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    常見(jiàn)問(wèn)題
    “十二五” 期間智能電網(wǎng)年均增長(cháng)8%
    瀏覽次數:    2018-06-07

    國家電網(wǎng)公司智能電網(wǎng)部副主任沈江在11月12日北京召開(kāi)的“展望十二五”為主題的“第七屆中國電氣工業(yè)發(fā)展高峰論壇”上表示,今年年底全國發(fā)電裝機容量將達到9.79億千瓦,增長(cháng)非常迅速。到2015年,全國總裝機容量將達到14.36億千瓦,“十二五”期間年均增長(cháng)8%。

    未來(lái)五年智能電網(wǎng)將得到扶持

    沈江表示,“十二五”時(shí)期,全國發(fā)電裝機容量在結構上將發(fā)生變化,首先,我國煤電比例將下降,從70%下降到64%,風(fēng)電、水電及核電等清潔能源的比例將得到很大提高。

    沈江說(shuō),“十二五”時(shí)期,水電重點(diǎn)要開(kāi)發(fā)金沙江、大渡河等水電基地。核電將在沿海地區得到快速發(fā)展。風(fēng)電方面,今后十年將建設7個(gè)千萬(wàn)級的發(fā)電基地,相當于建立7個(gè)三峽,主要分布在新疆、甘肅、內蒙以及江蘇等地。

    沈江強調,“十二五”期間,智能電網(wǎng)發(fā)展將得到扶持,主要包括以下幾個(gè)方面:一是發(fā)電環(huán)節,主要解決新能源接入問(wèn)題、標準問(wèn)題,還有大容量的儲能研究和應用。二是輸電環(huán)節,主要是輸變電的監測,而變電環(huán)節的關(guān)鍵是智能變電站的建設,將新建七萬(wàn)以上電壓等級的變電站超過(guò)5100座,變電站智能化改造要1000座。三是配電環(huán)節,要建立配網(wǎng)的智能化、一體化。

    智能電網(wǎng)促進(jìn)上下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展

    談到智能電網(wǎng)發(fā)展對上游產(chǎn)業(yè)促進(jìn)問(wèn)題時(shí),沈江表示,發(fā)電側方面,對風(fēng)力發(fā)電最有利,其次是太陽(yáng)能;電網(wǎng)側方面,電力電子設備制造發(fā)展空間最大,電路電容器、變壓器、開(kāi)關(guān)設備等反倒不是獲利最大的上游行業(yè),不過(guò),智能電網(wǎng)對傳統的電工產(chǎn)品技術(shù)促進(jìn)是最大的;在用戶(hù)側產(chǎn)業(yè),有電動(dòng)汽車(chē)、分布式電力發(fā)電、太陽(yáng)能制造等。此外,對于信息通訊產(chǎn)業(yè),最能促進(jìn)電子元器件的生產(chǎn),以及先進(jìn)儲能設備制造。

    中國科學(xué)院電工研究所所長(cháng)肖立業(yè)在論壇上也表示,傳統電器設備進(jìn)行智能化的升級改造大有潛力,如果電氣制造企業(yè)仍然是走傳統的道路,將來(lái)會(huì )被國際大公司遠遠拋在后面。

    電流互感器誤差的數字補償法研究
    瀏覽次數:    2018-06-06

    1、引言

    在電力系統各級電網(wǎng)中,電流互感器被廣泛應用于電能計量、電流測量及繼電保護等場(chǎng)合。電流互感器的測量精度不僅會(huì )影響電能計量和電流測量的準確性,還會(huì )影響繼電保護裝置的性能。因此,如何降低電流互感器的誤差從而提高其測量精度,受到了電力工作者的廣泛關(guān)注。 電流互感器的誤差本質(zhì)上是由勵磁電流造成 的,所以只能采取措施減小勵磁電流,才能減小誤 差,但不可能通過(guò)消除勵磁電流而消除誤差。為了提高電流互感器的精度,采用零磁通電流互感器的方案,并且取得了很好的效果。由于零磁通電流互感器的勵磁電流極小(接近于零),因而具有很高的精度。

    另一方面,為了克服電流互感器的固有誤差,采用外部有源補償的方法,也取得了滿(mǎn)意的效果, 使互感器的測量誤差大大減小,測量精度大大提高。因此,這兩種方法已經(jīng)成為提高電流互感器精 度的主要手段。但是,這兩種方法都需要利用電子電路對電流互感器進(jìn)行外部動(dòng)態(tài)調整或補償,因 此,結構復雜、調試不便、實(shí)現困難 ,限制了它們在電力用電流互感器方面的應用。隨著(zhù)計算機應用技術(shù)和數字電力技術(shù)的發(fā)展,數字儀表、數字保護及虛擬儀器技術(shù)已在電力系統 二次回路中得到了越來(lái)越多的應用。由于數字儀表及數字保護多采用單片計算機或數字信號處理器,在數字儀表和數字保護等二次設備中完全可以用軟件的方法對電流互感器的誤差進(jìn)行補償。在本文中研究了對電流互感器誤差進(jìn)行補償的軟件方法,即電流互感器誤差的數字補償法。

    2、電流互感器的誤差分析

    2.1 影響電流互感器誤差的因素

    電流互感器的等值電路,其中尺 、分別為一次繞組的電阻和漏電抗,尺、為二次繞組的電阻和漏電抗(折算到一次側),尺 為負載 電阻(折算到一次側), 為折算到一次側的勵磁電 抗,J 為一次電流,J 為二次電流(折算到一次側), L則為折算到一次側的勵磁電流。由圖 1可見(jiàn),由于 勵磁電流J 的存在,使J 與J 數據不等,產(chǎn)生比誤 差;同時(shí)J 超前J ,使J 和J 不同相,產(chǎn)生角誤差。 根據圖 1可求得勵磁電流J 為:J :盟 (1) ,A 對于選定的電流互感器,尺 和 為常數。由 于電流互感器鐵心磁化曲線(xiàn)具有非線(xiàn)性特征,因而勵磁電抗 會(huì )隨二次電流, 和負載電阻 R 變化。二次電流, 增大即一次電流, 增大時(shí),或者負 載電阻R 增大時(shí),互感器鐵心飽和度增加,導致勵 磁電抗 降低。由式(1)可知,勵磁電流 的大小 與二次電流 和負載電阻R 有關(guān)。二次電流J2或 負載電阻R 增大,會(huì )引起勵磁電流L的增大,從而 導致電流互感器誤差的增加。因此,電流互感器的 誤差僅受二次電流J2和負載電阻 R。的影響。當負載 電阻R.為定值時(shí),電流互感器的誤差僅與二次電流 相關(guān),而且呈現正相關(guān)性。 但是,如果二次電流, 過(guò)小(相應地,被測電流也很小),則電流互感器工作在磁化曲線(xiàn)的起始段,這時(shí),電流互感器的勵磁電抗 比電流互感器 工作在磁化曲線(xiàn)線(xiàn)性段時(shí)的勵磁電抗要小,勵磁電 流L就較大,因而電流互感器的誤差也較大。因此,二次電流較小時(shí),電流互感器的誤差不再與二次電流,成正相關(guān)性。

    2.2 電流互感器的誤差特性

    2.2.1 電流互感器的誤差

    電流互感器的誤差包括比誤差和角誤差。由于 勵磁電流的存在,電流互感器的實(shí)際電流比與其額 定電流比不相等,這樣在測量電流時(shí)造成數值誤 差。以相對值表示數值誤差即為比誤差,其定義為:r r = ×100 (2) I 式中 砌 ——電流互感器的比誤差 n ——電流互感器的額定變比 勵磁電流的存在還會(huì )引起一次電流與二次電 流不同相,從而在測量電流時(shí)產(chǎn)生相位誤差即角誤 差。角誤差是指一次電流和二次電流的相位差,記 為 6。通常,二次電流超前一次電流。

    2.2.2 比差曲線(xiàn)與角差曲線(xiàn)

    對于選定的電流互感器,其誤差僅受二次電流 和負載電阻的影響。負載電阻為定值時(shí),比誤差隨 二次電流變化的曲線(xiàn)稱(chēng)為比差曲線(xiàn);角誤差隨二次電流變化的曲線(xiàn)稱(chēng)為角差曲線(xiàn)。

    3、電流互感器誤差的數字補償原理

    傳統的二次儀表以的測量值,由于J 和之間既有數值誤差,又有相位誤差,必然造成相應的測量誤差。要提高測量精度,只能選用有 較高準確度等級的電流互感器。但對于數字儀表或 虛擬儀器,借助其強大的數據處理功能,用軟件方法 可以很好地補償電流互感器誤差所引起的測量誤 差,這相當于提高了電流互感器的準確度等級。 由式(2)可得(3)如果事先知道或事先測得電流互感器的比誤差,可按式(3)將計算結果作為的測量值,即可補償電流互感器的比誤差所引起的測量誤差。如果事先知道或事先測得電流互感器的角誤差 6,可采用短數據窗移相算法對電流互感器的角誤差引起的測量誤差進(jìn)行補償。具體方法如下: 首先,按式(4)和式(5)計算出系數口和 b: (4)4 J . 1r “ 6= (5) .2r 式中電流互感器的角誤差Ⅳ——數字儀表在一個(gè)工頻周期內的采樣點(diǎn)數 然后,用移相算法對 即 進(jìn)行移相。如果二次電流超前一次電流(通常如此),則按式(6)進(jìn)行 滯后移相。反之,則按式(7)進(jìn)行超前移相。 筋(n)=ai2(n)一bi2(n+1) (6) 筋(n)=a/ (n)一bi (n—1) (7) 式中n——表示采樣時(shí)刻的離散時(shí)間,n=l,2…, N (n)——電流互感器二次電流采樣值序列筋(n)——滯后移相后的二次電流采樣值序列經(jīng)移相運算后,二次電流的相位后移或前移6 角,從而與一次電流保持同相位,進(jìn)而消除了電流互感器的角誤差所引起的測量誤差。

    4、電流互感器誤差的數字補償方法

    由于數字儀表使用單片微型計算機(MCU)或 數字信號處理器(DSP),而虛擬儀器使用功能更為 強大的微型計算機,因此,借助其較強的數據處理 功能,使用軟件方法可方便地實(shí)現電流互感器誤差 的數字補償。 對于選定的電流互感器,若要進(jìn)行數字補償, 應在設備投入運行之前事先做好以下準備工作:

    (1)確定電流互感器的負載電阻的阻值。

    (2)測出該阻值下的比差和角差曲線(xiàn)。

    (1)根據二次電流采樣值序列:(n)按一定的算法計算出二次電流有效值厶。

    (5)按式(6)或式(7)進(jìn)行滯后或超前移相運算,得到移相后的二次電流采樣值序列筋(n)。

    (6)確定一次電流相量的相位,得到補償后的相位值。數字補償法看似復雜,但實(shí)際上,通過(guò)計算機輔 助分析和輔助設計手段,使電流互感器誤差的數字 補償法簡(jiǎn)單有效、方便易行。數字儀表或虛擬儀器等數字設備進(jìn)行電流測量 時(shí),不僅電流互感器會(huì )出現測量誤差,數字測量裝置 本身的采樣通道也會(huì )引起測量誤差,且兩種誤差的 大小有可比性。因此,僅僅提高電流互感器的精度或 僅對電流互感器的誤差進(jìn)行數字補償是不夠的。要提高電流的測量精度,還必須對采樣通道引起的測量誤差進(jìn)行補償。電流互感器誤差的數字補償就是采用軟件方法 實(shí)現對電流互感器誤差的補償,采樣通道引起的測量誤差也能夠進(jìn)行數字補償。所以,對兩種誤差進(jìn)行綜合數字補償是可行的。由于電流互感器誤差的數字補償可以綜合考慮采樣通道的誤差補償,因而比 傳統的電流互感器誤差補償方法更方便。

    5、結束語(yǔ)

    借助于數字儀表或虛擬儀器的強大數據處理功能,完全能夠使用軟件方法實(shí)現電流互感器誤差的數字補償。一方面,數字補償法可以補償電流互感器的測量誤差,這相當于提高了電流互感器的準確度等級。另一方面,在測量精度一定的情況下,采用數字補償法可在很大程度上降低對電流互感器準確度等級的要求。此外,電流互感器誤差的數字補償可以綜合考慮采樣通道的誤差補償,從而提高電流的測量精度。

    繼電保護的性能和檢修措施
    瀏覽次數:    2018-06-06

    近年來(lái),隨著(zhù)計算機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展,電力系統繼電保護在原理上和技術(shù)上都有了很大的變化??煽啃匝芯渴抢^電保護及自動(dòng)化裝置的重要因素,由于電力系統的容量越來(lái)越龐大,供電范圍越來(lái)越廣,系統結構日趨復雜,繼電保護動(dòng)作的可靠性就顯得尤為重要,對繼電保護可靠性的研究與探討就很有必要。鑒于繼電保護的重要性,對其定期進(jìn)行預防性試驗是完全必要的,決不能只是在出現不正確動(dòng)作后再去分析和修復。因此對繼電保護檢修策略及措施也很重要。本文就這方面的問(wèn)題,結合本人多年的工作經(jīng)驗進(jìn)行探討。

    1、影晌繼電保護可靠性的因素
    繼電保護裝置是一種自動(dòng)裝置,在電力系統中擔負著(zhù)保證電力系統安全可靠運行的重要任務(wù),當系統出現異常情況時(shí),繼電保護裝置會(huì )向值班人員發(fā)出信號,提醒值班人員及時(shí)采取措施、排除故障,使系統恢復正常運行。繼電保護裝置在投入運行后,便進(jìn)入了工作狀態(tài),按照給定的整定值正確的執行保護功能,時(shí)刻監視供電系統運行狀態(tài)的變化,出現故障時(shí)正確動(dòng)作,把故障切除。當供電系統正常運行時(shí),保護裝置不動(dòng)作。這就有 “正確動(dòng)作”和“正確不動(dòng)作兩種完好狀態(tài),說(shuō)明保護裝置是可靠的。 如果保護裝置在被保護設備處于正常運行而發(fā)生“誤動(dòng)” 或被保護設備發(fā)生故障時(shí),保護裝置卻 “拒動(dòng)或無(wú)選擇性動(dòng)作,則為“不正確動(dòng)作”。就電力系統而言,保護裝置 “誤動(dòng)或無(wú)選擇性動(dòng)作”并不可怕,可以由自動(dòng)重合閘來(lái)進(jìn)行糾正,可怕的是保護裝置的 “拒動(dòng)”,造成的大面積影響,可能導致電力系統解列而崩潰。而導致繼電保護工作不正常的原因可能有以下幾種。
    (1)繼電保護裝置的制造廠(chǎng)家在生產(chǎn)過(guò)程中沒(méi)有嚴格進(jìn)行質(zhì)量管理、把好質(zhì)量關(guān)。
    (2)繼電保護裝置在運行過(guò)程中受周?chē)h(huán)境影響大。由于其周?chē)諝庵写嬖诖罅康姆蹓m和有害氣體,同時(shí)又受到高溫的影響,將加速繼電保護裝置的老化,導致性能改變。有害氣體也會(huì )腐蝕電路板和接插座,造成繼電器點(diǎn)被氧化,引起接觸不良,失去保護功能。
    (3)晶體管保護裝置易受干擾源的影響,如電弧、閃電電路、短路故障等諸多因素,導致發(fā)生誤動(dòng)或拒動(dòng)。
    (4)保護可靠性在很大程度上還依賴(lài)于運行維護檢修人員的安全意識、技能和責任心。繼電保護的可靠性與調試人員有密切關(guān)系,如技術(shù)水平低、經(jīng)驗少、責任心不強發(fā)現和處理存在問(wèn)題的能力差等。
    (5)互感器質(zhì)量差,在長(cháng)期的運行中,工作特性發(fā)生變化,影響保護裝置的工作效果。
    (6)保護方案采用的方式和上下級保護不合理,選型不當。

    2、提高繼電保護可靠性的措施
    貫穿于繼電保護的設計、選型、制造、運行維護、整定計算和整定調試的全過(guò)程,而繼電保護系統的可靠性主要決定于繼電保護裝置的可靠性和設計的合理性。其中繼電保護裝置的可靠性又起關(guān)鍵性作用。由 于保護裝置投入運行后,會(huì )受到多種因素的影響,不可能絕對可靠,但只要制定出各種防范事故方案,采取相應的有效預防措施,消除隱患,彌補不足,其可靠性是能夠實(shí)現的。提高繼電保護可靠性的措施應注意以下幾點(diǎn):
    (1)保護裝置在制造過(guò)程中要把好質(zhì)量關(guān),提高裝置整體質(zhì)量水平,選用故障率低、壽命長(cháng)的元器件,不讓不合格的劣質(zhì)元件混進(jìn)其中。同時(shí)在設備選型時(shí)要盡可能的選擇質(zhì)量好,售后服務(wù)好的廠(chǎng)家。
    (2)晶體管保護裝置設計中應考慮安裝在與高壓室隔離的房?jì)?,免遭高壓大電流、斷路故障以及切合閘操作電弧的影響。同時(shí)要防止環(huán)境對晶體管造成的污染,有條件的情況下要裝設空調。電磁型、機電型繼電器外殼與底座間要加膠墊密封,防止灰塵和有害氣體侵入。
    (3)繼電保護專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員在整定計算中要增強責任心。計算時(shí)要從整個(gè)網(wǎng)絡(luò )通盤(pán)考慮,認真分析,使各級保護整定值準確,上下級保護整定值匹配合理。
    (4)加強對保護裝置的運行維護與故障處理能力并進(jìn)行定期檢驗,制定出反事故措施,提高保護裝置的可靠性。
    (5)從保證電力系統動(dòng)態(tài)穩定性方面考慮,要求繼電保護系統具備快速切除故障的能力。為此重要的輸電線(xiàn)路或設備的主保護采用多重化設施,需要有兩套主保護并列運行。
    (6)為了使保護裝置在發(fā)生故障時(shí)有選擇性動(dòng)作,避免無(wú)選擇性動(dòng)作,在保護裝置設計、整定計算方面應考慮周全、元器件配合合理、才能提高保護裝置動(dòng)作的可靠性。

    3、新形勢下繼電保護檢修策略及措施
    鑒于繼電保護的重要性,對其定期進(jìn)行預防性試驗是完全必要的,決不能只是在出現不正確動(dòng)作后再去分析和修復。繼電保護定期檢修的根本目的應是 “確保整個(gè)繼電保護系統處在完好狀態(tài),能夠保證動(dòng)作的安全性和可靠性”。因此,原則上定檢項目應與新安裝項目有明顯區別,只進(jìn)行少量針對性試驗即可。應將注意力集中在對保護動(dòng)作的安全性和可靠性有重大影響的項目上,避免為檢修而檢修,以獲取保護定期檢驗投資效益的最大回報。建議以下幾點(diǎn):
    (1)盡快研究新形勢下的新問(wèn)題,制定新的檢修策略修訂有關(guān)規程 (對大量出現的非個(gè)別現象,不宜由運行單位自行批準),指導當前乃至今后一個(gè)時(shí)期的繼電保護檢驗工作,積極開(kāi)展二次設備的狀態(tài)檢修,為繼電保護人員 “松綁”,使檢修對系統安全和繼電保護可用性的影響降到最低。
    (2)在檢修策略的制定上應結合微機保護的自檢和通信能力,致力于提高保護系統的可靠性和安全性,簡(jiǎn)化裝置檢修,注重二次回路的檢驗。
    (3)今后,在設計上應簡(jiǎn)化二次回路;運行上加強維護和基礎管理,注重積累運行數據,尤其應注意對裝置故障信息的統計、分析和處理,使檢修建立在科學(xué)的統計數據的基礎上;在基本建設上加強電網(wǎng)建設和繼電保護的更新改造,注重設備選型,以提高繼電保護系統的整體水平,為實(shí)行新策略創(chuàng )造條件。
    (4)大力開(kāi)展二次線(xiàn)的在線(xiàn)監測,研究不停電檢修整個(gè)繼電保護系統的技術(shù)。
    (5)著(zhù)手研究隨著(zhù)變電站綜合自動(dòng)化工作的進(jìn)展,保護裝置分散布置、集中處理、設備間聯(lián)系網(wǎng)絡(luò )化、光纖化繼電保護運行和故障信息網(wǎng)建成后的保護定檢工作發(fā)展方向。
    (6)廠(chǎng)家應進(jìn)一步提高微機保護的自檢能力和裝置故障信息的輸出能力,研制適應遠方檢測保護裝置要求的新型保護。

    4、結語(yǔ)
    本文討論了供電系統中的繼電保護裝置的可靠性問(wèn)題,提出了探討繼電保護可靠性的必要性、影響繼電保護可靠性的因素及提高繼電保護可靠性的對策。其可靠性問(wèn)題不僅與設計、制造、運行維護和檢修調試
    等有密切關(guān)系而且繼電保護裝置維護人員也將起到關(guān)鍵性作用。最后本文討論了保護檢驗的目的、建議盡快修訂有關(guān)規程,研究制定新形勢下的繼電保護檢修策略。

    電力系統過(guò)電壓知識
    瀏覽次數:    2018-01-05

    電力系統過(guò)電壓主要分以下幾種類(lèi)型:大氣過(guò)電壓、工頻過(guò)電壓、操作過(guò)電壓、諧振過(guò)電壓。

    大氣過(guò)電壓:由直擊雷或雷電感應突然加到電力系統中,使電氣設備所承受的電壓遠遠超過(guò)其額定值。大氣過(guò)電壓可以分為直擊雷過(guò)電壓和感應雷過(guò)電壓。電力系統遭受大氣過(guò)電壓后,可使輸配電線(xiàn)路及電氣設備的絕緣發(fā)生擊穿或閃絡(luò ),造成停電以致危害人的生命安全。特點(diǎn)是持續時(shí)間短暫,沖擊性強,與雷擊活動(dòng)強度有直接關(guān)系,與設備電壓等級無(wú)關(guān)。因此,220KV以下系統的絕緣水平往往由防止大氣過(guò)電壓決定。防止大氣過(guò)電壓,通常采取裝設避雷針、避雷線(xiàn)、避雷器,合理提高線(xiàn)路絕緣水平,采用自動(dòng)重合閘裝置等措施。

    工頻過(guò)電壓:系統中在操作或接地故障時(shí)發(fā)生的頻率等于工頻(50 Hz)或接近工頻的高于系統最高工作電壓的過(guò)電壓。特點(diǎn)是持續時(shí)間長(cháng),過(guò)電壓倍數不高,一般對設備絕緣危險性不大,但在超高壓、遠距離輸電確定絕緣水平時(shí)起重要作用當系統操作、接地跳閘后的數百毫秒之內,由于發(fā)電機中磁鏈不可能突變,發(fā)電機自動(dòng)電壓調節器的慣性作用,使發(fā)電機電動(dòng)勢保持不變,這段時(shí)間內的工頻過(guò)電壓稱(chēng)為暫時(shí)工頻過(guò)電壓。隨著(zhù)時(shí)間的增加,發(fā)電機自動(dòng)電壓調節器產(chǎn)生作用,使發(fā)電機電動(dòng)勢有所下降并趨于穩定,這時(shí)的工頻過(guò)電壓稱(chēng)為穩態(tài)工頻過(guò)電壓。產(chǎn)生工頻過(guò)電壓的主要原因是:空載長(cháng)線(xiàn)路的電容效應,不對稱(chēng)接地引起的正序、負序和零序電壓分量作用,系統突然甩負荷使發(fā)電機加速旋轉等。限制工頻過(guò)電壓應針對具體情況采取專(zhuān)門(mén)的措施,常用的方法有:采用并聯(lián)電抗器補償空載長(cháng)線(xiàn)的電容效應,選擇合理的系統中性點(diǎn)運行方式,對發(fā)電機進(jìn)行快速電壓調整控制等等。

    操作過(guò)電壓:由于操作(如斷路器的合閘和分閘)、故障或其他原因,使系統參數突然變化,系統由一種狀態(tài)轉換為另一種狀態(tài),在此過(guò)渡過(guò)程中系統本身的電磁能振蕩而產(chǎn)生的過(guò)電壓。 ,特點(diǎn)是具有隨機性,但最不利情況下過(guò)電壓倍數較高。操作過(guò)電壓原因及規避措施

    1 電網(wǎng)的操作過(guò)電壓一般由下列原因引起

    A.線(xiàn)路合閘和重合閘; B.空載變壓器和并聯(lián)電抗器分閘; C.線(xiàn)路非對稱(chēng)故障分閘和振蕩解列; D.空載線(xiàn)路分閘。 線(xiàn)路合閘和重合閘過(guò)電壓對電網(wǎng)設備絕緣配合有重要影響,應采用有合閘電阻的斷路器對該過(guò)電壓加以限制。避雷器可作為變電所電氣設備操作過(guò)電壓的后備保護裝置,該避雷器同時(shí)是變電所的雷電過(guò)電壓的保護裝置。 設計時(shí)對A、C 類(lèi)過(guò)電壓,應結合電網(wǎng)條件加以預測。

    2 線(xiàn)路合閘和重合閘操作過(guò)電壓

    空載線(xiàn)路合閘時(shí),由于線(xiàn)路電感-容的振蕩將產(chǎn)生合閘過(guò)電壓。線(xiàn)路重合時(shí),由于電源電勢較高以及線(xiàn)路上殘余電荷的存在,加劇了這一電磁振蕩過(guò)程,使過(guò)電壓進(jìn)一步提高。因此斷路器應安裝合閘電阻,以有效地降低合閘及重合閘過(guò)電壓。 應按電網(wǎng)預測條件,求出空載線(xiàn)路合閘、單相重合閘和成功、非成功的三相重合閘(如運行中使用時(shí))的過(guò)電壓分布,求出包括線(xiàn)路受端的相對地及相間統計操作過(guò)電壓。預測這類(lèi)操作過(guò)電壓的條件如下: A.空載線(xiàn)路合閘,線(xiàn)路斷路器合閘前,電源母線(xiàn)電壓為電網(wǎng)最高電壓; B.成功的三相重合閘前,線(xiàn)路受端曾發(fā)生單相接地故障;非成功的三相重合閘時(shí),線(xiàn)路受端有單相接地故障。 空載線(xiàn)路合閘、單相重合閘和成功的三相重合閘(如運行中使用時(shí)),在線(xiàn)路受端產(chǎn)生的相對地統計操作過(guò)電壓,不應大于2 2UXG 。

    3 分斷空載變壓器和并聯(lián)電抗器的操作過(guò)電壓

    由于斷路器分斷這些設備的感性電流時(shí)強制熄弧所產(chǎn)生的操作過(guò)電壓,應根據斷路器結構、回路參數、變壓器(并聯(lián)電抗器)的接線(xiàn)和特性等因素確定。該操作過(guò)電壓一般可用安裝在斷路器與變壓器(并聯(lián)電抗器)之間的避雷器予以限制。對變壓器,避雷器可安裝在低壓側或高壓側,但如高低壓電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式不同時(shí),低壓側宜采用磁吹閥型避雷器。當避雷器可能頻繁動(dòng)作時(shí),宜采用有高值分閘電阻的斷路器。

    4 線(xiàn)路非對稱(chēng)故障分閘和振蕩解列操作過(guò)電壓

    電網(wǎng)送受端聯(lián)系薄弱,如線(xiàn)路非對稱(chēng)故障導致分閘,或在電網(wǎng)振蕩狀態(tài)下解列,將產(chǎn)生線(xiàn)路非對稱(chēng)故障分閘或振蕩解列過(guò)電壓。 預測線(xiàn)路非對稱(chēng)故障分閘過(guò)電壓,可選擇線(xiàn)路受端存在單相接地故障的條件,分閘時(shí)線(xiàn)路送受端電勢功角差應按實(shí)際情況選取。 有分閘電阻的斷路器,可降低線(xiàn)路非對稱(chēng)故障分閘及振蕩解列過(guò)電壓。當不具備這一條件時(shí),應采用安裝于線(xiàn)路上的避雷器加以限制。

    5 對于空載線(xiàn)路分閘過(guò)電壓

    應采用在電源對地電壓為1.3UXG 條件下分閘時(shí)不重燃的斷路器加以防止。

    6 變電所應安裝避雷器

    以防止操作過(guò)電壓損壞電氣設備。安裝位置如下: A.出線(xiàn)斷路器線(xiàn)路側的每一線(xiàn)路入口側,稱(chēng)安裝于該位置的避雷器為線(xiàn)路避雷器; B.出線(xiàn)斷路器變電所側,稱(chēng)安裝于該位置的避雷器為變電所避雷器。 所有避雷器具體安裝位置和數量尚應結合4.4.2 確定。 注:線(xiàn)路入口處無(wú)并聯(lián)電抗器時(shí),如預測(對斷路器合閘需考慮合閘電阻一相失靈條件)

    該處過(guò)電壓不超過(guò)避雷器操作過(guò)電壓保護水平時(shí),可不必在該處安裝避雷器。

    7 具有串聯(lián)間隙避雷器的額定電壓

    應不低于安裝點(diǎn)的電網(wǎng)工頻過(guò)電壓水平。

    8 應用金屬氧化物避雷器限制操作過(guò)電壓時(shí)

    應參照廠(chǎng)家產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū),使其長(cháng)期運行電壓值、工頻過(guò)電壓、諧振過(guò)電壓允許持續時(shí)間符合電網(wǎng)要求。

    9 避雷器的操作過(guò)電壓通流容量

    允許吸收能量應符合電網(wǎng)要求(對斷路器合閘需考慮合閘電阻一相失靈的條件)。 此外,還應校核避雷器上的電壓是否超過(guò)其規定保護水平。當超過(guò)時(shí),應考慮其對絕緣配合的影響。

    10 為監測運行電網(wǎng)的工頻過(guò)電壓

    諧振過(guò)電壓和操作過(guò)電壓,宜在變電所安裝過(guò)電壓波形或幅值的自動(dòng)記錄裝置,并妥為收集實(shí)測結果。

    限制操作過(guò)電壓的措施有;選用滅弧能力強的高壓開(kāi)關(guān);提高開(kāi)關(guān)動(dòng)作的同期性;開(kāi)關(guān)斷口加裝并聯(lián)電阻;采用性能良好的避雷器,如氧化鋅避雷器;使電網(wǎng)的中性點(diǎn)直接接地運行。

    諧振過(guò)電壓:電力系統中一些電感、電容元件在系統進(jìn)行操作或發(fā)生故障時(shí)可形成各種振蕩回路,在一定的能源作用下,會(huì )產(chǎn)生串聯(lián)諧振現象,導致系統某些元件出現嚴重的過(guò)電壓。諧振過(guò)電壓分為以下幾種:

    (1) 線(xiàn)性諧振過(guò)電壓 諧振回路由不帶鐵芯的電感元件(如輸電線(xiàn)路的電感,變壓器的漏感)或勵磁特性接近線(xiàn)性的帶鐵芯的電感元件(如消弧線(xiàn)圈)和系統中的電容元件所組成。

    (2) 鐵磁諧振過(guò)電壓 諧振回路由帶鐵芯的電感元件(如空載變壓器、電壓互感器)和系統的電容元件組成。因鐵芯電感元件的飽和現象,使回路的電感參數是非線(xiàn)性的,這種含有非線(xiàn)性電感元件的回路在滿(mǎn)足一定的諧振條件時(shí),會(huì )產(chǎn)生鐵磁諧振。

    (3) 參數諧振過(guò)電壓 由電感參數作周期性變化的電感元件(如凸極發(fā)電機的同步電抗在Xd ~ Xq間周期變化)和系統電容元件(如空載線(xiàn)路)組成回路,當參數配合時(shí),通過(guò)電感的周期性變化,不斷向諧振系統輸送能量,造成參數諧振過(guò)電壓。

    限制諧振過(guò)電壓的主要措施有:

    (1) 提高開(kāi)關(guān)動(dòng)作的同期性 由于許多諧振過(guò)電壓是在非全相運行條件下引起的,因此提高開(kāi)關(guān)動(dòng)作的同期性,防止非全相運行,可以有效防止諧振過(guò)電壓的發(fā)生。

    (2) 在并聯(lián)高壓電抗器中性點(diǎn)加裝小電抗,用這個(gè)措施可以阻斷非全相運行時(shí)工頻電壓傳遞及串聯(lián)諧振。 (3) 破壞發(fā)電機產(chǎn)生自勵磁的條件,防止參數諧振過(guò)電壓

    變頻器的基礎問(wèn)題解答
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    1、什麼是變頻器?

    變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。

    2、PWM和PAM的不同點(diǎn)是什麼?

    PWM是英文Pulse Width Modulation(脈沖寬度調制)縮寫(xiě),按一定規律改變脈沖列的脈沖寬度,以調節輸出量和波形的一種調值方式。PAM是英文Pulse Amplitude Modulation(脈沖幅度調制)縮寫(xiě),是按一定規律改變脈沖列的脈沖幅度,以調節輸出量值和波形的一種調制方式。

    3、電壓型與電流型有什麼不同?

    變頻器的主電路大體上可分為兩類(lèi):電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器,直流回路的濾波是電容;電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器,其直流回路濾波石電感。

    4、為什麼變頻器的電壓與電流成比例的改變?

    非同步電動(dòng)機的轉矩是電機的磁通與轉子內流過(guò)電流之間相互作用而產(chǎn)生的,在額定頻率下,如果電壓一定而只降低頻率,那麼磁通就過(guò)大,磁回路飽和,嚴重時(shí)將燒毀電機。因此,頻率與電壓要成比例地改變,即改變頻率的同時(shí)控制變頻器輸出電壓,使電動(dòng)機的磁通保持一定,避免弱磁和磁飽和現象的產(chǎn)生。這種控制方式多用於風(fēng)機、泵類(lèi)節能型變頻器。

    5、電動(dòng)機使用工頻電源驅動(dòng)時(shí),電壓下降則電流增加;對於變頻器驅動(dòng),如果頻率下降時(shí)電壓也下降,那麼電流是否增加?

    頻率下降(低速)時(shí),如果輸出相同的功率,則電流增加,但在轉矩一定的條件下,電流幾乎不變。

    6、采用變頻器運轉時(shí),電機的起動(dòng)電流、起動(dòng)轉矩怎樣?

    采用變頻器運轉,隨著(zhù)電機的加速相應提高頻率和電壓,起動(dòng)電流被限制在150%額定電流以下(根據機種不同,為125%~200%)。用工頻電源直接起動(dòng)時(shí),起動(dòng)電流為6~7倍,因此,將產(chǎn)生機械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動(dòng)可以平滑地起動(dòng)(起動(dòng)時(shí)間變長(cháng))。起動(dòng)電流為額定電流的1.2~1.5倍,起動(dòng)轉矩為70%~120%額定轉矩;對於帶有轉矩自動(dòng)增強功能的變頻器,起動(dòng)轉矩為100%以上,可以帶全負載起動(dòng)。

    7、V/f模式是什麼意思?

    頻率下降時(shí)電壓V也成比例下降,這個(gè)問(wèn)題已在回答4說(shuō)明。V與f的比例關(guān)系是考慮了電機特性而預先決定的,通常在控制器的存儲裝置(ROM)中存有幾種特性,可以用開(kāi)關(guān)或標度盤(pán)進(jìn)行選擇。

    8、按比例地改V和f時(shí),電機的轉矩如何變化?

    頻率下降時(shí)完全成比例地降低電壓,那麼由於交流阻抗變小而直流電阻不變,將造成在低速下產(chǎn)生地轉矩有減小的傾向。因此,在低頻時(shí)給定V/f,要使輸出電壓提高一些,以便獲得一定地起動(dòng)轉矩,這種補償稱(chēng)增強起動(dòng)??梢圆捎酶鞣N方法實(shí)現,有自動(dòng)進(jìn)行的方法、選擇V/f模式或調整電位器等方法。

    9、在說(shuō)明書(shū)上寫(xiě)著(zhù)變速范圍60~6Hz,即10:1,那麼在6Hz以下就沒(méi)有輸出功率嗎?

    在6Hz以下仍可輸出功率,但根據電機溫升和起動(dòng)轉矩的大小等條件,最低使用頻率取6Hz左右,此時(shí)電動(dòng)機可輸出額定轉矩而不會(huì )引起嚴重的發(fā)熱問(wèn)題。變頻器實(shí)際輸出頻率(起動(dòng)頻率)根據機種為0.5~3Hz.

    10、對於一般電機的組合是在60Hz以上也要求轉矩一定,是否可以?

    通常情況下時(shí)不可以的。在60Hz以上(也有50Hz以上的模式)電壓不變,大體為恒功率特性,在高速下要求相同轉矩時(shí),必須注意電機與變頻器容量的選擇。

    11、所謂開(kāi)環(huán)是什麼意思?

    給所使用的電機裝置設速度檢出器(PG),將實(shí)際轉速反饋給控制裝置進(jìn)行控制的,稱(chēng)為“閉環(huán)”,不用PG運轉的就叫作“開(kāi)環(huán)”。通用變頻器多為開(kāi)環(huán)方式,也有的機種利用選件可進(jìn)行PG反饋。

    12、實(shí)際轉速對於給定速度有偏差時(shí)如何辦?

    開(kāi)環(huán)時(shí),變頻器即使輸出給定頻率,電機在帶負載運行時(shí),電機的轉速在額定轉差率的范圍內(1%~5%)變動(dòng)。對於要求調速精度比較高,即使負載變動(dòng)也要求在近於給定速度下運轉的場(chǎng)合,可采用具有PG反饋功能的變頻器(選用件)。

    13、如果用帶有PG的電機,進(jìn)行反饋後速度精度能提高嗎?

    具有PG反饋功能的變頻器,精度有提高。但速度精度的植取決於PG本身的精度和變頻器輸出頻率的解析度。14、失速防止功能是什麼意思?

    如果給定的加速時(shí)間過(guò)短,變頻器的輸出頻率變化遠遠超過(guò)轉速(電角頻率)的變化,變頻器將因流過(guò)過(guò)電流而跳閘,運轉停止,這就叫作失速。為了防止失速使電機繼續運轉,就要檢出電流的大小進(jìn)行頻率控制。當加速電流過(guò)大時(shí)適當放慢加速速率。減速時(shí)也是如此。兩者結合起來(lái)就是失速功能。

    15、 有加速時(shí)間與減速時(shí)間可以分別給定的機種,和加減速時(shí)間共同給定的機種,這有什麼意義?

    加減速可以分別給定的機種,對於短時(shí)間加速、緩慢減速場(chǎng)合,或者對於小型機床需要嚴格給定生產(chǎn)節拍時(shí)間的場(chǎng)合是適宜的,但對於風(fēng)機傳動(dòng)等場(chǎng)合,加減速時(shí)間都較長(cháng),加速時(shí)間和減速時(shí)間可以共同給定。

    16、 什麼是再生制動(dòng)?

    電動(dòng)機在運轉中如果降低指令頻率,則電動(dòng)機變?yōu)榉峭桨l(fā)電機狀態(tài)運行,作為制動(dòng)器而工作,這就叫作再生(電氣)制動(dòng)。

    電網(wǎng)干擾淺析
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    在公共電網(wǎng)上存在著(zhù)各形式的干擾。除了供電中斷可以明顯察覺(jué)外,絕大多數干擾都是不容易察覺(jué)的。然而,正是這種不易察覺(jué)的干擾對正常運行的電器電子設備存在著(zhù)嚴重的威脅。如:雷電在電網(wǎng)上感應的干擾可使瞬間電壓高達二萬(wàn)伏以上,將電網(wǎng)上的用電設備燒毀。

    高次諧波在零線(xiàn)上的干擾會(huì )嚴重影響高頻通訊設備的工作,使數字電路誤操作,從而導致通訊中斷,系統數據丟失等的嚴重后果。

    習慣上將電網(wǎng)干擾分為下述幾種:

    一、低頻干擾。

    A.過(guò)壓:電壓持續高于額定值的10%以上。
    B.欠壓:電壓持續低于額定值的15%以下。
    C.斷電:大于300ms的供電中斷。
    D.間斷:小于300ms供電中斷。
    E.浪涌:電壓高于額定值的10%以上,持續時(shí)間1至數個(gè)周期。
    F.頻率漂移:頻率偏移正常值的±2%。

    二、高頻干擾。

    A.尖峰:高于額定電壓若干倍,有時(shí)可高達數千伏,持續時(shí)間為毫秒級的短時(shí)過(guò)壓。
    B.毛刺:高于額定電壓若干倍,有時(shí)可高達上萬(wàn)伏,持續時(shí)間為微秒級的瞬時(shí)過(guò)壓。
    C.高次諧波:由于負載的非線(xiàn)性引起的電網(wǎng)波形的畸變。
    D.低頻干擾產(chǎn)生的主要原因為:大型電器的開(kāi)、關(guān)機;電網(wǎng)負荷變化過(guò)大(超載或輕載);負載短路等。

    高頻干擾產(chǎn)生的主要原因為:

    由電網(wǎng)供電的非線(xiàn)性負載;高頻工作方式的設備產(chǎn)生的輻射;雷電;電器設備開(kāi)關(guān)機的瞬間等。如何消除形形色色的干擾對用電設備造成的影響,為用電設備提供高可靠性,高質(zhì)量的純凈的電源,當前普遍的做法是:

    A.使UPS具有穩壓、穩頻功能,排除了電壓過(guò)高、過(guò)低及頻率漂移的影響。
    B.UPS自帶電池組,解決了電網(wǎng)故障及停電的問(wèn)題。
    C.使用諧波濾波器,有效地濾除高次諧波。
    D.使用射頻干擾(RFI)濾波器,消除射頻干擾。
    E.采用良好的屏蔽措施。

    (1)EVADA UPS采用了先進(jìn)的DSP控制技術(shù)雙重隔離的在線(xiàn)工作方式使其具有十分優(yōu)良的穩壓穩頻抗干擾性能,IGBT整流器的輸入電壓范圍可寬達±25%(一般UPS為±15%),在此范圍內輸出電壓均穩定在額定值。從而徹底解決了輸入電壓過(guò)高或過(guò)低的問(wèn)題。

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