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一、概述
電力系統(tǒng)中的鐵磁諧振過電壓是一種常見的內(nèi)部過電壓現(xiàn)象,在35KV以下中性點絕緣的電網(wǎng)中頻繁發(fā)生。這種過電壓持續(xù)時間長,甚至能長時間自保持,因而對電力系統(tǒng)的安全運行威脅極大。它是導致高壓熔絲熔斷、電磁式電壓互感器燒損爆炸的重要原因,也是電力系統(tǒng)中某些重大事故的誘發(fā)原因之一。
DM-WXC微機型鐵磁諧振消除裝置是我公司科技人員在總結了十幾年來國內(nèi)各種消諧裝置成功、失敗的經(jīng)驗和教訓之后,研制出的新一代鐵磁諧振消除裝置。該裝置在軟硬件的設計上進行了重大改進,無需整定和調試,使消諧成功率大大提高。
二、主要功能和技術參數(shù)
1、適用范圍:35KV以下中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的小接地電流系統(tǒng)。
2、母線段數(shù):1段。
3、消諧頻率:三分頻、二分頻、基頻、三次諧波或其它高次諧波。
4、動作頻率范圍(HZ):三分頻(14~18)、二分頻(22~27)、基頻(47~52)、三
次諧波(145~162)、其它高次諧波(頻率大于52的非三次諧波)。
5、動作電壓(V):三分頻、二分頻30±5,基頻、三次諧波、其它高次諧波(頻率
大于52的非三次諧波)110±5。以上啟動值為缺省經(jīng)驗值,用戶無需整定。
6、遠動報警功能:諧振報警、過電壓報警。
本系列報警各提供一對無源觸點(觸點容量為8A/250VAC、8A30VDC)在電壓不超過250V,電流不超過0.5A,時間常數(shù)為5±0.75ms的直流回路中,裝置輸出觸點的斷開容量為40W。
7、工作狀態(tài)指示:運行指示燈(綠色、裝置正常運行時閃爍)、諧振報警燈(紅色、
三次內(nèi)消諧成功點亮)、過電壓報警燈(紅色、三次內(nèi)消諧不成功點亮,此時裝
置返回運行,過電壓消除后滅)。
8、通訊功能: RS485。
9、電源:交流220V。
10、使用環(huán)境:溫度-10℃~55℃ 濕度≤90% 大氣壓力80~110KP
周圍介質無導電塵埃或導致金屬或絕緣損壞的腐蝕性氣體、霉菌等。
11、外形尺寸120mmX120mmX137mm。
12. 安裝尺寸112mmX112mm。
三、裝置的工作特點
1、裝置的顯示界面為液晶漢字界面。
2、無需整定和調試,上電即投運。
3、重復消諧功能:系統(tǒng)諧振被阻尼消除后若再次被激發(fā)產(chǎn)生,裝置能再次立即起動
予以消除。
4、自檢功能:隨時監(jiān)視裝置的核心硬件電路和軟件的執(zhí)行情況。
5、自投運功能:裝置上電后無論處在何種操作界面,若2分鐘無人操作便自動進入
運行。
四、工作原理
4.1、電壓互感器PT產(chǎn)生鐵磁諧振的原因
電力系統(tǒng)有大量元件屬于電感性的和電容性的,如電力變壓器、互感器、發(fā)電機、消弧線圈為電感元件,補償用的電容器組、高壓設備的寄生電容為電容元件,而線路各導線對地和導線間既存在縱向電感又存在橫向電容,這些儲能元件組成復雜的LC振蕩電路,在一定的能量作用下,特定參數(shù)配合的回路就會發(fā)生諧振現(xiàn)象。例如在中性點非有效接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時,電壓互感器和線路對地電容之間、受電變壓器和相間電容之間、空載變壓器和空載長架空線電容之間所形成的振蕩回路都有發(fā)生諧振的可能。例如電壓互感器在正常工作條件下,三相基本平衡,電網(wǎng)中性點對地位移電壓很小,但在電壓互感器突然合閘、電網(wǎng)中單相接地突然消失等情況,會造成電磁式電壓互感器的三相對地電壓也隨之變化,出現(xiàn)過電壓使電壓互感器鐵心飽和,電感量降低,與線路對地電容形成的振蕩回路就可能激發(fā)起鐵磁諧振。
4.2、鐵磁諧振的產(chǎn)生條件
4.2.1 電壓互感器的突然投入
4.2.2 線路發(fā)生單相接地
4.2.3 系統(tǒng)運行方式的突然改變
4.2.4 系統(tǒng)負荷發(fā)生較大的波動
4.2.5 電網(wǎng)頻率的波動
4.2.6 負荷的不平衡變化
4.3、鐵磁諧振的危害性
發(fā)生鐵磁諧振時產(chǎn)生的較高過電壓和較大的過電流,極易使電力設備的絕緣損壞,嚴重情況下危及運行人員的安全。
4.3.1 中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時接地電弧不能自然熄滅就會產(chǎn)生弧光過電壓,致使系統(tǒng)中絕緣薄弱的地方放電擊穿,在過電壓的作用下造成第二點接地發(fā)展為相間短路,造成電力設備損壞并嚴重威脅系統(tǒng)安全運行。
4.3.2 發(fā)生鐵磁諧振時,電壓互感器感抗下降,一次勵磁電流急劇增加,使高壓保險熔斷。如果電流未達到保險的熔斷值,使電壓互感器長時間處于過電流狀態(tài)下運行,勢必造成電壓互感器的損壞。
4.4.3 產(chǎn)生零序電壓分量,出現(xiàn)虛幻接地現(xiàn)象,使絕緣監(jiān)察裝置誤發(fā)接地信號。
4.4、DM-WXC鐵磁諧振消除裝置工作原理
裝置實時監(jiān)測電壓互感器PT開口三角處電壓和頻率,當發(fā)生鐵磁諧振時,裝置瞬時啟動無觸點消諧元件(大功率可控硅),將PT開口三角繞組瞬間短接,產(chǎn)生強大阻尼,從而消除鐵磁諧振。
當發(fā)生鐵磁諧振時,裝置啟動消諧元件,瞬間短接后如果諧振仍未消除,則裝置再次啟動消諧元件,出于PT安全的考慮裝置共可啟動三次消諧元件。如果在三次啟動過程中諧振被成功消除則裝置的諧振指示燈點亮,并且諧振報警動作(持續(xù)時間10秒),以提示曾有鐵磁諧振發(fā)生,當操作裝置查看記錄后諧振燈熄滅;如果諧振未消除則裝置的過電壓指示燈亮,同時過電壓報警出口動作,過電壓消失后恢復正常。