5.3电力系统谐振过电压.pptVIP

5.3 电力系统谐振过电压 谐振：振荡系统中的一种周期性的或准周期性的运行状态，其特征是某一个或几个谐波幅值的急剧上升。 特点：是一种稳态现象，不仅会在操作或事故的过渡过程中产生，而且还可能在过渡过程结束后较长时间内稳定存在，直到发生新的操作或故障，谐振条件受到破坏为止，持续时间长，后果严重。 共振：当策动力的频率和系统的固有频率相等时，系统受迫振动的振幅最大。 电路里的谐振：当电路的激励频率等于电路的固有频率时，电路的电磁振荡的振幅也将达到峰值。实际上，共振和谐振表达的是同样一种现象。这种具有相同实质的现象在不同的领域里有不同的叫法而已。 谐振过电压：具有电感电容等元件的电力系统可以构成一系列不同自振频率的振荡回路，当系统进行操作或发生故障时，某些振荡回路就有可能与外加电源发生谐振现象，导致系统中某些部分(或设备)上出现过电压，这就是谐振过电压。 由于系统中的电阻电容元件可以认为是线性的，而电感则是线性的、作周期性变化的或非线性的。按电感的类型不同，谐振分为： 线性谐振 参数谐振 铁磁谐振 特点：电路中的参数是常数，不随电压或电流的变化而变化。 当回路自振频率与电源频率相等时，回路的感抗等于容抗时出现线性谐振，此时过电压最大。 解决方法：在设计或运行时避开谐振范围。 在电力系统运行中，可能出现的线性谐振：控制长线路电容效应引起的谐振，中性点非有效接地系统中不对称接地故障时的谐振，消弧线圈全补偿时的谐振以及某些传递过电压的谐振。 解决方法：在设计或运行时避开谐振范围。 特点：系统中某些元件的电感参数在外界因素的影响下发生周期性变化。当接有电容性负载，参数配合不当，就可能发生参数谐振。 谐振所需的能量由改变参数的原动机供给，不需要单独的电源；只要回路中具有某些残余的电场或磁场能量，就足以使谐振发生和发展。 实际电网中存在一定的电阻，因此要求每次变化所引入的能量必须足够大，才能在补偿电阻能量损耗外，还使回路中的储能愈积愈多，促使谐振的进一步发展。 影响：威胁电气设备的绝缘和损坏避雷器，而且使电机与其他电源不能实现并列运行。 解决方法：发电机投入电网运行之前，进行自激校核。 特点：电力系统的振荡回路中，由于铁芯电感的磁路饱和引起本身电感值发生变化，因而激发起持续性的较高幅值的铁磁谐振过电压。可以是基波、高次谐波谐振，也可是分次谐波谐振。 影响：单相、两相或三相对地电压升高，或低频摆动，引起绝缘网络或避雷器爆炸。也可能产生高值零序电压分量，出现虚幻接地和不正确的接地指示，或在电压互感器上产生过电流，引起FU熔断等现象。 产生基波铁磁谐振的必要条件： 根据分析，铁磁谐振回路在稳态时可能有两个稳定的工作状态： 存在现象：当电势E由零逐渐增加时，回路的工作点将由O点逐渐上升到m点，然后突变到n点，回路电流将由感性突变成容性，这种回路电流相位发生1800的突变称为相位反倾现象，同时回路电流及电容和电感上的电压将突然的大幅度的提高。 特点： ① 对铁磁谐振电路，在相同的电源电势作用下，回路可能有不只一种稳定的工作状态。 ②非线性铁磁特性是产生铁磁谐振的根本原因，但铁磁元件饱和效应本身也限制了过电压的幅值。 ③谐振的必要条件是：电感和电容的伏安特性曲线有交点，即 特点： ④由于谐振回路的电感不是常数，在同样的回路中即可产生谐振频率等于电源频率的基波振荡，也可能产生倍频谐振和分频谐振，具有各谐波振荡的可能性。 解决办法： ①选择励磁特性好的电压互感器或改用电容式电压互感器。 ②在电压互感器开口三角形绕组中短时接入阻尼电阻，或在电压互感器一次绕组中性点接入电阻以阻尼振荡。 ③个别情况，在10kV及以下电压等级母线上装设一组三相对地电容器，或利用电缆代替架空线段以增大对地电容，避免谐振。 解决办法： ④特殊情况下，可将系统中性点临时经电阻接地或直接接地，或投入消弧线圈，也可按事先规定投入某些事先规定的线路或设备以改变电路参数，消除谐振过电压。 The end! * * Company Logo LOGO 5.3 电力系统谐振过电压 5.3 电力系统谐振过电压 5.3 电力系统谐振过电压 谐振的类型 5.3 电力系统谐振过电压 一、线性谐振 5.3 电力系统谐振过电压 一、线性谐振 5.3 电力系统谐振过电压 二、参数谐振过电压 5.3 电力系统谐振过电压 二、参数谐振过电压 5.3 电力系统谐振过电压 二、参数谐振过电压 5.3 电力系统谐振过电压 三、铁磁谐振过电压 5.3 电力系统谐振过电压 三、铁磁谐振过电压 5.3 电力系统谐振过电压 正常运行条件下，初始感抗大于容抗，电路运行在感性工作状态，不具备线性谐振条件，但当铁芯电感两端的电压有所升高，电感线圈中出现涌流时，就能使铁芯出现饱和，感抗随之减小，当降到wL=1/wC时，满足串联谐振