10kV消谐装置课件Word格式.docx
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二、PT产生铁磁谐振产生的原因以及危害?
正常运行时,PT开口三角的电压(3U0)理论上是0V,在实际中一般也不超过10V,系统发生单相接地故障时,3U0将迅速升高到30V,有时更高,达到120V时,形成过电压,当系统带电时,由于三相不同期等原因(存在有如瞬时接地故障等的现象,对系统造成冲击扰动),会在电压互感器中产生很大的谐波电流,导致互感器内部铁芯饱和,使二次侧的波形发生畸变,当畸变足够大时,就形成了铁磁谐振。
另外也有因磁滞损耗和涡流损耗而形成谐振的情况。
在分频谐振(低于50Hz,比如16.667Hz、25Hz)时,一般过电压并不高,但是PT的电流大,易使电压互感器(PT)过热而爆炸;
基波和倍频谐振(比如50Hz、150Hz)时,一般电流不大,但是过电压很高,常使设备绝缘损坏,引起电压互感器(PT)烧毁,造成恶性事故。
三、PT产生了铁磁谐振时,谐波分量有哪些?
在铁磁谐振时的谐波含量中,16.667Hz,25Hz,150Hz三种成分比重较大,其他的分量相对很小,一般忽略。
四、铁磁谐振产生的条件
①中性点非有效接地系统;
②非线性电感元件和电容元件组成的振荡回路。
回路线性状态时的自振频率小于某次低频谐振频率,当铁芯饱和而电感减小时,回路自振频率增加到恰好等于某次低频的谐振频率;
③振荡回路中的损耗足够小,所以谐振实际上发生在系统空载或轻载时;
④电感的非线性要相当大;
⑤有激发作用,即系统有某种电压、电流的冲击扰动,如跳、合闸,瞬间短路等。
五、消谐装置消除铁磁谐振的原理
装置实时监测PT开口三角电压,运用DFT算法计算出零序电压16.667Hz、25Hz、50Hz、150Hz四种频率的电压分量。
本装置较目前市场上同类设备增加了压敏元件,该元件的电抗随谐波电压而变化,从而破坏PT铁磁谐振的产生条件。
达到了实时在线消除运行过程中瞬态谐振的目的,极大地降低了谐振产生的可能性。
如压敏元件未能完全消除PT产生的铁磁谐振,则瞬间启动大功率消谐元件予以消除。
在消谐过程中,使用了最优决策算法,即寻找合理的消除点
我们知道,谐波电压中16.667Hz(≈17Hz),25Hz,150Hz谐波分量叠加在50Hz的基波上,将使基波波形发生严重畸变,在消谐元件出口消谐时,如不区分具体的消除点,就很容易造成PT运行的不安全,并且出口在谐波的过零点时就没有意义。
所以根据最优决策理论,应该寻找那些基波过零点与谐波峰值之间的黄金分割点(0.618)进行消除,这样既可以消除谐振又能保证基波不受或少受影响(图6—1)。
当谐振发生时,每隔一微小时间段启动一次大功率消谐元件,启动3次算作一段,如果在第一段消谐过程中未能完全消除,隔一定时间启动第二段,若仍未能完全消除,则隔一定时间启动第三段。
之后如谐振故障依然存在,则为了PT安全的考虑,不再启动大功率消谐元件,只用压敏元件予以实时在线消除。
直到谐振完全消除。
t
V
a
b
a=0.618×
图6—1消谐选点示意图
合成波形
基波波形
谐波波形
六、动作判据
①谐振判据:
17Hz谐波电压≥17V;
25Hz谐波电压≥25V;
150Hz谐波电压≥33V。
满足任意一个条件,则瞬间启动大功率消谐元件对铁磁谐振的谐波进行消除,同时装置“谐振”指示灯点亮,闭合谐振告警继电器,给监控系统发“谐振”告警信息。
②接地判据:
基波电压≥30V。
满足上述条件,则“接地”指示灯点亮,闭合接地告警继电器,给监控系统发“接地”告警信息。
③过压判据:
基波电压≥120V。
满足上述条件,则“过压”指示灯点亮,闭合过压告警继电器,给监控系统发“过压”告警信息。
④返回系数:
93.75%。
七、调试模拟试验
1、接地
用继电保护测试仪或调压器给消谐装置零序电压端子加电压,由低于30V缓慢升到30V,装置动作:
点亮接地指示灯,闭合接地告警继电器(用万用表测量其输出接点,应处于导通状态),打印故障信息,通过串口上传故障信息。
将电压缓慢下降,在不低于28.125V时,由于返回系数的存在,该故障仍继续存在。
低于28.125V时,故障返回。
但此时指示灯、接地告警继电器仍保持,打印机在打印完该故障后自动停止,串行通讯由上传故障报文变为上传无故障报文。
查看故障报告,应当显示记录故障动作时刻的信息。
此电压值可能低于门坎值30V但高于返回值28.125V,如29V。
2、过压
用继电保护测试仪或调压器给消谐装置零序电压端子加电压,由低于120V缓慢升高到120V,装置动作:
点亮过压指示灯,闭合过压告警继电器(用万用表测量其输出接点,应处于导通状态),打印故障信息,通过串口上传故障信息。
将电压缓慢下降,在不低于112.5V时,由于返回系数的存在,该故障仍继续存在。
低于112.5V时,故障返回。
但此时指示灯、过压告警继电器仍保持,打印机在打印完该故障后自动停止,串行通讯由上传故障报文变为上传无故障报文。
此电压值可能低于门坎值120V但高于返回值112.5V,如115V。
3、谐振
用继电保护测试仪或频率发生器给装置零序电压端子加16.667Hz频率的电压,由低于17V缓慢升到17V,装置动作:
点亮谐振指示灯,闭合谐振告警继电器(用万用表测量其输出接点,应处于导通状态),打印故障信息,通过串口上传故障信息。
将电压缓慢下降,在不低于15.9375V时,由于返回系数的存在,该故障仍继续存在。
低于15.9375V时,故障返回。
但此时指示灯、谐振告警继电器仍保持,打印机在打印完该故障后自动停止,串行通讯由上传故障报文变为上传无故障报文。
此电压值可能低于门坎值17V但高于返回值15.9375V,如16V。
25Hz、150Hz试验方法同理。
八、谐振模拟实验时,为什么要在试验回路中串接灯泡或电阻?
谐振模拟实验的原理接线图如图10—1。
当装置内部的大功率消谐元件启动时,会产生很大的暂态冲击电流,这会对实验仪器产生不利的影响甚至使其损坏。
为了避免此情况发生,应在试验回路中串接如图所示的灯泡或电阻,以便限制电流的大小。
灯泡或电阻的功率一般在30W~100W(阻值500~1500Ω)之间即可。
谐波发生器或
继电保护测试仪
WXZ196-X型
微机消谐装置
图10—1谐振模拟实验原理接线图
九、观音岩电厂所用消谐装置简介
观音岩电厂所采用消谐装置端子接线图
观音岩电厂所采用的消谐装置为:
保定恒东电器有限公司生产的HHD-WX系列微机消谐装置。
能区分外部过电压、铁磁谐振和单相接地。
采用大功率、无触点消谐元件,消谐迅速、可靠。
能迅速消除三分频、二分频、工频以及三倍频(即16.667Hz、25Hz、50Hz、150Hz)等特征频率的铁磁谐振。
装置提供一组无源报警接点,无论是过电压、铁磁谐振、单相接地故障,这一组无缘报警接点均接通,给监控系统发告警信息。
其装置端子接线如上图所示:
1~8:
分别为不同母线PT开口三角电压的输入端(最多可接4段母线)。
9、10:
综合报警信号输出节点。
11、12、13:
RS232/485通信接口。
14、15:
装置工作电源。
(AC/DC220V,功耗≤20W。
)
16:
屏蔽地。
十、观音岩电厂消谐装置动作判据模拟试验
试验接线如下图所示:
跟其他消谐装置一样,做模拟试验时,应在回路中串入负载(如图中的灯泡,兼作动作指示用,功率取100W即可)以防大功率消谐元件动作时损坏试验仪器。
1、单相接地:
PT开口三角基波零序电压≥30V
给装置信号输入端“Uo1*,Uo1”输入工频30V~120V之间电压,“单相接地”指示灯亮、综合报警接点闭合。
当输入电压小于30V时,本装置不动作。
2、过电压:
PT开口三角基波零序电压≥120V
当输入信号端通入120V以上电压,“过电压”指示灯亮、综合报警接点闭合报警(即当系统发生过电压故障时,经过消谐后,过电压信号仍存在,系统没有恢复正常,这时应尽快排除系统故障,以免造成损失)。
3、谐振:
(个人理解:
谐振的判据应该跟其他消谐装置的谐振判据一样,只是这里做模拟实验时,其做法跟其他消谐装置的做法不一样,这里是用过电压来判别“谐振故障”。
当输入信号端短时通入130V(在系统参数设置窗口可设置120~150)以上的电压,并迅速撤除电压,此时伴随着灯泡闪烁三次,“谐振”指示灯亮、综合报警接点闭合报警(即当系统发生谐振时,零序电压较高,经消谐,系统恢复正常,零序电压很快降下来,如果三次后过电压仍存在,报过压故障)。
消谐成功后,综合报警继电器动作10秒提醒用户。
其他消谐装置的谐振判据:
个人理解:
“过电压”是由“谐振”引起的,当发生“谐振”时,每隔一微小时间段启动一次大功率消谐元件,每启动一次,灯泡就闪烁1次,灯泡闪烁三次过后,也就是大功率消谐元件启动三次之后,若“PT开口三角的零序电压”低于120V,则消谐装置认为消谐成功,系统恢复了正常;
若三次之后,“PT开口三角的零序电压”仍高于120V,则认为“经过消谐后,过电压信号仍存在,系统没有恢复正常”,所以报“过电压”故障,需要人为尽快的排除系统故障。
十一、发生铁磁谐振时,分频谐振与基波、倍频谐振的特点分别是什么?
在35千伏及以下的电网中,几乎所有的内部过电压事故均由铁磁谐振引起。
铁磁谐振引起的过电压持续时间长,甚至可能长期存在。
在分频谐振(低于50Hz,比如16.667Hz、25Hz)时,一般过电压并不高,但是PT的电流大,易使PT过热而爆炸;
基波和倍频谐振(比如50Hz、150Hz)时,一般电流不大,但是过电压很高,常使设备绝缘损坏,造成恶性事故。
消谐装置正常运行时的采样
观音岩消谐装置的定值
观音岩消谐装置动作报告
卖炭翁白居易(唐)字乐天号香山居士
卖炭翁,伐薪烧炭南山中。
满面尘灰烟火色,两鬓苍苍十指黑。
卖炭得钱何所营?
身上衣裳口中食。
可怜身上衣正单,心忧炭贱愿天寒。
夜来城外一尺雪,晓驾炭车碾冰辙。
牛困人饥日以高,市南门外泥中歇。
翩翩两骑(jì
)来是谁?
黄衣使者白衫儿。
手把文书口称敕,回车叱牛牵向北。
一车炭,千余斤,宫使驱将(jiāng)惜不得。
半匹红绡一丈绫,系(jì
)向牛头充炭直(值)。
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- 10 kV 装置 课件