1电抗器
电气回路的主要组成部分有电阻、电容和电感.电感具有抑制电流变化的作用,并能使交流电移相.把具有电感作用的绕线式的静止感应装置称为电抗器。
电抗器的作用
问:在电力系统中电抗器的作用有那些?
答:电力系统中所采取的电抗器常见的有串联电抗器和并联电抗器。串联电抗器主要用来限制短路电流,也有在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波。
220kV、110kV、35kV、10kV电网中的电抗器是用来吸收电缆线路的充电容性无功的。可以通过调整并联电抗器的数量来调整运行电压。超高压并联电抗器有改善电力系统无功功率有关运行状况的多种功能,主要包括:(1)轻空载或轻负荷线路上的电容效应,以降低工频暂态过电压。(2)改善长输电线路上的电压分布。(3)使轻负荷时线路中的无功功率尽可能就地平衡,防止无功功率不合理流动机组与系统并列时
同时也减轻了线路上的功率损失。(4)在大
降低高压母线上工频稳态电压,便于发电机同期并列。(5)防止发电
机带长线路可能出现的自励磁谐振现象。(6)当采用电抗器中性点经小电抗接地装置时,还可用小电抗器补偿线路相间及相地电容,以加速潜供电流自动熄灭,便于采用。http://www.dzyd.com/xxzx/gw051003.html
变频器专用输入输出电抗器,直流电抗器
1、 电抗器适用于无功功率补偿和谐波的治理系统中,可以改善功率因数,对谐波起
滤波作用,以抑制电网电压波形畸变,从而改变电网质量和保证电力系统安全运行。
2、 进线电抗器用来限制电网电压突变和操作过电压引起的电流冲击,平滑电源电压中包含的尖峰脉冲,或平滑桥式整流电路换相时产生的电压缺陷,它既能阻止来自电网的干扰,又能减少整流单元产生的谐波电流对电网的污染。
3、 直流电抗器(又称平波电抗器)主要用于变流器的直流侧,电抗器中流过的具有交流分量的直流电流。主要用途是将叠加在直流电流上的交流分量限定在某一规定值,保持整流电流连续,减小电流脉动值,改善输入功率因数.
4、 输出电抗器的主要作用是补偿长线分布电容的影响,并能抑制输出谐波电流,提高输出高频阻抗,有效抑制dv/dt.减低高频漏电流,起到保护变频器,减小设备噪声的作用。
并联电抗器和串联电抗器各有什么作用?
来源:电气技术问答 时间:2007-08-28 字体:[ 大 中 小 ] 投稿
线路并联电抗器可以补偿线路的容性充电电流,限制系统电压升高和操作过电压的产生,保证线路的可*运行。
母线串联电抗器可以限制短路电流,维持母线有较高的残压。而电容器组串联电抗器可以限制高次谐波,降低电抗。 来源:http www.tede.cn
一、电抗器概念
电抗器也叫电感器,一个导体通电时就会在其所占据的一定空间范围产生磁 场,所以
所有能载流的电导体都有一般意义上的感性。然而通电长直导体的电感较小,所产生的磁场不强,因此实际的电抗器是导线绕成螺线管形式,称空心电抗器;有时为了让这只螺线管具有更大的电感,便在螺线管中插入铁心,称铁心电抗器。电抗分为感抗和容抗,比较科学的归类是感抗器(电感器)和容抗器(电容器)统称为电抗器,然而由于过去先有了电感器,并且被称谓电抗器,所以现在人们所说的电容器就是容抗器,而电抗器专指电感器。 来源:www.tede.cn
二、电抗器分类:
按结构及冷却介质、按接法、按功能、按用途进行分类。
1 按结构及冷却介质:分为空心式、铁心式、干式、油浸式等,例如干式空心电抗器、干式铁心 电抗器、油浸铁心电抗器、油浸空心电抗器、夹持式干式空心电抗器、绕包式干式空心电抗器、水泥电抗器等。
2 按接法:分为并联电抗器和串联电抗器。
3 按功能:分为限流和补偿。
4 按用途:按具体用途细分,例如限流电抗器、滤波电抗器、平波电抗器、功率因数补偿电抗器、串联电抗器、平衡电抗器、接地电抗器、消弧线圈、进线电抗器、出线电抗器、饱和电抗器、自饱和电抗器、可变电抗器(可调电抗器、可控电抗器)、轭流电抗器、串联谐振电抗器、并联谐振电抗器等。 来源:输配电设备网
电抗器作为无功补偿手段,在电力系统中是不可缺少的。 来源:http www.tede.cn
并联电抗器:发电机满负载试验用的电抗器是并联电抗器的雏型。铁心式电抗器由于分段铁心饼之间存在着交变磁场的吸引力,因此噪音一般要比同容量变压器高出10dB左右。
限流电抗器:限流电抗器一般用于配电线路。从同一母线引出的分支馈线上往往串有限流电抗器,以限制馈线的短路电流,并维持母线电压,不致因馈线短路而致过低。 来源:tede.cn
阻尼电抗器(通常也称串联电抗器)与电容器组或密集型电容器相串联,用以限制电容器的合闸涌流。这一点,作用与限流电抗器相类似滤波电抗器滤波电抗器与滤波电容器串联组成谐振滤波器,一般用于3次至17次的谐振滤波或更高次的高通滤波。直流输电线路的换流站、相控型静止补偿装置、中大型整流装置、电气化铁道,以至于所有大功率晶闸管控制的电力电子电路都是谐波电流源,必须加以滤除,不让其进入系统。电力部门对于电力系统中的谐波有具体规定。 来源:www.tede.cn
消弧线圈:消弧线圈广泛用于lOkV-6kV级的谐振接地系统。由于变电所的无油化倾向,因此35kV以下的消弧线圈现很多是干式浇注型。 来源:tede.cn
平波电抗器:平波电抗器用于整流以后的直流回路中。整流电路的脉波数总是有限的,在输出的整直电压中总是有纹波的。这种纹波往往是有害的,需要由平波电抗器加以抑制。直流输电的换流站都装有平波电抗器,使输出的直流接近于理想直流。直流供电的晶闸管电气传动中,平波电抗器也是不可少的。 来源:http www.tede.cn
直流控制的饱和电抗器:串在电路中的扼流式或自饱和饱和电抗器,在电压正弦波的周期内,饱和 电抗器在饱和前吸收了一定的伏-秒,达到饱和,以后就呈全开放状态。因此其输出电压是非正弦的, 这种饱和电抗器的作用与晶闸管相似。 来源:www.tede.cn
电气回路的主要组成部分有电阻、电容和电感.电感具有抑制电流变化的作用,并能使交流电移相.把具有电感作用的绕线式的静止感应装置称为电抗器。
电抗器的作用
电力系统中所采取的电抗器 常见的有串联电抗器和并联电抗器。串联电抗器主要用来限制短路电流,也有在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波。 220kV、110kV、35kV、10kV电网中的电抗器是用来吸收电缆线路的充电容性无功的。可以通过调整并联电抗器的数量来调整运行电压。超高压并联电抗器有改善电力系统无功功率有关运行状况的多种功能,主要包括:
(1)轻空载或轻负荷线路上的电容效应,以降低工频暂态过电压。
(2)改善长输电线路上的电压分布。
(3)使轻负荷时线路中的无功功率尽可能就地平衡,防止无功功率不合理流动 同时也减轻了线路上的功率损失。
(4)在大机组与系统并列时 降低高压母线上工频稳态电压,便于发电机同期并列。
(5)防止发电机带长线路可能出现的自励磁谐振现象。
(6)当采用电抗器中性点经小电抗接地装置时,还可用小电抗器补偿线路相间及相地电容,以加速潜供电流自动熄灭,便于采用。
电抗器的接线分串联和并联两种方式。串联电抗器通常起限流作用,并联电抗器经常用
于无功补偿。
1.半芯干式并联电抗器:在超高压远距离输电系统中,连接于变压器的三次线圈上。用于补偿线路的电容性充电电流,限制系统电压升高和操作过电压,保证线路可靠运行。
2.半芯干式串联电抗器:安装在电容器回路中,在电容器回路投入时起。
交流接触器的原理、选择和接法
来源:中国电力网 时间:2007-09-25 字体:[ 大 中 小 ] 投稿
交流接触器是广泛用作电力的开断和控制电路。它利用主接点来开闭电路,用辅助接点来执行控制指令。主接点一般只有常开接点,而辅助接点常有两对具有常开和常闭功能的接点,小型的接触器也经常作为中间继电器配合主电路使用。
交流接触器的接点,由银钨合金制成,具有良好的导电性和耐高温烧蚀性。 来源:http://www.tede.cn
交流接触器主要有四部分组成:(1) 电磁系统,包括吸引线圈、动铁芯和静铁芯;(2)触头系统,包括三副主触头和两个常开、两个常闭辅助触头,它和动铁芯是连在一起互相联动的;(3)灭弧装置,一般容量较大的交流接触器都设有灭弧装置,以便迅速切断电弧,免于烧坏主触头;(4)绝缘外壳及附件,各种弹簧、传动机构、短路环、接线柱等。
工作原理:
当线圈通电时,静铁芯产生电磁吸力,将动铁芯吸合,由于触头系统是与动铁芯联动的,因
此动铁芯带动三条动触片同时运行,触点闭合,从而接通电源。当线圈断电时,吸力消失, 动铁芯联动部分依靠弹簧的反作用力而分离,使主触头断开,切断电源。
交流接触器的选择:
(1)持续运行的设备。接触器按67-75%算.即100A的交流接触器,只能控制最大额定电流是67-75A以下的设备。
(2)间断运行的设备。接触器按80%算.即100A的交流接触器,只能控制最大额定电流是80A以下的设备。
(3)反复短时工作的设备。接触器按116-120%算。即100A的交流接触器,只能控制最大额定电流是116-120A以下的设备。
还要考虑工作环境和接触器的结构形式。 来源:www.tede.cn
还要说明的一点是:由于市场竞争激烈,国内有些厂家为降低成本,已经在偷工减料,比如:在线圈的制作减小线径甚至少绕匝数,在触头上用不符合国标的材料或厚度和截面都不够。这种情况不仅体现在接触器上,在其他如短路器等产品上也是如此。造成在实际使用中,标的是100A的接触器或短路器,其实际负载量只能在80A甚至更低,故障率很高。所以,现在有流行的说法是:用国产低端产品,要按其铭牌说明的额定容量打7折使用!
接法:
一:一般三相接触器一共有8个点,三路输入,三路输出,还有是控制点两个。输出和输入是对应的,很容易能看出来。如果要加自锁的话,则还需要从输出点的一个端子将线接
到控制点上面。 来源:www.tede.cn
二: 首先应该知道交流接触器的原理。他是用外界电源来加在线圈上,产生电磁场。加电吸合,断电后接触点就断开。知道原理后,你应该弄清楚外加电源的接点,也就是线圈的两个接点,一般在接触器的下部,并且各在一边。其他的几路输入和输出一般在上部,一看就知道。还要注意外加电源的电压是多少(220V或 380V),一般都标得有。并且注意接触点是常闭还是常开。如果有自锁控制,根据原理理一下线路就可以了。
变配电站继电保护及综合自动化基础知识
来源:输配电设备网 时间:2007-06-26 字体:[ 大 中 小 ] 投稿
1.电力系统电压等级与变电站种类
电力系统电压等级有220/380V(0.4 kV),3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。随着电机制造工艺的提高,10 kV电动机已批量生产,所以3 kV、6 kV已较少使用,20 kV、66 kV也很少使用。供电系统以10 kV、35 kV为主。输配电系统以110 kV以上为主。发电厂发电机有6 kV与10 kV两种,现在以10 kV为主,用户均为220/380V(0.4 kV)低压系统。
根据《城市电力网规定设计规则》规定:输电网为500 kV、330 kV、220 kV、110kV,高压配电网为110kV、66kV,中压配电网为20kV、10kV、6 kV,低压配电网为0.4 kV(220V/380V)。
发电厂发出6 kV或10 kV电,除发电厂自己用(厂用电)之外,也可以用10 kV电压
送给发电厂附近用户,10 kV供电范围为10Km、35 kV为20~50Km、66 kV为30~100Km、110 kV为50~150Km、220 kV为100~300Km、330 kV为200~600Km、500 kV为150~850Km。
2.变配电站种类
电力系统各种电压等级均通过电力变压器来转换,电压升高为升压变压器(变电站为升压站),电压降低为降压变压器(变电站为降压站)。一种电压变为另一种电压的选用两个线圈(绕组)的双圈变压器,一种电压变为两种电压的选用三个线圈(绕组)的三圈变压器。 来源:tede
变电站除升压与降压之分外,还以规模大小分为枢纽站,区域站与终端站。枢纽站电压等级一般为三个(三圈变压器),550kV /220kV /110kV。区域站一般也有三个电压等级(三圈变压器),220 kV /110kV /35kV或110kV /35kV /10kV。终端站一般直接接到用户,大多数为两个电压等级(两圈变压器)110kV /10 kV或35 kV /10 kV。用户本身的变电站一般只有两个电压等级(双圈变压器)110 kV /10kV、35kV /0.4kV、10kV /0.4kV,其中以10kV /0.4kV为最多。
3.变电站一次回路接线方案
1)一次接线种类 :变电站一次回路接线是指输电线路进入变电站之后,所有电力设备(变压器及进出线开关等)的相互连接方式。其接线方案有:线路变压器组,桥形接线,单母线,单母线分段,双母线,双母线分段,环网供电等。
2)线路变压器组:变电站只有一路进线与一台变压器,而且再无发展的情况下采用线
路变压器组接线。
3)桥形接线:有两路进线、两台变压器,而且再没有发展的情况下,采用桥形接线。针对变压器,联络断路器在两个进线断路器之内为内桥接线,联络断路器在两个进线断路器之外为外桥接线。
4)单母线:变电站进出线较多时,采用单母线,有两路进线时,一般一路供电、一路备用(不同时供电),二者可设备用电源互自投,多路出线均由一段母线引出。 来源:tede.cn
5)单母线分段:有两路以上进线,多路出线时,选用单母线分段,两路进线分别接到两段母线上,两段母线用母联开关连接起来。出线分别接到两段母线上。
单母线分段运行方式比较多。一般为一路主供,一路备用(不合闸),母联合上,当主供断电时,备用合上,主供、备用与母联互锁。备用电源容量较小时,备用电源合上后,要断开一些出线。这是比较常用的一种运行方式。
对于特别重要的负荷,两路进线均为主供,母联开关断开,当一路进线断电时,母联合上,来电后断开母联再合上进线开关。
单母线分段也有利于变电站内部检修,检修时可以停掉一段母线,如果是单母线不分段,检修时就要全站停电,利用旁路母线可以不停电,旁路母线只用于电力系统变电站。
6)双母线:双母线主要用于发电厂及大型变电站,每路线路都由一个断路器经过两个隔离开关分别接到两条母线上,这样在母线检修时,就可以利用隔离开关将线路倒在一条件母线上。双母线也有分段与不分段两种,双母线分段再加旁路断路器,接线方式复杂,但检
修就非常方便了,停电范围可减少。
4.变配电站二次回路
1)二次回路种类:变配电站二次回路包括:测量、保护、控制与信号回路部分。测量回路包括:计量测量与保护测量。控制回路包括:就地手动合分闸、防跳联锁、试验、互投联锁、保护跳闸以及合分闸执行部分。信号回路包括开关运行状态信号、事故跳闸信号与事故预告信号。
2)测量回路:测量回路分为电流回路与电压回路。电流回路各种设备串联于电流互感器二次侧(5A),电流互感器是将原边负荷电流统一变为5A测量电流。计量与保护分别用各自的互感器(计量用互感器精度要求高),计量测量串接于电流表以及电度表,功率表与功率因数表电流端子。保护测量串接于保护继电器的电流端子。微机保护一般将计量及保护集中于一体,分别有计量电流端子与保护电流端子。
电压测量回路,220/380V低压系统直接接220V或380V,3KV以上高压系统全部经过电压互感器将各种等级的高电压变为统一的100V电压,电压表以及电度表、功率表与功率因数表的电压线圈经其端子并接在100V电压母线上。微机保护单元计量电压与保护电压统一为一种电压端子。
3)控制回路
(1)合分闸回路:合分闸通过合分闸转换开关进行操作,常规保护为提示操作人员及事故跳闸报警需要,转换开关选用预合-合闸-合后及预分-分闸-分后的多档转换开关。以使利用不对应接线进行合分闸提示与事故跳闸报警,国家已有标准图设计。采用微机保护以后,
要进行远分合闸操作后,还要到就地进行转换开关对位操作,这就失去了远分操作的意义,所以应取消不对应接线,选用中间自复位的只有合闸与分闸的三档转换开关。
(2)防跳回路:当合闸回路出现故障时进行分闸,或短路事故未排除,又进行合闸(误操作),这时就会出现断路器反复合分闸,不仅容易引起或扩大事故,还会引起设备损坏或人身事故,所以高压开关控制回路应设计防跳。防跳一般选用电流启动,电压保持的双线圈继电器。电流线圈串接于分闸回路作为启动线圈。电压线圈接于合闸回路,作为保持线圈,当分闸时,电流线圈经分闸回路起动。如果合闸回路有故障,或处于手动合闸位置,电压线圈起启动并通过其常开接点自保持,其常闭接点马上断开合闸回路,保证断路器在分闸过程中不能马上再合闸。防跳继电器的电流回路还可以通过其常开接点将电流线圈自保持,这样可以减轻保护继电器的出口接点断开负荷,也减少了保护继电器的保持时间要求。
有些微机保护装置自己已具有防跳功能,这样就可以不再设计防跳回路。断路器操作机构选用弹簧储能时,如果选用储能后可以进行一次合闸与分闸的弹簧储能操作机构(也有用于重合闸的储能后可以进行二次合闸与分闸的弹簧储能操作机构),因为储能一般都要求10秒左右,当储能开关经常处于断开位置时,储一次能,合完之后,将储能开关再处于断开位置,可以跳一次闸;跳闸之后,要手动储能之后才能进行合闸,此时,也可以不再设计防跳回路。(3)试验与互投联锁与控制:对于手车开关柜,手车推出后要进行断路器合分闸试验,应设计合分闸试验按钮。进线与母联断路,一般应根据要求进行互投联锁或控制。
(4)保护跳闸:保护跳闸出口经过连接片接于跳闸回路,连接片用于保护调试,或运行过程中解除某些保护功能。
(5)合分闸回路:合分闸回路为经合分闸母线为操作机构提供电源,以及其控制回路,一般都应单独画出。
4)信号回路
(1)开关运行状态信号由合闸与分闸指示两个装于开关柜上的信号灯组成:经过操作转换开关不对应接线后接到正电源上。采用微机保护后,转换开关取消了不对应接线,所以信号灯正极可以直接接到正电源上。
(2)事故信号有事故跳闸与事故预告两种信号,事故跳闸报警也要通过转化开关不对应后,接到事故跳闸信号母线上,再引到中央信号系统。事故预告信号通过信号继电器接点引到中央信号系统。采用微机保护后,将断路器操作机构辅助接点与信号继电器的接点分别接到微机保护单元的开关量输入端子,需要有中央信号系统时,如果微机保护单元可以提供事故跳闸与事故预告输出接点,可将其引到中央信号系统。否则,应利用信号继电器的另一对接点引到中央信号系统。 来源:输配电设备网
(3)中央信号系统为安装于值班室内的集中报警系统,由事故跳闸与事故预告两套声光报警组成,光报警用光字牌,不用信号灯,光字牌分集中与分散两种。采用变电站综合自动化系统后,可以不再设计中央信号系统,或将其简化,只设计集中报警作为计算机报警的后备报警。
5.变配电站继电保护
1)变配电站继电保护的作用:变配电站继电保护能够在变配电站运行过程中发生故障(三相短路、两相短路、单相接地等)和出现不正常现象时(过负荷、过电压、低电压、低周波、瓦斯、超温、控制与测量回路断线等),迅速有选择性发出跳闸命令将故障切除或发出报警,从而减少故障造成的停电范围和电气设备的损坏程度,保证电力系统稳定运行。
2)变配电站继电保护的基本工作原理:变配电站继电保护是根据变配电站运行过程中发生故障时出现的电流增加、电压升高或降低、频率降低、出现瓦斯、温度升高等现象超过继电保护的整定值(给定值)或超限值后,在整定时间内,有选择的发出跳闸命令或报警信号。
根据电流值来进行选择性跳闸的为反时限,电流值越大,跳闸越快。根据时间来进行选择性跳闸的称为定时限保护,定时限在故障电流超过整定值后,经过时间定值给定的时间后才出现跳闸命令。瓦斯与温度等为非电量保护。 来源:tede
可靠系数为一个经验数据,计算继电器保护动作值时,要将计算结果再乘以可靠系数,以保证继电保护动作的准确与可靠,其范围为1.3~1.5。
发生故障时的最小值与保护的动作值之比为继电保护的灵敏系数,一般为1.2~2,应根据设计规范要进行选择。
3)变配电站继电保护按保护性质分类
(1)电流速断保护:故障电流超过保护整定值无时限(整定时间为零),立即发出跳闸命令。
(2)电流延时速断保护:故障电流超过速断保护整定值时,带一定延时后发出跳闸命令。
(3)过电流保护:故障电流超过过流保护整定值,故障出现时间超过保护整定时间后发出跳闸命令。
(4)过电压保护:故障电压超过保护整定值时,发出跳闸命令或过电压信号。
(5)低电压保护:故障电压低于保护整定值时,发出跳闸命令或低电压信号。
(6)低周波减载:当电网频率低于整定值时,有选择性跳开规定好的不重要负荷。
(7)单相接地保护:当一相发生接地后对于接地系统,发出跳闸命令,对于中性点不接地系统,发出接地报警信号。
(8)差动保护:当流过变压器、中性点线路或电动机绕组,线路两端电流之差变化超过整定值时,发出跳闸命令称为纵差动保护,两条并列运行的线路或两个绕组之间电流差变化超过整定值时,发出跳闸命令称横差动保护。 来源:http://www.tede.cn
(9)距离保护:根据故障点到保护安装处的距离(阻抗)发出跳闸命令称为距离保护。
(10)方向保护:根据故障电流的方向,有选择性的发出跳闸命令称为方向保护。
(11)高频保护:利用弱电高频信号传递故障信号来进行选择性跳闸的保护称为高频保护。
(12)过负荷:运行电流超过过负荷整定值(一般按最大负荷或设备额定功率来整定)时,发出过负荷信号。
(13)瓦斯保护:对于油浸变压器,当变压器内部发生匝间短路出现电气火花,变压器油被击穿出现瓦斯气体冲击安装在油枕通道管中的瓦斯继电器,故障严重,瓦斯气体多,冲击力大,重瓦斯动作于跳闸,故障不严重,瓦斯气体少,冲击力小,轻瓦斯动作于信号。
(14)温度保护:变压器、电动机或发电机过负荷或内部短路故障,出现设备本体温度升高,超过整定值发出跳闸命令或超温报警信号。
(15)主保护:满足电力系统稳定和设备安全要求,出现故障后能以最快速度有选择性的切除被保护设备或线路的保护。
(16)后备保护:主保护或断路器拒动时,用来切除除故障的保护。主保护拒动,本电力系统或线路的另一套保护发出跳闸命令的为近后备保护。当主保护或断路器拒动由相邻(上一级)电力设备或线路的保护来切除故障的后备保护为远后备保护。 来源:http://
(17)辅助保护:为补充主保护和后备保护的性能,或当主保护和后备保护检修退出时而增加的简单保护。
(18)互感器二次线路断线报警:电流互感器或电压互感器二次侧断线会引起保护误动作,所以在其发生断线后应发出断线信号。
(19)跳闸回路断线:断路器跳闸回路断线后,继电保护发出跳闸命令断路器也不能跳开,所以跳闸回路断线时应发出报警信号。
(20)自动重合闸:对于一些瞬时性故障(雷击、架空线闪路等)故障迅速切除后,不会发生永久性故障,此时再进行合闸,可以继续保证供电。继电保护发出跳闸命令断路器跳开后马上再发出合闸命令,称为重合闸。
重合闸一次后不允许再重合的称为一次重合闸,允许再重合一次的称为二次重合闸(一般很少使用)。有了重合闸功能之后,在发生故障后,继电保护先不考虑保护整定时间,马
上进行跳闸,跳闸后,再进行重合闸,重合后故障不能切除,然后再根据继电保护整定时间进行跳闸,此种重合闸为前加速重合闸。
发生事故后继电保护先根据保护整定时间进行保护跳闸,然后进行重合闸,重合闸不成功无延时迅速发出跳闸命令,此种重合闸称为后加速重合闸。
(21)备用电源互投:两路或多路电源进线供电时,当一路断电,其供电负荷可由其它电源供电,也就是要进行电源切换,人工进行切换的称为手动互投。自动进行切换的称为自动互投。互投有利用母联断路器进行互投的(用于多路电源进行同时运行)和进线电源互投(一路电源为主供,其它路电源为热备用)等多种形式。对于不允供电电源并列运行的还应加互投闭锁。
(22)同期并列与解列:对于多电源供电的变电站或发电厂要联网或上网时必须满足同期并列条件后才能并网或上网,并网或上网有手动与自动两种。
4)变电站继电保护按被保护对象分类
(1)发电机保护: 发电机保护有定子绕组相间短路,定子绕组接地,定子绕组匝间短路,发电机外部短路,对称过负荷,定子绕组过电压,励磁回路一点及两点接地,失磁故障等。出口方式为停机,解列,缩小故障影响范围和发出信号。
(2)电力变压器保护: 电力变压器保护有绕组及其引出线相间短路,中性点直接接地侧单相短路,绕组匝间短路,外部短路引起的过电流,中性点直接接地电力网中外部接地短路引起的过电流及中性点过电压、过负荷,油面降低,变压器温度升高,油箱压力升高或冷却系统故障。 来源:tede
(3)线路保护: 线路保护根据电压等级不同,电网中性点接地方式不同,输电线路以及电缆或架空线长度不同,分别有:相间短路、单相接地短路、单相接地、过负荷等。
(4)母线保护:发电厂和重要变电所的母线应装设专用母线保护。
(5)电力电容器保护:电力电容器有电容器内部故障及其引出线短路,电容器组和断路器之间连接线短路,电容器组中某一故障电容切除后引起的过电压、电容器组过电压,所连接的母线失压。
(6)高压电动机保护:高压电动机有定子绕组相间短路、定子绕组单相接地、定子绕组过负荷、定子绕组低电压、同步电动机失步、同步电动机失磁、同步电动机出现非同步冲击电流。
6.微机保护装置
1)微机保护的优点
(1)可靠性高:一种微机保护单元可以完成多种保护与监测功能。代替了多种保护继电器和测量仪表,简化了开关柜与控制屏的接线,从而减少了相关设备的故障环节,提高了可靠性。微机保护单元采用高集成度的芯片,软件有自动检测与自动纠错功能,也有提高了保护的可靠性。
(2)精度高,速度快,功能多。测量部分数字化大大提高其精度。CPU速度提高可以使各种事件以m s来计时,软件功能的提高可以通过各种复杂的算法完成多种保护功能。
(3)灵活性大,通过软件可以很方便的改变保护与控制特性,利用逻辑判断实现各种
互锁,一种类型硬件利用不同软件,可构成不同类型的保护。 来源:www.tede.cn
(4)维护调试方便,硬件种类少,线路统一,外部接线简单,大大减少了维护工作量,保护调试与整定利用输入按键或上方计算机下传来进行,调试简单方便。
(5)经济性好,性能价格比高,由于微机保护的多功能性,使变配电站测量、控制与保护部分的综合造价降低。高可靠性与高速度,可以减少停电时间,节省人力,提高了经济效益。
2)微机保护装置的特点:微机保护装置除了具有上述微机保护的优点之外,与同类产品比较具有以下特点:
(1) 品种齐全:微机保护装置,品种特别齐全,可以满足各种类型变配电站的各种设备的各种保护要求,这就给变配电站设计及计算机联网提供了很大方便。
(2)硬件采用最新的芯片提高了技术上的先进性,CPU采用80C196KB,测量为14位A/D转换,模拟量输入回路多达24路,采到的数据用DSP信号处理芯片进行处理,利用高速傅氏变换,得到基波到8次的谐波,特殊的软件自动校正,确保了测量的高精度。利用双口RAM与CPU变换数据,就构成一个多CPU系统,通信采用CAN总线。具有通信速率高(可达100MHZ,一般运行在80或60MHZ)抗干扰能力强等特点。通过键盘与液晶显示单元可以方便的进行现场观察与各种保护方式与保护参数的设定。
(3)硬件设计在供电电源,模拟量输入,开关量输入与输出,通信接口等采用了特殊的隔离与抗干扰措施,抗干扰能力强,除集中组屏外,可以直接安装于开关柜上。
(4)软件功能丰富,除完成各种测量与保护功能外,通过与上位处理计算机配合,可以完成故障录波(1秒高速故障记录与9秒故障动态记录),谐波分析与小电流接地选线等功能。
(5)可选用RS232和CAN通信方式,支持多种远动传输规约,方便与各种计算机管理系统联网。
(6)采用宽温带背景240×128大屏幕LCD液晶显示器,操作方便、显示美观。
(7)集成度高、体积小、重量轻,便于集中组屏安装和分散安装于开关柜上。
3)微机保护装置的使用范围
(1)中小型发电厂及其升压变电站。
(2)110 kV /35 kV /10 kV区域变电站。
(3)城市10 kV电网10 kV开闭所
(4)用户110 kV /10kV或35kV /10kV总降压站。
(5)用户10kV变配电站
4)微机保护装置的种类
(1)微机保护装置共有四大类。
(2)线路保护装置 : 微机线路保护装置 ; 微机电容保护装置;微机方向线路保护装置;微机零序距离线路保护装置;微机横差电流方向线路保护装置
(3)主设备保护装置: 微机双绕组变压器差动保护装置 ; 微机三绕组变压器差动保护装置;微机变压器后备保护装置 ; 微机发电机差动保护装置;微机发电机后备保护装置; 微机发电机后备保护装置 ; 微机电动机差动保护装置 ; 微机电动机保护装置; 微机厂(站)用变保护装置 来源:www.tede.cn
(4)测控装置:微机遥测遥控装置;微机遥信遥控装置;微机遥调装置;微机自动准同期装置;微机备自投装置;微机PT切换装置;微机脉冲电度测量装置;微机多功能变送测量装置;微机解列装置
(5)管理装置单元: 通信单元 管理单元 双机管理单元
5)微机保护装置功能: 微机保护装置的通用技术要求和指标(工作环境、电源、技术参数、装置结构)以及主要功能(保护性能指标、主要保护功能、保护原理、定值与参数设定,以及外部接线端子与二次图)详见相关产品说明书。
7. 220/380V低压配电系统微机监控系统
1)220/380V低压配电系统特点
(1)应用范围广,现在工业与民用用电除矿井、医疗、危险品库等外,均为220/380V,所以应用范围非常广泛。
(2)低压配电系统一般均为TN—S,或TN—C—S系统。TN—C系统为三个相线(A、
B、C)与一个中性线(N),N线在变压器中性点接地或在建筑物进户处重复接地。输电线为四根线,电缆为四芯,没有保护地线(PE),少一根线。设备外壳,金属导电部分保护接地接在中性线(N)上,称为接零系统,接零系统安全性较差,对电子设备干扰大,设计规范已规定不再采用。 来源:http www.tede.cn
TN—S系统为三个相线,一个中性线(N)与一个保护地线(PE)。N线与PE线在变压器中性点集中接地或在建筑物进户线处重复接地。输电线为五根,电缆为五芯。中性线(N)与保护地线(PE)在接地点处连接在一起后,再不能有任何连接,因此中性线(N)也必须用绝缘线。中性线(N)引出后如果不用绝缘对地绝缘,或引出后又与保护地线有连接,虽然用了五根线,也为TN—C系统,这一点应特别引起注意。TN—S或TN—C—S系统安全性好,对电子设备干扰小,可以共用接地线(CPE),,采用等电位连接后安全性更好,干扰更小。所以设计规范规定除特殊场所外,均采用TN—S或TN—C—S系统。
(3)220/380V低压配电系统的保护现在仍采用低压断路器或熔断器。所以220/380V只有监控没有保护。监控包括电流、电压、电度、频率、功率、功率因数、温度等测量(遥测),开关运行状态,事故跳闸,报警与事故预告(过负荷、超温等)报警(遥信)与电动开关远方合分闸操作(遥控)等三个内容(简称三遥),而没有保护。
(4)220/380V低压配电系统一次回路一般均为单母线或单母线分段,两台以上变压器均为单母线分段,有几台变压器就分几段,这是因为用户变电站变压器一般不采用并列运行,这是为了减小短路电流,降低短路容量,否则,低压断路器的断开容量就要加大。
(5)220/380V低压配电系统进线、母联、大负荷出线与低压联络线因容量较大,一般一路(1个断路器)占用一个低压柜。根据供电负荷电流大小不同,一个低压开关柜内有两路出线(安装两个断路器),四路出线(安装四个断路器),以及五、六、八与十路出线,
不象高压配电系统一个断路器占用一个开关柜。因此低压监控单元就要有用于一路、两路或多路之分,设计时要根据每个低压开关的出线回路数与低压监控单元的规格来进行设计。
(6)低压断路器除手动操作外,还可以选用电动操作。大容量低压断路器一般均有手动与电动操作,设计时应选用带遥控的低压监控单元,小容量低压断路器,设计时,大多数都选用只有手动操作的断路器,这样低压监控单元的遥控出口就可以不接线,或选用不带遥控的低压监控单元。
2)220/380V低压配电系统微机监控系统的设计
(1)220/380V低压配电系统微机监控系统首先根据一次系统及用户要求进行遥测、遥信及遥控设计。
(2)测量回路设计
A: 测量部分的二次接线与高压一样,电流回路串联于电压互感器二次回路,电压回路并联于电压测量回路。由于220/380V低压配电系统没有电压互感器,电压测量可以直接接到220/380V母线上,和电度表电压回路一样一般可以不加熔断器保护,但柜内接线应尽量短,有条件时最好加熔断器保护,以便于检修。
来源:tede
B: 电度测量可选用自带电源有脉冲输出的脉冲电度表,对于有计算功率与电度功能的低压监控单元,只作为内部计费时,可以不再选用脉冲电度表。
C :选用有显示功能的低压监控单元,可以不再设计电流、电压表,选用不带显示功
能的低压监控单元时还应设计电流或电压表,不应两种都设计。
(3)信号回路设计:设计时,低压断路器要增加一对常开接点接到低压监控单元开关状态输入端子上。有事故跳闸报警输出接点的,再将其接到低压监控单元事故预告端子上。
(4)遥控回路设计:低压监控系统的遥控设计比较简单,电动操作的低压断路器都有一对合分闸按钮,只要将低压监控单元合分闸输出端子分别并在合分闸按钮上即可,必要时,可设计一个就地与遥控操作转换开关,防止就地检修开关时,遥控操作引起事故。
(5)供电电源与通信电缆设计:低压监控单元电源为交流220V供电,耗电量一般只有几瓦,设计时将其电源由端子上引到一个220V/5A两极低压断路器上,再引到开关柜端子上,然后统一用KVV—3×1.0电缆集中引到低压柜一路小容量出线上。需要时可加一个UPS电源。 来源:www.tede
通信电缆一般距离不超过200米可选用KVV—3×1.0普通屏蔽控制电缆,超过200米时应选用屏蔽双绞线(最好选带护套型)或计算机用通信电缆。
8.变配电站综合自动化系统
1)系统组成:高压采用微机保护,低压采用监控单元,再用通信电缆将其与计算机联网之后就可以组成一个现代化变配电站管理系统——变配电站综合自动化系统。
2)变配电站综合自动化系统设计内容
A:高压微机保护单元(组屏或安装在开关柜上)选型及二次图设计。
B:低压微机监控单元(安装在开关柜上)选型及二次图设计。
C:管理计算机(放在值班室,无人值班时可放在动力调度室)选型。
D:模拟盘(放在值班室或调度室)设计。
E:上位机(与工厂计算机或电力部门调度联网)联网方案设计。
F通信电缆设计(包括管理计算机与上位机)。
3)管理计算机:管理计算机可根据系统要求进行配置。
4)模拟盘:用户要求有模拟盘时,可以设计模拟盘,小系统可以用挂墙式,大系统用落地式,模拟盘尺寸根据供电系统一次图及值班室面积来决定。模拟盘采用专用控制单元,将其通信电缆引到管理计算机处。模拟盘还需要一路交流220V电源,容量只有几十瓦,设计时应与管理计算机电源一起考虑。
5)变配电站综合自动化系统主要功能: 变配电站综合自动化系统的管理计算机通过通信电缆与安装在现场的所有微机保护与监控单元进行信息交换。管理计算机可以向下发送遥控操作命令与有关参数修改,随时接受微机保护与监控单元传上来的遥测、遥信与事故信息。管理计算机就可通过对信息的处理,进行存盘保存,通过记录打印与画面显示,还可以对系统的运行情况进行分析,通过遥信可以随时发现与处理事故,减少事故停电时间,通过遥控可以合理调配负荷,实现优化运行,从而为实现现代化管理提供了必须的条件。
管理计算机软件要标准化,操作要简单方便,人机界面好,组态方便,用户使用与二次开发简单,容易掌握。
电流互感器的作用
来源:电力123 时间:2007-08-27 字体:[ 大 中 小 ] 投稿
电流互感器把大电流按一定比例变为小电流,提供各种仪表使用和继电保护用的电流,并将二次系统与高电压隔离。它不仅保证了人身和设备的安全,也使仪表和继电器的制造简单化、标准化,提高了经济效益。
电流互感器的接线方式,有使用两个电流互感器两相V形接线和两相电流差接线;有使用三个电流互感器的三相Y形接线、三相Δ形接线和零序接线。
电压互感器出现以下现象须立即停止运行:
(1)高压侧熔断路接连熔断二、三次。
(2)引线端子松动过热
(3)内部出现放电异音或噪声
(4)见到放电,有闪络危险。
(5)发出臭味,或冒烟
(6)溢油
电流互感器长时间过负荷运行,会使误差增大,表计指示不正确。另外,由于一、二次
电流增大,会使铁芯和绕组过热,绝缘老化快,甚至损坏电流互感器。 来源:http://
电压互感器二次回路经常发生的故障包括:熔断器熔断,隔离开关辅助接点接触不良,二次接线松动等。故障的结果是使继电保护装置的电压降低或消失,对于反映电压降低的保护继电器和反映电压、电流相位关系的保护装置,譬如方向保护、阻抗继电器等可能会造成误动和拒动。
因为110kV及以上电压互感器的结构采用单相串级式,绝缘强度大,还因为110kV系统为中性点直接接地系统,电压互感器的各相不可能长期承受线电压运行,所以在一次侧不装设熔断器。
继电保护的基本任务和基本要求
来源:中国电站集控运行网 时间:2007-08-29 字体:[ 大 中 小 ] 投稿
在电力系统发生故障时,利用一些电气自动装置将故障部分从电力系统中迅速切除,或者当系统发生异常运行时,及时发出信号通知运行人员,把事故缩小到最小范围,正常运行时当电源突然中断,可以通过继电保护装置和自动装置迅速将备用电源投入,以保证安全运行的目的。
基本要求:
1)快速性:要求继电保护装置的动作时间尽量要快,以提高系统的并列运行的稳定性,减轻故障设备的损坏,加速非故障设备恢复正常运行。
2)选择性:要求继电器当系统发生故障时,应该有选择性的跳开距故障点最近的开关或断路器,有选择性的将故障部分切除,使停电范围尽量缩小,以保证非故障部分继续运行。
3)可靠性:要求继电器保护装置随时保证完整\\灵活状态,不应发生误动或拒动,继电器接线要求简单,回路接点尽量简练。
4)灵敏性:要求继电器保护装置应在其保护范围内发生故障时,应灵敏的动作,即继电器保护装置对保护设备可能发生的故障和不正常运行方式应灵敏地反映到保护装置上去。 来源:www.tede
互感器的功能与工作原理
来源:输配电设备网 时间:2007-08-30 字体:[ 大 中 小 ] 投稿
互感器是按比例变换电压或电流的设备。互感器的功能是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压(100V)或标准小电流(5A或10A,均指额定值),以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。互感器还可用来隔开高电压系统,以保证人身和设备的安全。分为电压互感器和电流互感器两大类。
电压互感器按原理分为电磁感应式和电容分压式两类。前者多用于220千伏(kV)及以下各种电压等级;后者则一般用于110kV以上的电力系统,在330~765kV超高压电力系统中应用较多。按用途,电压互感器又分为测量用和保护用两类。①电磁感应式电压互感器。工作原理与变压器相同。基本结构也是铁芯和原、副绕组。特点是容量很小且比较恒定,正常运行时接近于空载状态。电压互感器本身阻抗很小,一旦副边发生短路,电流将急剧增加而烧毁线圈。为此,电压互感器原边接有熔断器,副边接地,以免原、副边绝缘损坏时,
副边出现对地高电位而造成事故。电磁感应式电压互感器的等值电路与变压器的等值电路相同。②电容分压式电压互感器。在电容分压器的基础上制成。电容式电压互感器多与电力系统载波通信的耦合电容器合用,以简化系统,降低造价。此时,它还需满足通信运行上的要求。 来源:http://www.tede.cn
电流互感器工作原理、等值电路与一般变压器相同,只是其原边绕组串联在被测电路中,且匝数很少;副边绕组接电流表、继电器电流线圈等低阻抗负载,近似短路。原边电流(即被测电流)和副边电流取决于被测线路的负载,与电流互感器副边负载无关。电流互感器运行时,副边不允许开路。因为在这种情况下,原边电流均成为励磁电流,将导致磁通和副边电压大大超过正常值而危及人身及设备安全。因此,电流互感器副边回路中不允许接熔断器,也不允许在运行时未经旁路就拆卸电流表及继电器等设备。
互感器的作用
来源:输配电设备网 时间:2007-08-31 字体:[ 大 中 小 ] 投稿
电力系统用互感器是将电网高电压、大电流的信息传递到低电压、小电流二次侧的 计量、测量仪表及继电保护、自动装置的一种特殊变压器,是一次系统和二次系统的联络元件,其一次绕组接入电网,二次绕组分别与测量仪表、保护装置等互相连接。互感器与测量仪表和计量装置配合,可以测量一次系统的电压、电流和电能;与继电保护和自动装置配合,可以构成对电网各种故障的电气保护和自动控制。互感器性能的好坏, 直接影响到电力系统测量、计量的准确性和继电保护装置动作的可靠性。 来源:tede
互感器分为电压互感器和电流互感器两大类,其主要作用有:
(1)将一次系统的电压、电流信息准确地传递到二次侧相关设备;
(2)将一次系统的高电压、大电流变换为二次侧的低电压(标准值、小电流(标准值、,使测量、计量仪表和继电器等装置标准化、小型化,并降低了对二次设备的绝缘要求;将二次侧设备以及二次系统与一次系统高压设备在电气方面很好地隔离,从而保证了二次设备和人身的安全。
电压互感器在正常运行中,二次负载阻抗很大,电压互感器是恒压源,内阻抗很小,容量很小,一次绕组导线很细,当互感器二次发生短路时,一次电流很大,若二次熔丝选择不当,保险丝不能熔断时,电压互感器极易被烧坏。
电压互感器和电流互感器的二次侧接地属于保护接地。因为一、二次侧绝缘如果损坏,一次侧高压串到二次侧,就会威胁人身和设备的安全,所以二次侧必须接地。
以10kV电压互感器为例,一次侧熔断器熔丝的额定电流是0.5A。采用石英砂填充的熔断器具有较好的灭弧性能和较大的断流容量,同时具有限制短路电流的作用。而普通熔丝则不能满足断流容量要求
因为110kV及以上电压互感器的结构采用单相串级式,绝缘强度大,还因为110kV系统为中性点直接接地系统,电压互感器的各相不可能长期承受线电压运行,所以在一次侧不装设熔断器。
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串联电抗器的作用及选择
来源:中国互感器网 时间:2007-09-28 字体:[ 大 中 小 ] 投稿
1 前言
随着电力电子技术的广泛应用与发展,供电系统中增加了大量的非线性负载,如低压小容量家用电器和高压大容量的工业用交、直流变换装置,特别是静止变流器的采用,由于它是以开关方式工作的,会引起电网电流、电压波形发生畸变,从而引起电网的谐波“污染”。产生电网谐波“污染”的另一个重要原因是电网接有冲击性、波动性负荷,如电弧炉、大型轧钢机、电力机车等,它们在运行中不仅会产生大量的高次谐波,而且会使电压波动、闪变、三相不平衡日趋严重。这不仅会导致供用电设备本身的安全性降低,而且会严重削弱和干扰电网的经济运行,形成了对电网的“公害”。
电能质量的综合治理应遵循谁污染谁治理,多层治理、分级协调的原则。在地区的配电和变电系统中,选择主要电能质量污染源和对电能质量敏感的负荷中心设立电能质量控制枢纽点,在这些点进行在线电能质量监测、采取相应的电能质量改善措施显得格外重要。
在并联电容器装置接入母线处的谐波“污染”暂未得到根本整治之前,如果不采取必要的措施,将会产生一定的谐波放大。在并联电容器的回路中串联电抗器是非常有效和可行的方法。串联电抗器的主要作用是抑制高次谐波和限制合闸涌流[1],防止谐波对电容器造成危害,避免电容器装置的接入对电网谐波的过度放大和谐振发生。但是串联电抗器绝不能与电容器组任意组合,更不能不考虑电容器组接入母线处的谐波背景。文章着重就串联电抗器抑制谐波的作用展开分析,并提出电抗率的选择方法。
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2 电抗器选择不当的后果
2.1 基本情况介绍
某110kV变电所新装两组容量2400kvar的电容器组,由生产厂家提供成套无功补偿装置,其中配置了电抗率为6%的串联电抗器,容量为144kvar。电容器组投入运行之后,经过实测发现,该110kV变电所的10kV母线的电压总畸变率达到4.33%,超过公用电网谐波电压(相电压)4%的限值[2],其中3次谐波的畸变率达到3.77%,超过公用电网谐波电压(相电压)3.2%的限值[2]。
经过仔细了解和分析,发现该110kV变电所的10kV系统存在大量的非线性负载。即使在电容器组不投入运行的情况下,10kV母线的电压总畸变率也高达4.01%,其中3次谐波的畸变率高达3.48%。在如此谐波背景下,2400kvar电容器组配置电抗率为6%的串联电抗器是否适合?现计算分析如下。
2.2 电抗率的选择分析
(1)电容器装置侧有谐波源时的电路模型及参数
在同一条母线上有非线性负荷形成的谐波电流源时(略去电阻),并联电容器装置的简化模型如图1所示[3]。 来源:tede.cn
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谐波电流和并联谐波阻抗为 来源:www.tede.cn
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式中 n为谐波次数;
n为谐波源的第n次谐波电流;XS为系统等值基波短路电抗;XC为电容器组基波容抗;XL为串联电抗器基波电抗。
由于谐波源为电流源,谐波电压放大率与谐波电流放大率相等,故由式⑴整理推导可得谐波电压放大率 来源:www.tede.cn
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当式(2)谐波阻抗的分子的数值等于零时,即从谐波源看入的阻抗为零,表示电容器装置与电网在第n次谐波发生串联谐振,可得电容支路的串联谐振点 来源:输配电设备网
当式(2)谐波阻抗的分母的数值等于零时,即从谐波源看入的阻抗为∞,表示电容器装置与电网在第n次谐波发生并联谐振,并可推导出电容器装置的谐振容量QCX [4]为
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系统及元件的参数如表1所示。
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(2)避免谐振分析
计算电抗率选择6%时,发生3次、5次谐波谐振的电容器容量,将有关参数代入式(5),得3次、5次谐波谐振电容器容量分别为 来源:www.tede.cn
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由此可见, 2400 kvar的电容器组配置电抗率为6%的串联电抗器不会发生3次、5次谐波并联谐振或接近于谐振。
(3)限制涌流分析
计算电抗率选择6%后,同一电抗率的电容器单组或追加投入时,能否有效抑制涌流,文献[4]中所提供的 来源:www.tede.cn
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涌流峰值的标幺值(以投入的电容器组额定电流的峰值为基准值);Q为电容器组的总容量,Mvar;Q 0为正在投入的电容器组的总容量,Mvar;Q ¢为所有原来已经运行的电容器组的总容量,Mvar;b为电源影响系数。
已知两套电容器装置均为单组投切
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由此可见,2400 kvar的电容器组配置电抗率为6%的串联电抗器,另外一组电抗率为6%的电容器单组或追加投入时,涌流能够得到有效限制。
(4)谐波电压放大率分析
计算电抗率选择6%时,将有关参数代入式(3),经过计算,电容器组对1~7次谐波电压放大率FVN 结果如表2所示。
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由计算结果可以看出,选择6%的串联电抗器对3次谐波电压放大率FVN为1.21,对5次谐波电压放大率FVN为0.69。经过与现场谐波实测数据比较发现:3次谐波电压放大率FVN与以上理论计算值基本一致,但5次谐波电压放大率FVN的误差较大。文献[5]认为:简化的电路模型对于3次谐波电压放大率FVN的计算有工程价值,但对5次谐波电压放大率FVN的计算无工程价值。2400 kvar的电容器组配置电抗率为6%的串联电抗器,产生了3次谐波放大,且超过公用电网谐波电压(相电压)3.2%的限值。因此可以判断在如此谐波背景下,2400kvar的电容器组配置电抗率为6%的串联电抗器是不恰当的。
(5)电抗率的合理选择
要做到合理地选择电抗率必须了解该电容器接入母线处的背景谐波,根据实测结果对症下药。并联电容器的串联电抗器,IEC标准按照其作用分为阻尼电抗器和调谐电抗器。阻尼电抗器的作用是限制并联电容器组的合闸涌流,其电抗率可选择得比较小,一般为0.1%~1%;调谐电抗器的作用是抑制谐波。当电网中存在的谐波不可忽视时,则应考虑使用调谐电抗器,其电抗率可选择得比较大,用以调节并联电路的参数,使电容支路对于各次有威胁
性谐波的最低次谐波阻抗成为感性,据式(4)可得K值
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即对于谐波次数最低为5次的,K>4%;对于谐波次数最低为3次的,K>11.1%。
如果该变电所的2400 kvar电容器组的电抗率分别按照0.1%、1%、4.5%、12%配置,试将有关参数代入式(3),经过计算,1~7次谐波电压放大率FVN的结果如表3所示。
来源:输配电设备网
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由计算结果可以看出,选择12%的串联电抗器对3次谐波电压放大率FVN仅为0.50。因此电抗率按照12%配置是值得进一步验算的。
经过进一步验算(谐振分析、限制涌流分析因篇幅所限略),选择12%的串联电抗器不会发生3次、5次谐波并联谐振或接近于谐振,同时另外一组电抗率为12%的电容器单组或追加投入时,涌流能够得到有效限制。
(6)电抗率选择的进一步分析
值得一提的是我国的电网普遍存在3次谐波,故不同电抗率所对应的3次谐波谐振电容器容量QCX3应该引起足够的重视。
由式(5)计算可得,分别选择4.5%、6%和12%的串联电抗器后,3次谐波谐振电容器
容量分别为 来源:http://
即当串联电抗率选4.5%,电容器的容量达到或接近电容器装置接入母线的短路容量的6.6%时,就会发生3次谐波并联谐振或接近于谐振;当串联电抗率选6%,电容器的容量达到或接近电容器装置接入母线的短路容量的5.1%时,也会发生3次谐波并联谐振或接近于谐振;当串联电抗率选12%,一般不会发生3次谐波并联谐振。
一般情况下,110kV变电所装设的电容器的容量较小(0.05S d ~0.06 S d),不会发生3次谐波并联谐振或接近于谐振,但会引起3次谐波的放大;而220kV变电所装设的电容器的容量较大,完全有可能发生3次谐波并联谐振或接近于谐振,因此务必引起设计人员的高度重视。
3 串联电抗器的选择
3.1 串联电抗器额定端电压
串联电抗器的额定端电压与串联电抗率、电容器的额定电压有关。该额定端电压等于电容器的额定电压乘以电抗率(一相中仅一个串联段时),10kV串联电抗器的额定端电压的选择见表4。 来源:www.tede.cn
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3.2 串联电抗器额定容量
串联电抗器额定容量等于电容器的额定容量乘以电抗率(单相和三相均可按此简便计算)。由此可见,串联电抗器额定端电压、额定容量均与电容器的额定电压、额定容量及电
抗率有关。电容器的额定电压、额定容量本文不作详细分析,下面着重分析串联电抗率的选择。
3.3 电抗率选择的一般原则
(1)电容器装置接入处的背景谐波为3次
根据文献[4],当接入电网处的背景谐波为3次及以上时,一般为12%;也可采用4.5%~6%与12%两种电抗率。设计规范说的较含糊,实际较难执行。笔者认为,上述情况应区别对待:
1)3次谐波含量较小,可选择0.1%~1%的串联电抗器,但应验算电容器装置投入后3次谐波放大是否超过或接近国标限值,并且有一定的裕度。
2)3次谐波含量较大,已经超过或接近国标限值,选择12%或12%与4.5%~6%的串联电抗器混合装设。
(2)电容器装置接入处的背景谐波为3次、5次
1)3次谐波含量很小, 5次谐波含量较大(包括已经超过或接近国标限值),选择4.5%~6%的串联电抗器,忌用0.1%~1%的串联电抗器。
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2)3次谐波含量略大, 5次谐波含量较小,选择0.1%~1%的串联电抗器,但应验算电容器装置投入后3次谐波放大是否超过或接近国标限值,并且有一定的裕度。
3)3次谐波含量较大,已经超过或接近国标限值,选择12%或12%与4.5%~6%的串联电抗器混合装设。
(3)电容器装置接入处的背景谐波为5次及以上
1)5次谐波含量较小,应选择4.5%~6%的串联电抗器。
2)5次谐波含量较大,应选择4.5%的串联电抗器。
(4)对于采用0.1%~1%的串联电抗器,要防止对5次、7次谐波的严重放大或谐振;对于采用4.5%~6%的串联电抗器,要防止对3次谐波的严重放大或谐振。
4 几点建议
(1)新建变电所的电容器装置中串联电抗器的选择必须慎重,不能与电容器任意组合,更不能不考虑电容器装置接入处的谐波背景。
2)对于已经投运的电容器装置,其串联电抗器选择是否合理需进一步验算,并组织现场实测,了解电网谐波背景的变化。对于电抗率选择合理的电容器装置不得随意增大或减小电容器组的容量;对于电抗率选择不合理的电容器装置必须更换匹配的串联电抗器。
(3)电能质量的综合治理是系统工程,在并联电容器回路中串联电抗器仅是抑制谐波的治标之举,要真正做到标本兼治必须遵循谁污染谁治理、多层治理分级协调的原则
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