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        電力系統(tǒng)幾個(gè)常見基礎(chǔ)知識(shí)問答

        2016年6月30日() 來源:土木工程網(wǎng) 作者:佚名 閱讀:

          1、 常見的母線接線方式

          1)單母線接線:?jiǎn)文妇接線具有簡(jiǎn)單清晰、設(shè)備少、投資小、運(yùn)行操作方便且有利于擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn),但可靠性和靈活性較差。當(dāng)母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或檢修時(shí),必須斷開母線的全部電源。

          2)雙母線接線:雙母線接線具有供電可靠,檢修方便,調(diào)度靈活或便于擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)。但這種接線所用設(shè)備多(特別是隔離開關(guān)),配電裝置復(fù)雜,經(jīng)濟(jì)性較差;在運(yùn)行中隔離開關(guān)作為操作電器,容易發(fā)生誤操作,且對(duì)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化不便;尤其當(dāng)母線系統(tǒng)故障時(shí),須短時(shí)切除較多電源和線路,這對(duì)特別重要的大型發(fā)電廠和變電所是不允許的。

          3)母線加旁路:其供電可靠性高,運(yùn)行靈活方便,但投資有所增加,經(jīng)濟(jì)性稍差。特別是用旁路斷路器帶路時(shí),操作復(fù)雜,增加了誤操作的機(jī)會(huì)。同時(shí),由于加裝旁路斷路器,使相應(yīng)的保護(hù)及自動(dòng)化系統(tǒng)復(fù)雜化。

          4)3/2 及 4/3 接線:具有較高的供電可靠性和運(yùn)行靈活性。任一母線故障或檢修,均不致停電;除聯(lián)絡(luò)斷路器故障時(shí)與其相連的兩回線路短時(shí)停電外,其它任何斷路器故障或檢修都不會(huì)中斷供電;甚至兩組母線同時(shí)故障(或一組檢修時(shí)另一組故障)的極端情況下,功率仍能繼續(xù)輸送。但此接線使用設(shè)備較多,特別是斷路器和電流互感器,投資較大,二次控制接線和繼電保護(hù)都比較復(fù)雜。

          5)母線-變壓器-發(fā)電機(jī)組單元接線:它具有接線簡(jiǎn)單,開關(guān)設(shè)備少,操作簡(jiǎn)便,宜于擴(kuò)建,以及因?yàn)椴辉O(shè)發(fā)電機(jī)出口電壓母線,發(fā)電機(jī)和主變壓器低壓側(cè)短路電流有所減小等特點(diǎn)。

          2、 穩(wěn)定的具體含義

          (1)電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到小干擾后不發(fā)生非周期性失步,自動(dòng)恢復(fù)到起始運(yùn)行狀態(tài)。

          (2)電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定是指系統(tǒng)在某種運(yùn)行方式下突然受到大的擾動(dòng)后,經(jīng)過一個(gè)機(jī)電暫態(tài)過程達(dá)到新的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)或回到原來的穩(wěn)定狀態(tài)。

         。3)電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到干擾后不發(fā)生振幅不斷增大的振蕩而失步。主要有:電力系統(tǒng)的低頻振蕩、機(jī)電耦合的次同步振蕩、同步電機(jī)的自激等。

         。4)電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)維持負(fù)荷電壓于某一規(guī)定的運(yùn)行極限之內(nèi)的能力。它與電力系統(tǒng)中的電源配置、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及運(yùn)行方式、負(fù)荷特性等因素有關(guān)。當(dāng)發(fā)生電壓不穩(wěn)定時(shí),將導(dǎo)致電壓崩潰,造成大面積停電。

         。5)頻率穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)維持系統(tǒng)頻率與某一規(guī)定的運(yùn)行極限內(nèi)的能力。當(dāng)頻率低于某一臨界頻率,電源與負(fù)荷的平衡將遭到徹底破壞,一些機(jī)組相繼退出運(yùn)行,造成大面積停電,也就是頻率崩潰。

          3、 變壓器中性點(diǎn)接地方式的安排

          變壓器中性點(diǎn)接地方式的安排應(yīng)盡量保持變電所的零序阻抗基本不變。遇到因變壓器檢修等原因使變電所的零序阻抗有較大變化的特殊運(yùn)行方式時(shí),應(yīng)根據(jù)規(guī)程規(guī)定或?qū)嶋H情況臨時(shí)處理。

          1)變電所只有一臺(tái)變壓器,則中性點(diǎn)應(yīng)直接接地,計(jì)算正常保護(hù)定值時(shí),可只考慮變壓器中性點(diǎn)接地的正常運(yùn)行方式。當(dāng)變壓器檢修時(shí),可作特殊運(yùn)行方式處理,例如改定值或按規(guī)定停用、起用有關(guān)保護(hù)段。

          2)變電所有兩臺(tái)及以上變壓器時(shí),應(yīng)只將一臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行,當(dāng)該變壓器停運(yùn)時(shí),將另一臺(tái)中性點(diǎn)不接地變壓器改為直接接地。如果由于某些原因,變電所正常必須有兩臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行,當(dāng)其中一臺(tái)中性點(diǎn)直接接地的變壓器停運(yùn)時(shí),若有第三臺(tái)變壓器則將第三臺(tái)變壓器改為中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行。否則,按特殊運(yùn)行方式處理。

          3)雙母線運(yùn)行的變電所有三臺(tái)及以上變壓器時(shí),應(yīng)按兩臺(tái)變壓器中性點(diǎn)直接接地方式運(yùn)行,并把它們分別接于不同的母線上,當(dāng)其中一臺(tái)中性點(diǎn)直接接地變壓器停運(yùn)時(shí),將另一臺(tái)中性點(diǎn)不接地變壓器直接接地。若不能保持不同母線上各有一個(gè)接地點(diǎn)時(shí),作為特殊運(yùn)行方式處理。

          4)為了改善保護(hù)配合關(guān)系,當(dāng)某一短線路檢修停運(yùn)時(shí),可以用增加中性點(diǎn)接地變壓器臺(tái)數(shù)的辦法來抵消線路停運(yùn)對(duì)零序電流分配關(guān)系產(chǎn)生的影響。

          5)自耦變壓器和絕緣有要求的變壓器中性點(diǎn)必須直接接地運(yùn)行。

          4、 大電流接地系統(tǒng)中為什么要裝設(shè)零序保護(hù)

          三相星形接線的過電流保護(hù)雖然也能保護(hù)接地短路,但其靈敏度較低,保護(hù)時(shí)限較長(zhǎng)。采用零序保護(hù)就可克服此不足,這是因?yàn)椋?p>

          1、正常運(yùn)行和發(fā)生相間短路時(shí),不會(huì)出現(xiàn)零序電流和零序電壓,因此零序保護(hù)的動(dòng)作電流可以整定得較小,這有利于提高其靈敏度;

          2、Y/△接線降壓變壓器,△側(cè)以后的故障不會(huì)在 Y 側(cè)反映出零序電流,所以零序保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限可以不必與該種變壓器以后的線路保護(hù)相配合而取較短的動(dòng)作時(shí)限。

          5、 零序電流保護(hù)在運(yùn)行中的問題

         。1)當(dāng)電流回路斷線時(shí),可能造成保護(hù)誤動(dòng)作。這是一般較靈敏的保護(hù)的共同弱點(diǎn),需要在運(yùn)行中注意防止。就斷線機(jī)率而言,它比距離保護(hù)電壓回路斷線的機(jī)率要小得多。如果確有必要,還可以利用相鄰電流互感器零序電流閉鎖的方法防止這種誤動(dòng)作。

         。2)當(dāng)電力系統(tǒng)出現(xiàn)不對(duì)稱運(yùn)行時(shí),也要出現(xiàn)零序電流,例如變壓器三相參數(shù)不同所引起的不對(duì)稱運(yùn)行,單相重合閘過程中的兩相運(yùn)行,三相重合閘和手動(dòng)合閘時(shí)的三相斷路器不同期,母線倒閘操作時(shí)斷路器與隔離開關(guān)并聯(lián)過程或斷路器正常環(huán)并運(yùn)行情況下,由于隔離開關(guān)或斷路器接觸電阻三相不一致而出現(xiàn)零序環(huán)流,以及空投變壓器時(shí)產(chǎn)生的不平衡勵(lì)磁涌流,特別是在空投變壓器所在母線有中性點(diǎn)接地變壓器在運(yùn)行中的情況下,可能出現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間的不平衡勵(lì)磁涌流和直流分量等等,都可能使零序電流保護(hù)啟動(dòng)。

         。3)地理位置靠近的平行線路,當(dāng)其中一條線路故障時(shí),可能引起另一條線路出現(xiàn)感應(yīng)零序電流,造成反方向側(cè)零序方向繼電器誤動(dòng)作。如確有此可能時(shí),可以改用負(fù)序方向繼電器,來防止上述方向繼電器誤判斷。

          (4)由于零序方向繼電器交流回路平時(shí)沒有零序電流和零序電壓,回路斷線不易被發(fā)現(xiàn);當(dāng)繼電器零序電壓取自電壓互感器開口三角側(cè)時(shí),也不易用較直觀的模擬方法檢查其方向的正確性,因此較容易因交流回路有問題而使得在電網(wǎng)故障時(shí)造成保護(hù)拒絕動(dòng)作和誤動(dòng)作。

          6、 線路保護(hù)中檢同期和檢無壓的設(shè)置

          如果采用一側(cè)投檢無壓,另一側(cè)投檢同期這種接線方式。那么,在使用檢無壓的那一側(cè),當(dāng)其斷路器在正常運(yùn)行情況下由于某種原因(如誤碰、保護(hù)誤動(dòng)等)而跳閘時(shí),由于對(duì)側(cè)并未動(dòng)作,因此線路上有電壓,因而就不能實(shí)現(xiàn)重合,這是一個(gè)很大的缺陷。

          為了解決這個(gè)問題,通常都是在檢無壓的一側(cè)也同時(shí)投入檢同期,兩者的觸點(diǎn)并聯(lián)工作,這樣就可以將誤跳閘的斷路器重新投入。

          為了保證兩側(cè)斷路器的工作條件一樣,在檢同期側(cè)也裝設(shè)檢無壓,通過切換后,根據(jù)具體情況使用。但應(yīng)注意,一側(cè)投入檢無壓和檢同期時(shí),另一側(cè)則只能投入檢同期。否則,兩側(cè)同時(shí)實(shí)現(xiàn)無電壓檢定重合閘,將導(dǎo)致出現(xiàn)非同期合閘。而且在檢同期中要檢線路有壓的條件。

          所以,線路保護(hù)中檢同期和檢無壓的設(shè)置是:一方檢無壓和檢同期,而另外一方檢同期。

          7、 變壓器差動(dòng)保護(hù)的不平衡電流從何而來

          變壓器差動(dòng)保護(hù)在運(yùn)行時(shí)(包括區(qū)外故障時(shí))總有一些差流,這是不平衡電流產(chǎn)生的。

          在穩(wěn)態(tài)情況下的不平衡電流(需靠差動(dòng)門檻來躲過):

         。1)由于變壓器各側(cè)電流互感器型號(hào)不同,即各側(cè)電流互感器的飽和特性和勵(lì)磁電流不同而引起的不平衡電流。它必須滿足電流互感器的10%誤差曲線的要求。

          (2)由于實(shí)際的電流互感器變比和計(jì)算變比不同引起的不平衡電流。

         。3)由于改變變壓器調(diào)壓分接頭引起的不平衡電流。

          在暫態(tài)情況下的不平衡電流(需靠比率制動(dòng)或二次諧波來躲過):

         。1)由于短路電流的非周期分量主要為電流互感器的勵(lì)磁電流,使其鐵芯飽和,誤差增大而引起不平衡電流。

         。2)變壓器空載合閘的勵(lì)磁涌流,僅在變壓器一側(cè)有電流。

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