在我国经济社会快速发展的形势下,企业生产和居民生活对电力的需求越来越大,安全用电显得更加重要,如果发生大面积的停电事故,将给企业造成巨大的经济损失,影响百性的正常生活,同时还会影响社会穗定。
因此,相关部门必须重视保障电网安全与稳定运行的继电保护技术。丈章分析了电力谐波对继电保护的影响,并提出消除影响的措施,以期为电网保护工作提供借鉴。
不断发展的电力系统及新型电气设备的出现,使社会生产生活中越来越多的非线性负荷与电网接轨。它们在电网中产生大量的谐波,对电网设备和电力系统产生了严重的危害,降低了电能质量。在高压直流输电的应用中,电力系统受谐波影响的问题尤为突出。系统波形的谐波分量在系统中发生故障时,会导致电力系统短路或者电气设备运行不正常。谐波会加快电力设备的损耗速度,导致电线老化绝缘,使设备受损;同时,受到谐波干扰会导致自动装置和继电保护发生拒动而引发故障,使电力系统的安全稳定运行受到严重影响。因此,通过分析谐波对自动装置和继电保护的影响,掌握消除影响的措施十分重要。
谐波的概述2.1电力系统中的谐波"谐波"(Haxmoni。wavelength,Hw)一词起源于声学。
在国际标准电工定义中,Hw是一个周期电气量的正弦波分量,其频率为基波的整数倍。近年来,一些学者将不是基波整数倍频率的分量定义为分数HW(或称为间HW),而将频率低于工频的分数HW定义为次HW。本文主要讨论基波整数倍的HW,对其他HW不作分析。
在电力系统中,HW的产生是由于非线性负载所致。目前,大量非线性负荷接人电力系统(例如可控硅整流装置、电弧设备、电气化机车、办公电子设备等),当这些设备连人电网后,会使系统中的电压、电流产生高次HW。这些HW的出现将严重降低电能质量,甚至危及电力系统安全和经济运行。目前,国际上公认HW是电力系统的公害。
谐波的危害电力系统HW对电网和其他系统的危害是多方面的,概括起来主要有:影响电网的质量;对电力设备危害严重;对用电设备的运行具有很大的影响;对弱电系统设备产生干扰。
继电保护的重要作用一旦电网中的发电机、变压器、输电线路等设备发生故障,继电保护装置就会自动启用。如果设备出现的问题是短暂的,继电保护装置会切除故障,重合后继续供电,维持电网的安全、稳定运行;如果设备出现的问题是持续的,应该将故障切除后,再采取一定的措施使其继续供电,这样就能使电网安全、稳定运行。继电保护装置具有重要作用。
谐波对继电保护产生的影响。谐波对电磁型继电器的影响当Hw含量小于4O%时,谐波的整定值误差将小于10%,但是因为继电保护装置是按电流或基波电压整定的,所以在分静态的状况下会对谐波产生一定的影响。HW存在时,将引起电流继电器保护拒动,当继电器被含有Hw的畸变电压作用时,电压继电器在比基波时的整定值总比动作值偏低很多,因此可能引起过电压器拒动,而对欠电压器可能产生误动。在投切空载变压器时,会产生含量很高的HW励磁通流,高次HW分量(主要是2次HW)会使继电器误动,从而导致断路器立即跳闸。
谐波对感应型继电器的影响在磁场作用下,感应型继电器里的圆筒或圆盘会产生感应电流,这种电流会与设备中的另一磁场相互作用,从而产生电磁转矩,导致圆筒或圆盘转动。该类型继电器的可动部分惯性较大,动作速度慢,HW转矩对其影响并不大。据有关专家测算,受畸变电流中HW分量在继电器磁盘上产生附加转矩的影响,继电器的启动灵敏度随着输人电流的频率由50H:增加到250H:时将逐渐减小,尤其是3次HW和5次HW电流所产生的转矩在很大程度上影响了继电器的灵敏度,原因是畸变电流产生作用在继电器磁盘上的转矩的数值等于该电流中各次HW分量产生的转矩和基波分量之和。由于HW电流分量所产生的转矩有正值也有负值,因此继电器可能产生拒动也可能产生误动,HW分量的有效值和此频率HW间的相位差决定了其结果。
谐波对整流型继电器的影响整流型继电器的主要特点是:将几个输入交流量组合后进行整流,或者将一个输人交流量进行整流,整流后的电压信号(或电流信号)及其动作为判据决定了继电器的动作特性。一般每隔2个nln时有凹点(或凸点)出现,Hw含量越大,凹凸情况就越明显。以2个电气量的环形整流比相器回路构成的方向阻抗继电器为例:当电流回路中含有HW分量时,其动作特性不再表现为圆形,而是表现为不规则的封闭曲线,曲线中有许多凹凸不平的点。例如,输电线路发生接地短路,电流中HW分量比较大,整流型保护装置拒动。
出现这种现象主要是因为在电流回路中通人含有HW分量的电流时,环形整流比相器输出的交流分量较大,从而造成继电器动作特性破损、不光滑。因此,在设计继电器时必须将Hw的影响纳入考虑的范畴。
谐波对静态型继电器的影响静态保护所采用的继电器有静态继电器和固态继电器,主要由无机械运动的电子器件构成。由于它能有效地消除HW的影响,因此静态保护日益受到人们的关注。按相位比较原理构成的继电器,被比较的2个交流电量可用积分比相器或微分比相器来实现。
HW分量对2种比相器均有影响:对于积分比相器而言,各半波积分比相器比较分别是正半周或负半周极性相同的时间,当被比较的2个电量中任意一个含有HW分量时,其方波被切成碎块,使得积分电压达不到使其后面的触发器翻转所需要的电压值,从而导致保护拒动;而对于微分比相器而言,它把2个交流电量都变成方波,再将其中一个方波通过微分电路产生的脉冲与另一个交流电量的方波进行比较,由于Hw的存在,会产生多个不应有的微分脉冲,交流电量过零点的可能性增加,从而造成保护装置误动。例如,在相差保护中,短路时产生的直流分量与高次HW分量叠加,半波比相器有电流输出,从而导致保护误动。
结语巴基斯坦阿莱瓦水电站引水隧洞一斜洞工程作为本工程施工的关键线路,施工技术难度非常大。为了解决这一难题,该工程项目部投人了大量的资源,从前期招标投标阶段就开始进行管道溜渣、皮带机出渣和卷扬机有轨运输出渣等多种方案设
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