(xì)則,對(duì)有選擇性高壓檢漏保護(hù)裝置的動(dòng)作參數(shù)規(guī)定為: 最小起動(dòng)電流 A (為零序CT原邊電流) 最大整定電流 A 最小起動(dòng)電壓 V (為零序PT開口三角形電壓) 最大整定電壓 V 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式 w接地故障電

12、流: w故障電流絕對(duì)值: (2.54)w零序電壓: (2.55) w開口三角形電壓: (2.56) w礦井高壓電網(wǎng)金屬性接地電流超過即值(20A)時(shí),采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式.w MXDJ型(礦井高壓電網(wǎng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng),邢臺(tái)化工電機(jī)廠產(chǎn)生)額定電壓 6kV額定電流 25A、50A、80A型接地變壓器 JD型消弧線圈 XDJ1型(在最大電流檔時(shí),接地后連續(xù)工作時(shí)限2h,電壓線圈P1,P2均為80100V,電流線圈C1,C2為5A)接線,圖2.17 圖2.17 JD型接地變壓器與XDJ1型消弧線圈原理接線圖w消弧線圈均按過補(bǔ)償,脫諧度按小于-10%-15%計(jì)算.w各檔消弧線圈額定電流

13、: (2.57)w脫諧度是個(gè)百分比,對(duì)于電容電流較小的電網(wǎng),其補(bǔ)償后殘余電流的絕對(duì)值應(yīng)能保證脫諧并有可靠的裕度.w對(duì)于金屬性單相接地電流40A以下電網(wǎng),脫諧度應(yīng)小于-15%;40A以上可在-10%-15%之間選擇抽頭,但殘流值大于波動(dòng)幅值一半的情況下尚有5%左右的裕度較為可靠,一般取45A為宜.w如電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí),無(wú)故障點(diǎn)旁路,此時(shí)零序電壓由電網(wǎng)三相不平衡產(chǎn)生,消弧線圈感抗與系統(tǒng)對(duì)地容抗串聯(lián),等值電路,圖2.18.圖2.18 經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)零序回路等效電路脫諧度:回路總電抗為,此時(shí)消弧線圈上的電壓就是電網(wǎng)中性點(diǎn)偏移電壓,即 式中 -脫諧度; -電網(wǎng)額定相電壓.電網(wǎng)的不平衡度,代入

14、中性點(diǎn)電壓偏移得 脫諧度,按規(guī)定,長(zhǎng)時(shí)間中性點(diǎn)電壓偏移不應(yīng)超過15%額定相電壓,即,按此條件限制的最小脫諧度.在以電纜不主的煤礦電網(wǎng)中,很小,可不考慮的影響. 對(duì)脫諧度的選擇主要考慮電網(wǎng)電流波動(dòng)的幅值,其絕對(duì)值至少大于一個(gè)最大的采區(qū)電纜線路切除或投入引起的波動(dòng)值,并留有足夠的裕度. w故障電流的方向及數(shù)值.與不接地方式比較均“失真”,其電流方向相反,與非故障線路相同;數(shù)值變小,有可能比非故障線路還小.所以方向性、電流型漏電保護(hù)都將喪失選擇. w與數(shù)值變化同步規(guī)律與不接地方式不同.電流最小起動(dòng)值不宜大于500mA.而則應(yīng)與相對(duì)應(yīng)按計(jì)算結(jié)果取值.如9F和10F電網(wǎng)電壓起動(dòng)值為10V.中性點(diǎn)經(jīng)消弧線

15、圈并聯(lián)高阻接地方式 w故障電流 故障電流絕對(duì)值 (2.58) w中性點(diǎn)對(duì)地電壓偏移,即零序電壓為: (2.59)零序電壓的絕對(duì)值: (2.60) TP開口三角形側(cè)零序電壓: (2.61)w選擇中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈并聯(lián)高阻接地方式步驟:先選擇消弧線圈和并聯(lián)電阻的參數(shù),再按公式計(jì)算電網(wǎng)發(fā)生單相非金屬性接地故障時(shí)各項(xiàng)參數(shù)的變化.w選擇消弧線圈(按全補(bǔ)償計(jì)算選擇) (2.62) 這種方式是在電網(wǎng)單相金屬性接地電流超限時(shí)采用.6kV電網(wǎng)按式(2.62)計(jì)算,選擇消弧線圈及抽頭等參數(shù)列于表2.33中.表2.33 并聯(lián)高阻接地6kV超限電網(wǎng)消弧線圈選擇表6kV電網(wǎng)對(duì)地電容78910備注單相金屬性接地電流(A)2

16、2.82629.332.6未補(bǔ)償?shù)碾娏鬟x擇消弧線圈型號(hào)MXDJ-25/6kVMXDJ-50/6kVMXDJ-50/6kVMXDJ-50/6kV接地變壓器型DJ-25/6DJ-50/6DJ-50/6DJ-50/6消弧線圈型號(hào)XDJ1-25/6XDJ1-50/6XDJ1-50/6XDJ1-50/6抽頭擋次,工作電流(A)計(jì)算電抗()159.6138.6113.6104額定電壓下計(jì)算電感(H)0.510.440.360.33w并聯(lián)高阻的選擇 在無(wú)消弧線圈時(shí),中性點(diǎn)接地的高阻值一般推薦 (2.63)(即使流過電阻的電流與相等,小于此值將使接地電流顯著增加,這是不利的.由單相金屬性接地電容電流確定電阻電

17、流(在消弧線圈并聯(lián)高阻接地按全補(bǔ)償方式運(yùn)行,并聯(lián)高阻通過的電流可按電網(wǎng)對(duì)地電容電流波動(dòng)的幅值計(jì)算.根據(jù)波動(dòng)幅值約在7.5%,再考慮消弧線圈非線性元件的計(jì)算誤差、抽頭差異和不同電網(wǎng)參數(shù)變化等因素,單相金屬性接地電容電流確定高阻的電流) 時(shí), (2.64) 時(shí),(這樣對(duì)地電流的增加并無(wú)顯著影響,且對(duì)抑制中性點(diǎn)電壓偏移又可發(fā)揮較大的作用)根據(jù)經(jīng)驗(yàn),并聯(lián)電阻計(jì)算 (2.65)式中 -電網(wǎng)的額定電壓,V; -通過并聯(lián)高阻的有功電流,按(2.64)計(jì)算,A; -電容電流的有功分量,可取,A; -消弧線圈電感電流的有功分量,可取,A;小結(jié)經(jīng)消弧線圈并接高阻接地方式其中性點(diǎn)電壓偏移最小;采用消弧線圈可抑制接地

18、電流,而并聯(lián)高阻則允許在全補(bǔ)償狀態(tài)下運(yùn)行,接地電流小,中性點(diǎn)電壓偏移小(從防止間歇性電弧引起過電壓看,有利于電網(wǎng)安全運(yùn)行).2.8 635kV系統(tǒng)消諧裝置l消磁裝置作用 諧振:在中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)中,由于電壓互感器(PT)的非線性電感與線路對(duì)地電容的匹配而引起鐵磁諧振過電壓,直接威脅電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行,嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起電壓互感器的爆炸,造成事故. 消諧 u傳統(tǒng)方法是在電壓互感器(PT)開口三角兩端并接一個(gè)電阻,從理論上講對(duì)頻率越低的鐵磁諧振阻值應(yīng)取的越小,但太小的電阻并接在PT開口三角上會(huì)影響其正常運(yùn)行,嚴(yán)重時(shí)造成PT燒毀.另外因鐵磁諧振的頻率往往不是單一的,這種方法難于消除所有頻率的諧振.u

19、將微機(jī)技術(shù)用于電網(wǎng)消諧,利用計(jì)算機(jī)快速、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)處理能力實(shí)現(xiàn)快速傅里葉分析,其選頻準(zhǔn)確.通過于PT開口三角電壓的采集,對(duì)電網(wǎng)諧振時(shí)的各種頻率成分快速分析,準(zhǔn)確地辨別出:單相接地、倒閘操作的過渡過程、電網(wǎng)諧振.如果是諧振,計(jì)算機(jī)發(fā)出指令使消諧電路投入,實(shí)現(xiàn)快速消諧.u安裝在電磁式電壓互感器PT一次側(cè)中性點(diǎn)與地之間的高容量非線性電阻器,起阻尼與限流作用,可有效地抑制PT鐵磁諧振,保護(hù)PT以及PT一次側(cè)的高壓熔絲不受損壞.【例】保定市卓瑞電氣科技有限公司的ZR-YXQ-(6/10/35)(D)產(chǎn)品.在中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中,ZR-YXQ型消諧器是安裝在電磁式PT一次側(cè)中性點(diǎn)與地之間的高容量非線性電阻元

20、件,起阻尼和限流作用,消除電網(wǎng)諧振過電壓.型號(hào)說(shuō)明:ZR-桌瑞,YXQ-一次消諧器,6/10/35-電壓等級(jí),kV,D-適合于一次側(cè)絕緣較弱的PT;ZR-YXQ系列消諧裝置安裝尺寸圖,圖2.19 圖2.19 ZR-YXQ系列消諧裝置圖l諧振危害:635kV中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中的電磁式電壓互感器(PT)存在問題: wPT的鐵磁諧振產(chǎn)生的過電壓常使設(shè)備絕緣擊穿,外絕緣放電,且常因事故處理不及時(shí),可能造成大面積停電; w電網(wǎng)中弧光接地,可能使PT燒毀.lZR-YXQ型消諧器作用:w消除或阻尼非線性勵(lì)磁特性而引起的PT鐵磁諧振過電壓,導(dǎo)致系統(tǒng)電壓不穩(wěn)定;w能有效地抑制間歇性弧光接地電流過PT繞組的過電流

21、,防止PT的燒毀;w限制系統(tǒng)單相接地消失時(shí)在PT一次繞組回路中產(chǎn)生的涌流,這種涌流會(huì)損壞PT或使PT熔絲熔斷;w當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地后可較長(zhǎng)時(shí)間保護(hù)PT免受損壞.lZR-YXQ型消諧器特點(diǎn): w采用單片大通流非線性電阻片,通流均勻,性能穩(wěn)定; w通流能力大,高達(dá)500mA; w對(duì)弱絕緣PT提供帶有D參數(shù)元件的消諧器(D型),該元件可有效地限制消諧器兩端電壓,從而保證中性點(diǎn)絕緣; w適合于PT柜及手車柜中安裝.消諧器采用金屬材料直接連接,無(wú)瓷套,無(wú)炸裂危險(xiǎn); w消諧器直接采用交流參數(shù),直接反映真實(shí)運(yùn)行情況,便于用戶復(fù)測(cè); wZR-YXQ型消諧器提供附件-三次諧波限制器(可選配件),可有效抑制PT開

22、口三角兩端的三次諧波電壓,并可記錄可能激發(fā)諧振的次數(shù).lZR-YXQ型消諧器接線,圖2.20 (1)三只單相PT分別接地安裝和消諧器的改接方法(2)三只單相PT接成中性點(diǎn)后安裝消諧器的改接方法(3)三相五柱PT安裝消諧器的方法圖2.20 ZR-YXQ型消諧器接線圖lZR-YXQ型消諧器參數(shù)測(cè)量,圖2.21 圖2.21 ZR-YXQ型消諧器參數(shù)測(cè)量lZR-YXQ型消諧器主要電氣參數(shù),表2.34表2.34 ZR-YXQ型消諧器主要電氣參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目ZR-YXQ-6ZR-YXQ(D)-6ZR-YXQ-10ZR-YXQ(D)-10ZR-YXQ-20ZR-YXQ(D)-20ZR-YXQ-35ZR-YXQ(

23、D)-351消諧器通過AC1mA(峰值/)電流時(shí)的電壓及阻值(V,峰值/)170-210280-350550-700840-1050(k)1702805508402消諧器通過AC10mA(峰值/)電流時(shí)的電壓及阻值(V,峰值/)480-600800-10001500-20002100-2625(k)48801502103LXQ(D)型消諧器兩端工頻電壓變化在3kV(峰值/)時(shí),電阻值減少一半以上在4kV(峰值/)時(shí),電阻值減少一半以上在5kV(峰值/)時(shí),電阻值減少一半以上42h耐受的功率(W)800800800800510min通過500mA(有效值)電流的熱容量無(wú)任何明顯損壞熱容量試驗(yàn)前后

24、,冷狀態(tài)下,電氣參數(shù)變化不大于10%lZR-YXQ型消諧器選配型號(hào),表2.35表2.33 ZR-YXQ型消諧器選配PT型號(hào)電網(wǎng)額定電壓(kV)電壓互感器型號(hào)所配消諧器型號(hào)10(6)JSJW-6,10 JSJW-6,10G JDZJ6-10 JDZJ6,10JDZB6,10 JDEW-6,10 JDZX7-6,10ZR-YXQ 10kVJDZX6-6,10 JDZX8-6,10 JDZX9-6,10 JDZX10-6,10JDZX11-6,10 JDZXR1-6,10 JDZXR2-6,10 UNE10REL10 URE10 URED10ZR-YXQ(D)-10kV35JDJJ-35 JDJJ1

25、-35 JDJJ2-35 JDX6-35JDX7-35 JDZX-35 JDZXW-35ZR-YXQ-35kVJDZX6-35G JDZX9-35 JDZX11-35 UNE35 UNEW35ZR-YXQ(D)-35kV2.9* 光纖電流差動(dòng)保護(hù)l概述 光纖差動(dòng)保護(hù)是在電流差動(dòng)保護(hù)的基礎(chǔ)上演化而來(lái),其基本原理基于基爾霍夫電流定律,能夠理想地使保護(hù)單元化,原理簡(jiǎn)單,不受運(yùn)行方式變化的影響,由于兩側(cè)的保護(hù)裝置沒有電的聯(lián)系,提高了運(yùn)行的可靠性. 光差電流保護(hù)可在電力變壓器、線路、母線上使用.光纖傳輸通道保證傳送電流的幅值和相位正確可靠地傳送到對(duì)側(cè).l工作原理 圖2.22.圖2.22 光纖電流差動(dòng)保護(hù)

26、系統(tǒng)構(gòu)成示意圖 光纖分相電流差動(dòng)保護(hù)借助于線路光纖通道,實(shí)時(shí)地向?qū)?cè)傳遞采樣數(shù)據(jù),同時(shí)接收對(duì)側(cè)的采樣數(shù)據(jù),各側(cè)保護(hù)利用本地和對(duì)側(cè)電流數(shù)據(jù)按相進(jìn)行差動(dòng)電流計(jì)算,根據(jù)電流差動(dòng)保護(hù)制動(dòng)特性方程進(jìn)行判別,判為區(qū)內(nèi)故障時(shí)動(dòng)作跳閘,判為區(qū)外故障時(shí)保護(hù)不動(dòng)作. 當(dāng)線路在正常運(yùn)行或發(fā)生區(qū)外故障時(shí),線路兩側(cè)電流相位是反向的,設(shè)M側(cè)為送電側(cè),N為受電端,則M側(cè)電流為母線流向線路,N側(cè)電流為線路流向母線,兩側(cè)電流大小相等方向相反,此時(shí)線路兩側(cè)的差電流為零,保護(hù)裝置不動(dòng)作. 當(dāng)區(qū)內(nèi)線路故障時(shí),故障電流都是由母線流向線路,方向相同,線路兩側(cè)電流的差電流不再為零,當(dāng)其滿足差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作特性方程時(shí),保護(hù)裝置發(fā)出跳閘命令,快

27、速將故障切除. 對(duì)于光纖分相電流差動(dòng)保護(hù),一般采用雙斜率制動(dòng)特性,以保證發(fā)生穿越故障時(shí)的穩(wěn)定性.圖2.23.圖中表示差動(dòng)電流,表示制動(dòng)電流,、分別表示不同的制動(dòng)斜率.采用這樣的制動(dòng)特性曲線,可以保證在小電流時(shí)有較高的靈敏度,而在電流在時(shí)具有較高的可靠性.即當(dāng)線路末端發(fā)生區(qū)外故障時(shí),因CT發(fā)生飽和產(chǎn)生傳變誤差,此時(shí)采用較高斜率的制動(dòng)特性更為可靠.圖2.23光纖電流差動(dòng)保護(hù)的制動(dòng)特性 光差保護(hù)產(chǎn)生的不平衡電流:由于線路兩側(cè)CT的測(cè)量誤差、超高壓線路運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的充電電容電流等因素,光差保護(hù)在利用本地和對(duì)側(cè)電流數(shù)據(jù)按相進(jìn)行實(shí)時(shí)差電流計(jì)算時(shí),其值并不為零,存在一定的不平衡電流. 光差動(dòng)保護(hù)必須按躲過上述

28、不平衡電流進(jìn)行整定,即圖2.23中最小差電流值不為零的原因所在(如何躲過不平衡電流的影響,不同類型的裝置采用的整定方法不同,一般采用固定門坎法進(jìn)行整定,即將在正常運(yùn)行中保護(hù)裝置測(cè)量到的差電流作為補(bǔ)保護(hù)線路的純電容電流,并將該電流值乘以一系數(shù)(23)作為差動(dòng)電流的動(dòng)作門坎). 當(dāng)差動(dòng)元件判為區(qū)內(nèi)故障發(fā)出跳閘命令時(shí),除跳開線路本側(cè)斷路器外,還借助于光纖通道向線路對(duì)側(cè)發(fā)出聯(lián)跳信號(hào),使得對(duì)側(cè)斷路器快速跳閘.l對(duì)通信系統(tǒng)的要求 光纖電流差動(dòng)保護(hù)借助于通信通道雙向傳輸電流數(shù)據(jù),供兩側(cè)保護(hù)進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算.一般采用兩種通信方式:w保護(hù)裝置以64Kbps/2Mbps速率,按ITU-T建議G.703規(guī)定于數(shù)字通信系

29、統(tǒng)復(fù)用器的64Kbps/2Mbps數(shù)據(jù)通道同向接口,即復(fù)用PCM方式;w保護(hù)裝置的數(shù)據(jù)通信以64Kbps/2Mbps速率采用專用光纖芯進(jìn)行雙向傳輸,即用光纖方式. w圖2.24 圖2.24 光纖差動(dòng)保護(hù)與通信聯(lián)接示意圖w光纖電流差動(dòng)保護(hù)要求線路兩側(cè)的保護(hù)裝置采樣同時(shí)、同步,因此時(shí)鐘同步對(duì)光纖電流差動(dòng)保護(hù)至關(guān)重要.w當(dāng)光纖電流差動(dòng)保護(hù)采用專用光纖通道時(shí),保護(hù)裝置的同步時(shí)鐘一般采用“主-從”方式,即兩側(cè)采用內(nèi)部時(shí)鐘作為主時(shí)鐘,另一側(cè)保護(hù)則應(yīng)設(shè)置成從時(shí)鐘方式.設(shè)置為從時(shí)鐘的保護(hù)裝置,其時(shí)鐘信號(hào)從對(duì)側(cè)保護(hù)傳來(lái)的信息編碼中提取,從而保證對(duì)側(cè)的時(shí)鐘同步.w當(dāng)采用復(fù)用PCM方式時(shí),復(fù)用數(shù)字通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)通道

30、作為主時(shí)鐘,兩側(cè)保護(hù)裝置均應(yīng)設(shè)置為從時(shí)鐘方式,即均從復(fù)用數(shù)字通信系統(tǒng)中提取同步時(shí)鐘信號(hào),否則保護(hù)裝置將無(wú)法與通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)通道進(jìn)行復(fù)接.l生產(chǎn)廠家舉例 許昌繼電器廠:GXH803-102型微機(jī)光纖電流差動(dòng)保護(hù)裝置. 南京電力自動(dòng)化研究院:GPSL603-621型微機(jī)光纖電流差動(dòng)保護(hù)裝置.2.10* 變壓器比率差動(dòng)保護(hù)原理l摘至繼電器第35卷第12期,2007年6月.“變壓器比率差動(dòng)保護(hù)及校驗(yàn)方法”丁泠允.l電力變壓器微機(jī)保護(hù)的應(yīng)用,使的二次回路連接簡(jiǎn)化,但不如電磁式差動(dòng)保護(hù)直觀,尤其對(duì)Y,yd結(jié)線的主變壓器(簡(jiǎn)稱主變)分相差動(dòng)保護(hù),出于對(duì)主變結(jié)線組別、各側(cè)電壓等級(jí)、CT變比、勵(lì)磁涌流等因素的考慮

31、,不同廠家采取了不同的補(bǔ)償方式和比率制動(dòng)方法,如何正確校驗(yàn)主變差動(dòng)保護(hù),顯得尤為重要.以Y,yd-11型三繞組變壓器,南瑞RCS978保護(hù)為例,分析主變差動(dòng)保護(hù)原理和校驗(yàn)方法.l主變差動(dòng)保護(hù)原理 w差動(dòng)保護(hù)是按比較各側(cè)電流大小和相位而構(gòu)成的一種保護(hù).w當(dāng)發(fā)生在主變外部短路故障時(shí),流出和流入變壓器功率相等,或各側(cè)電流產(chǎn)生的安匝之和近似為零,差動(dòng)繼電器不動(dòng)作.w當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí),各側(cè)電流產(chǎn)生的安匝之和不等于零,有差動(dòng)電流流過差動(dòng)回路,差動(dòng)繼電器動(dòng)作. 不平衡電流產(chǎn)生的原因 w主變各側(cè)CT型號(hào)、CT變比、計(jì)算變比、磁飽和特性、勵(lì)磁電流、主變空載合閘勵(lì)磁涌流等影響,使差動(dòng)回路存在不平衡電流.當(dāng)不

32、平衡電流超過差動(dòng)繼電器動(dòng)作整定值時(shí),產(chǎn)生誤動(dòng)作. 不平衡電流的消除 w變壓器勵(lì)磁涌流所產(chǎn)生的不平衡電流,差動(dòng)保護(hù)采用間斷角制動(dòng)原理、二次諧波制動(dòng)原理、波形對(duì)稱原理來(lái)躲過變壓器勵(lì)磁涌流的影響. wCT型號(hào)不同所產(chǎn)生的不平衡電流,采用增大啟動(dòng)電流值以躲開主變保護(hù)范圍外部短路時(shí)的最大不平衡電流. w主變結(jié)線級(jí)別、CT變比不同引起的不平衡電流,采用軟件進(jìn)行相位補(bǔ)償及電流數(shù)值補(bǔ)償使其趨于平衡. 變壓器各側(cè)電流平衡的調(diào)整 w由于Y,d-11型主變高低壓側(cè)一次繞組接線方式的不同,造成兩側(cè)同相電流相差30,在主變差動(dòng)回路中產(chǎn)生較大的不平衡電流(傳統(tǒng)電磁型差動(dòng)保護(hù)通過改變差動(dòng)用CT二次接線方式補(bǔ)償接線組別產(chǎn)生的

33、相位誤差),微機(jī)差動(dòng)保護(hù)在軟件內(nèi)部以電流相量差來(lái)消除相位角誤差,主變差動(dòng)用CT均以Y型法接入主變差動(dòng)回路.保護(hù)裝置制造廠家采取以主變Y側(cè)向側(cè)歸算,或側(cè)向Y側(cè)歸算兩種補(bǔ)償方式. 主變各側(cè)電流相位補(bǔ)償方式 uY補(bǔ)償方式 w以南自PST1200為代表的主變差動(dòng)保護(hù),實(shí)際對(duì)主變高壓側(cè)(Y側(cè))二次電流相位校準(zhǔn),算法如下:Y型側(cè): 型側(cè): 如圖2.25圖2.25 Y型側(cè)相位補(bǔ)償相量圖 uY補(bǔ)償方式w以南瑞RCS978為代表的主變差動(dòng)保護(hù),實(shí)際對(duì)主變低壓側(cè)(側(cè))二次電流相位校準(zhǔn),算法如下:Y型側(cè): 其中,表示Y型側(cè)去掉零序電流,目的在于除去主變區(qū)外接接地故障時(shí)流入Y側(cè)的零序電流(因?yàn)樾蛡?cè)不能提供零序電流通路

34、,當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí),零序電流在差流回路會(huì)產(chǎn)生不平衡電流而引起差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作). 型側(cè): 相量圖2.26圖2.26 型側(cè)相位補(bǔ)償相量圖 變壓器各側(cè)電流幅值平衡的調(diào)整 w主變差動(dòng)用CT、主變銘牌標(biāo)稱變比與實(shí)際變比存在誤差及匹配問題(電磁型差動(dòng)保護(hù)采取加裝中間變流器和帶平衡繞組的差動(dòng)繼電器等措施予以補(bǔ)償),微機(jī)保護(hù)根據(jù)主變變比、CT變比計(jì)算主變各側(cè)CT二次電流平衡系數(shù),并將各側(cè)CT二次電流歸算到同側(cè)進(jìn)行補(bǔ)償.l比度制動(dòng)特性曲線 除以上引起不平衡電流的因素外,還需考慮到主變區(qū)外故障時(shí)短路電流的增大可能導(dǎo)致CT飽和和情況(此時(shí)CT已不能正確反映故障側(cè)電流,差流已無(wú)法正確平衡,極有可能造成差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作)

35、,微機(jī)保護(hù)往往采用比率制動(dòng)式差動(dòng)繼電器,其動(dòng)作特性為: w動(dòng)作電流隨著不平衡電流的增大而按比率增大,并且增長(zhǎng)速率快于不平衡電流的增長(zhǎng)速率.如2.27圖2.27 制動(dòng)特性曲線 w基本思路:引入?yún)^(qū)外短路電流作為制動(dòng)電流,以差動(dòng)電流為動(dòng)作電流.當(dāng)區(qū)外故障電流增大時(shí),制動(dòng)電流隨之增大,從而有效遏制主變區(qū)外故障時(shí)差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作的情況發(fā)生.l比率制動(dòng)特性曲線的驗(yàn)證 w以南瑞RCS978變壓器差動(dòng)保護(hù)為例說(shuō)明. w已知:主變參數(shù).表2.34 表2.34 主變參數(shù)Y0,y0d-11高壓側(cè)中壓側(cè)低壓側(cè)變壓器額定容量/MVA180電壓等級(jí) /kV22011035各側(cè)CT變比變壓器各側(cè)一次額定電流 /A472904

36、297變壓器各側(cè)二次額定電流 /A1.963.614.95 w已知RCS978變壓器差動(dòng)保護(hù),穩(wěn)態(tài)比率差動(dòng)特性曲線,圖2.28圖2.28 RCS978穩(wěn)態(tài)比率差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作特性圖中,(可整定),.其特性方程: , () (2.66) , () ， （） 其中:為變壓器額定電流,為變壓器各側(cè)電流,為穩(wěn)態(tài)差動(dòng)比率起動(dòng)電流定值,差動(dòng)動(dòng)作電流,為制動(dòng)電流,為比率制動(dòng)系數(shù)整定值.(以上曲線及動(dòng)作特性方程的前提為已消除了變壓器各側(cè)幅值和相位的差異) w選擇高壓側(cè)(以下側(cè))和低壓側(cè)(以下側(cè))進(jìn)行比率差動(dòng)試驗(yàn),驗(yàn)證斜率為的斜率.w根據(jù)圖2.26型側(cè)相位補(bǔ)償原理在高壓側(cè)進(jìn)行相位補(bǔ)償.wRCS978技術(shù)說(shuō)明書建議采

37、用接線方式為:側(cè)電流從A相極性端流入,流出后進(jìn)入B相非極性端,由B相極性端流入試驗(yàn)儀; 側(cè)電流由A相極性端流入,A相非極性端流出(若取高中壓兩側(cè),均為Y型接線法,則不必進(jìn)行相位補(bǔ)償).w 側(cè): ; ; w 側(cè): w如果、側(cè)加入的電流反相，側(cè)大小為,側(cè)為,那么裝置應(yīng)無(wú)差流,保護(hù)不動(dòng)作.其中為標(biāo)幺值,、為經(jīng)保護(hù)裝置自動(dòng)補(bǔ)償后的電流值，、為加入保護(hù)裝置的電流值。w假設(shè)差動(dòng)電流起動(dòng)值為為0.3（標(biāo)幺值）,比率制動(dòng)系數(shù)整定值取0.5,加入高壓側(cè)的電流為,加入低壓側(cè)的電流為,代入方程組(2.66)得 () (2.67) () () w任取圖2.28折線上C(3,)、D(1,)、E(5,)三點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證:將代

38、入不等式組(2.67)可得:,A,AA同理可求D、E兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)電流值如表2.35.表2.35 C,D,E三點(diǎn)對(duì)應(yīng)電流C(3,1.65)D(1,0.65)E(5,2.75)(標(biāo)幺值)3.82516.375(標(biāo)幺值)2.1750.6253.625(有名值)(A)7.4972.59712.495(有名值)(A)10.7663.34117.944(有名值)(A)18.6485.78731.079以上驗(yàn)證的曲線上的點(diǎn),實(shí)際為動(dòng)作區(qū)和制動(dòng)區(qū)邊界線上的點(diǎn),即制動(dòng)與動(dòng)作的臨界點(diǎn),這些點(diǎn)滿足差流為0,理論上差動(dòng)保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作.可以對(duì)C(D、E)點(diǎn)通入的低壓側(cè)電流進(jìn)行微調(diào),則可以在該點(diǎn)上方附近找到一個(gè)動(dòng)作點(diǎn)(、)進(jìn)入

39、動(dòng)作區(qū)，當(dāng)此三點(diǎn)附近的動(dòng)作點(diǎn)確定以后，即可驗(yàn)證折線。同理，可以驗(yàn)證折線、.而這三條折線彼此的交點(diǎn)即為拐點(diǎn)A、B.實(shí)際調(diào)試中由于保護(hù)裝置電流A、B、C三相沒有提供獨(dú)立的非極性端,所以可接圖2.29所示將測(cè)試儀器(如博電PW-30)的A、B兩相電流分別通入保護(hù)裝置差動(dòng)回路高壓側(cè)A、B兩極性端,幅值相等,取表2.35中有名值,方向反相;C相電流通入保護(hù)裝置差動(dòng)回路低壓A相極性端,并將高低壓側(cè)N端子并聯(lián)接回儀器電流N端;具體數(shù)值如表2.36. 圖2.29 實(shí)驗(yàn)接線圖表2.36 實(shí)驗(yàn)參考數(shù)據(jù)序號(hào)123高壓側(cè)電流(有名值)A相7.497,2.597, 12.495, B相7.497,2.597, 31.0

40、79, 低壓側(cè)電流(有名值)18.648, 5.787, 31.079, 制動(dòng)電流(標(biāo)幺值)315差電流(標(biāo)幺值)1.650.652.752.11* SVG變電站無(wú)功補(bǔ)償原理2.11.1 概述lSVG-Static Var Generator有源動(dòng)態(tài)無(wú)功和諧波補(bǔ)償裝置. 8Mvar/10kV SVG外觀如圖2.30所示. 圖2.30 8Mvar/10kV SVG外觀圖l用途電網(wǎng)及電力用戶端,用于提高電網(wǎng)電壓的穩(wěn)定性,改善用戶電能質(zhì)量并達(dá)到節(jié)省電能的目的.接入1kV35kV電壓等級(jí)母線,為電網(wǎng)或用電負(fù)荷提供快速有源動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償和諧小組濾波,提高電網(wǎng)電壓暫態(tài)穩(wěn)定性,抑制母線電壓閃變,補(bǔ)償不平衡負(fù)荷

41、,濾除負(fù)荷諧波,提高負(fù)荷功率因數(shù).2.11.2 無(wú)功功率l無(wú)功電源能量與感性負(fù)載電圈中磁場(chǎng)能量或容性負(fù)載電容中的電場(chǎng)能量之間進(jìn)行著可逆的能量交換而占有的電網(wǎng)容量叫無(wú)功. 無(wú)功能量交換的幅度,穩(wěn)為無(wú)功功率. (var) (三相對(duì)穩(wěn)電路)式中 U-線電壓,V;I-線電流,A;-功率因數(shù)角. (var) (單相電路)l功率因數(shù) 由電壓和電流之間的相位差決定. 功率因數(shù) 式中 ,kW,有功功率;,kVA,視在功率.l無(wú)功功率分類 感性無(wú)功:電流相量滯后電壓相量90.如:電動(dòng)機(jī)、變壓器、晶閘管變流設(shè)備等; 容性無(wú)功:電流相量超前電壓相量90.如:電容器、輸配電線路分布電容電流、電力電子超前控制設(shè)備等;

42、基波無(wú)功:與電源頻率相等的無(wú)功; 諧波無(wú)功:與電源頻率不相等的無(wú)功.l無(wú)功功率的影響 增加設(shè)備的容量.u無(wú)功功率的增加,當(dāng)有功功率相同時(shí),視在功率增加大.從而使發(fā)電機(jī)、變壓器容量增加;u無(wú)功功率的增加,電流增加,導(dǎo)線截面增加; u無(wú)功功率的增加,電流增加,線路損耗增加; u無(wú)功功率的增加,電流增加,線路及變壓器壓降增加; u如果是沖擊性無(wú)功功率負(fù)載,還使電壓產(chǎn)生劇烈波動(dòng),使供電質(zhì)量降低.2.11.3 諧波基本概念l工頻:我國(guó)Hz(基波);角頻率,(rad/s);周期,(s),Hz.l電壓表達(dá)式 l諧波:頻率是基波的整數(shù)倍,倍數(shù)大于1的頻率分量為諧波.l諧波分量比例 電壓 電流 式中 ,-第n次

43、諧波分量有效值;,-基波有效值.l電壓,電流總諧波畸變率 式中 l諧波的危害 諧波使公用電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生附加的諧波損耗,降低了發(fā)電機(jī)、變壓器的效率;大量的3次諧波電流流過中線時(shí)會(huì)使線路過熱甚至發(fā)生火災(zāi); 諧波影響各種電氣設(shè)備正常工作;諧波會(huì)引起公用電網(wǎng)中局部的并聯(lián)諧振,從而使諧波放大;諧會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作,并使電氣測(cè)量?jī)x表計(jì)量不準(zhǔn);諧波對(duì)通訊線路干擾.l三相六脈波整流電路中的高次諧波 三相整流設(shè)備含有高次諧波:5、7、11、13等次(6n1)的高次諧波.u高次諧波的含量l六相十二脈波整流電路中的高次諧波 六相十二脈波整流電路含有的高次諧波:11、13、23、25,(12n1); 六

44、相十二脈波整流電路高次諧波含量: l整流電路的相數(shù)與注入電網(wǎng)的諧波次數(shù)關(guān)系.表2.30 表2.30 整流電路相數(shù)與注入電網(wǎng)諧波的次數(shù)關(guān)系整流電路相數(shù)注入電網(wǎng)的諧波次數(shù)65、7、11、13、17、19、23、251211、13、23、25、35、373635、37增加整流變壓器的相數(shù),可消除低次諧波.整流相數(shù)越多,產(chǎn)生的諧波分量越少.2.11.4 電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡l電能質(zhì)量指標(biāo)之一:電壓質(zhì)量;l電力系統(tǒng)運(yùn)行電壓水平,取決于無(wú)功功率的平衡;l系統(tǒng)中各種無(wú)功電源的無(wú)功出力應(yīng)能滿足系統(tǒng)負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)損耗在額定電壓下對(duì)無(wú)功功率的需求,否則,電壓就會(huì)偏離額定值;l電力系統(tǒng)無(wú)功功率平衡的基本要求: 無(wú)功電

45、源可以發(fā)出的無(wú)功功率應(yīng)大于或等于所需無(wú)功功率和網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)功損耗.l無(wú)功功率負(fù)荷和無(wú)功功率損耗 異步電動(dòng)機(jī)無(wú)功功率負(fù)荷u異步電動(dòng)機(jī)所需的無(wú)功功率.等值電路,圖2.31 圖2.31 異步電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)化的等值電路圖 電壓下降,轉(zhuǎn)差率增大,定子電流增大. u異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷系數(shù) 為異步電動(dòng)機(jī)的實(shí)際負(fù)荷電流,A;為異步電動(dòng)機(jī)的額定電流,A.異步電動(dòng)機(jī)無(wú)功功率Q與負(fù)荷系數(shù)、電壓V的關(guān)系:.圖2.32. 圖2.32 異步電動(dòng)機(jī)無(wú)功功率與端電壓的關(guān)系 在額定電壓附近,電動(dòng)機(jī)的無(wú)功功率隨電壓的升降而增減. 電力變壓器的無(wú)功損耗 u變壓器無(wú)功損耗 變壓器有功損耗 變壓器綜合損耗 式中 -空載無(wú)功損耗,kvar -負(fù)載

46、波動(dòng)損耗系數(shù),一般取 -平均負(fù)荷系數(shù).農(nóng)用取,工企取 -額定負(fù)荷漏磁功率,kvar -變壓器空載電流百分?jǐn)?shù) -變壓器額定容量,kVA -額定負(fù)載損耗,kW -空載損耗,kW -短路電壓百分?jǐn)?shù) -無(wú)功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量,kW/kvar u如KSGZY-1600/10,10/3.4kV變電站,空載電流為,短路電壓百分?jǐn)?shù)為,在滿載下運(yùn)行時(shí),無(wú)功損耗,數(shù)值較大. 輸電線路無(wú)功損耗 u線路無(wú)功損耗 (kvar)線路有功損耗 (kW) u一般情況下,35kV及以下系統(tǒng)消耗無(wú)功功率;110kV及以上系統(tǒng),輕載或空載時(shí),成為無(wú)功電源,傳輸功率較大時(shí),消耗無(wú)功功率.2.11.5 無(wú)功補(bǔ)償l無(wú)功補(bǔ)償 根據(jù)電網(wǎng)中無(wú)功類型,人

47、為地補(bǔ)償容性無(wú)功或感性無(wú)功,來(lái)抵消線路中的無(wú)功功率.以減小輸配電線路中往復(fù)交換的無(wú)功功率,提高電源的效率. 無(wú)功功率對(duì)電網(wǎng)的影響.無(wú)功功率不做功,但占用電網(wǎng)容量,造成線路壓降增大,使線路過載.諧波無(wú)功使電網(wǎng)受污染,甚至引起電網(wǎng)振蕩顛覆.l無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔?提高供電系統(tǒng)的功率因數(shù),當(dāng)有功功率不變時(shí),降低電源側(cè)容量,減少功率損耗; 穩(wěn)定受電端及電網(wǎng)電壓,提高供電質(zhì)量; 在電氣化鐵道等三相負(fù)載不平衡的場(chǎng)合,通過無(wú)功補(bǔ)償,可以平衡三相的有功及無(wú)功負(fù)載.l無(wú)功補(bǔ)償方法 同步發(fā)電機(jī):調(diào)整勵(lì)磁電流,使其在超前功率因數(shù)下運(yùn)行,輸出有功功率的同時(shí)輸出無(wú)功功率; 同步電動(dòng)機(jī):調(diào)勵(lì)磁電流,使超前,補(bǔ)償異步電動(dòng)機(jī)滯后;

48、 同步調(diào)相機(jī):當(dāng)同步電動(dòng)機(jī)不帶負(fù)載而空載運(yùn)行,專門向電網(wǎng)輸送無(wú)功功率.通常裝于樞紐變電所; 并聯(lián)電容器:裝于降壓變電所低壓側(cè),提供的.亦可就地補(bǔ)償; 靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置:具有調(diào)相機(jī)的功能.如SVG,SVC.l動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償 根據(jù)電網(wǎng)中動(dòng)態(tài)變化的無(wú)功量實(shí)時(shí)快速地進(jìn)行補(bǔ)償.如調(diào)相機(jī),SVG,SVC; 功能 u對(duì)動(dòng)態(tài)無(wú)功負(fù)載的功率因數(shù)校正; u改善電壓調(diào)整率(如:變壓器的電壓調(diào)整率為某一個(gè)繞組的空載電壓和同一繞組在規(guī)定負(fù)載和功率因數(shù)時(shí)的電壓之差與該繞組空載電壓之比); u提高電力系統(tǒng)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性,阻尼振蕩; u降低過電壓; u減少電壓閃變; u減少電壓和電流的不平衡. 實(shí)際無(wú)功補(bǔ)償裝置只能以其中某一

49、條或某幾條為直接控制目標(biāo),其控制策略也不同.l動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖饔?故障或突增負(fù)荷時(shí),動(dòng)態(tài)地提供電壓支撐,確保母線電壓的穩(wěn)定性,提高電力系統(tǒng)暫態(tài)電壓穩(wěn)定水平; 動(dòng)態(tài)地維持輸電線路端電壓,提高輸電線路穩(wěn)態(tài)傳輸功率極限(每kvar的輸出約能提高0.50.7kW的暫態(tài)穩(wěn)定極限值); 抑制系統(tǒng)過電壓,改善系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性; 阻尼電力系統(tǒng)振蕩; 在負(fù)荷側(cè)抑制電壓閃變,補(bǔ)償負(fù)荷不平衡,提高功率因數(shù),改善供電質(zhì)量.l靜態(tài)與動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)膮^(qū)別 靜態(tài)補(bǔ)償w投切速度慢,不適合負(fù)載變化頻繁的場(chǎng)合;w容易產(chǎn)生欠補(bǔ)償或過補(bǔ)償,造成電網(wǎng)電壓波動(dòng),損壞用電設(shè)備;w有觸點(diǎn)投切設(shè)備壽命短,維護(hù)量大,影響電容器的使用壽命. 動(dòng)態(tài)補(bǔ)償w可

50、對(duì)任何負(fù)載情況進(jìn)行實(shí)時(shí)快速補(bǔ)償,并有穩(wěn)定電網(wǎng)電壓功能,提高電網(wǎng)質(zhì)量.同時(shí),具備治理諧波的功能;w對(duì)動(dòng)態(tài)無(wú)功負(fù)載的功率因數(shù)校正;w改善電壓調(diào)整率;w提高電力系統(tǒng)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性,阻尼功率振蕩(如電力系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線路上的功率振蕩:功率以串動(dòng)過程中的平均值為中心的振蕩,絕大部分電衰減的.原因:負(fù)荷、原動(dòng)機(jī)功率、電網(wǎng)發(fā)生非連續(xù)擾動(dòng)、系統(tǒng)阻尼不是在理想狀態(tài)、負(fù)荷周期性擾動(dòng)激發(fā)線路功率振蕩);w降低過電壓;w減少電壓閃爍;w阻尼次同步振蕩(次同步振蕩:大型汽輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)子軸系具有彈性,由于機(jī)械和電氣的相互作用,在特定條件下會(huì)自發(fā)振蕩,稱為次同步振蕩.次同步振蕩頻率范圍在1050Hz之間.供電系統(tǒng)中,隨著串聯(lián)補(bǔ)償電容器的增加,可能產(chǎn)生次同步振蕩);w減少電壓不平衡.l無(wú)功補(bǔ)償?shù)娜N形式 MSC/MSR機(jī)械投切式電容/電抗器 機(jī)械式開關(guān),交流電容器,