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电力科学术语
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。
- 中文名:谐振过电压
- 外文名:resonance overvoltage
- 作 用:能源作用
- 原 因:串联谐振现象
- 学 科:电力科学
- 所属分类:电力系统
释义
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。
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。
(3) 参数谐振过电压:由电感参数作周期性变化的电感元件(如凸极发电机的同步电抗在Xd ~ Xq间周期变化)和系统电容元件(如空载线路)组成回路,当参数配合时,通过电感的周期性变化,不断向谐振系统输送能量,造成参数谐振过电压。
限制措施
(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。
系统发生谐振时,在谐振电压和工频电压的作用下,PT铁芯磁密迅速饱和,激磁电流迅速增大,会使PT绕组严重过热而损坏(同一系统中所有PT均受到威胁),甚至引起母线故障造成大面积停电。因此对发生谐振时,如何快速消除谐振是保证设备安全运行的关键。
条件特点
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。
谐振分类
6kV中性点不接地系统的谐振分基波谐振、高频谐振和分频谐振三种,谐振一般由接地和激发产生,根据运行经验,当向仅带有电压互感器的空母线突然充电时易产生基波谐振;当发生单相接地时易产生分频谐振,特别是单相接地突然消失(如拉路)时易激发谐振。发生谐振时,相间电压不变,电压互感三角会出现谐振频率电压,中央信号会报“系统单相接地”信号,若不仔细分析其电压变化,会误认为是系统单相接地故障,对于没有装设消弧线圈的变电站,快速消除谐振更为重要,下面对三种谐振现象进行一一分析:
1、 基波谐振:发生基波谐振时,相对地电压有以下两种现象:
1) 一相电压下降(不为零),两相电压升高超过线电压或电压表顶表;
2) 两相电压下降(不为零),一相电压升高或电压表顶表;
其相对地电压的过电压小于或等于3倍相电压。
2、高频谐振:发生高频谐振时,其相对地电压的过电压小于或等于4倍相电压,三相对地电压一起升高,远远超过线电压或电压表顶表。
3、分频谐振:发生分频谐振时,三相对地电压依相序次序轮流升高或同时升高,并在(1.2~1.4)倍相电压间做低频摆动,大约每秒一次。
谐振处理
对于我们6kV不接地系统来说,主要是投入消弧线圈和改变运行参数,一般投入消弧线圈都能消除谐振,对于发生基波和高频谐振,只要消谐器可靠动作,也能消除谐振,但对于分频谐振具有零序性质,一般消谐器无法消除谐振,投切三相对称负荷不起作用,对于未装设消弧线圈,因此根据实际情况,可按以下方法处理:
1、 基波或高频谐振的处理:
1) 有运行电容器时,切除运行电容器;没有运行电容器时,投入一组电容器;
2) 以上措施无法消谐时,切除该母线所有电容器,向调度申请切除部分馈线,最好是先切长线路。
2、 分频谐振的处理:
1) 切除该母线所有电容器;
2) 谐振仍无法消除时,向调度申请切除该母线上的线路,直至谐振消除;
3) 若所有线路全部切除后仍无法消谐,向调度申请切除变低开关,将母线停电;
4) 恢复母线及线路送电。 [1]
视频
谐振过电压