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電力系統幾個常見基礎知識問答

2016年6月30日()編輯:佚名 閱讀:

  1、 常見的母線接線方式

  1)單母線接線:單母線接線具有簡單清晰、設備少、投資小、運行操作方便且有利于擴建等優點,但可靠性和靈活性較差。當母線或母線隔離開關發生故障或檢修時,必須斷開母線的全部電源。

  2)雙母線接線:雙母線接線具有供電可靠,檢修方便,調度靈活或便于擴建等優點。但這種接線所用設備多(特別是隔離開關),配電裝置復雜,經濟性較差;在運行中隔離開關作為操作電器,容易發生誤操作,且對實現自動化不便;尤其當母線系統故障時,須短時切除較多電源和線路,這對特別重要的大型發電廠和變電所是不允許的。

  3)母線加旁路:其供電可靠性高,運行靈活方便,但投資有所增加,經濟性稍差。特別是用旁路斷路器帶路時,操作復雜,增加了誤操作的機會。同時,由于加裝旁路斷路器,使相應的保護及自動化系統復雜化。

  4)3/2 及 4/3 接線:具有較高的供電可靠性和運行靈活性。任一母線故障或檢修,均不致停電;除聯絡斷路器故障時與其相連的兩回線路短時停電外,其它任何斷路器故障或檢修都不會中斷供電;甚至兩組母線同時故障(或一組檢修時另一組故障)的極端情況下,功率仍能繼續輸送。但此接線使用設備較多,特別是斷路器和電流互感器,投資較大,二次控制接線和繼電保護都比較復雜。

  5)母線-變壓器-發電機組單元接線:它具有接線簡單,開關設備少,操作簡便,宜于擴建,以及因為不設發電機出口電壓母線,發電機和主變壓器低壓側短路電流有所減小等特點。

  2、 穩定的具體含義

  (1)電力系統的靜態穩定是指電力系統受到小干擾后不發生非周期性失步,自動恢復到起始運行狀態。

  (2)電力系統的暫態穩定是指系統在某種運行方式下突然受到大的擾動后,經過一個機電暫態過程達到新的穩定運行狀態或回到原來的穩定狀態。

  (3)電力系統的動態穩定是指電力系統受到干擾后不發生振幅不斷增大的振蕩而失步。主要有:電力系統的低頻振蕩、機電耦合的次同步振蕩、同步電機的自激等。

  (4)電力系統的電壓穩定是指電力系統維持負荷電壓于某一規定的運行極限之內的能力。它與電力系統中的電源配置、網絡結構及運行方式、負荷特性等因素有關。當發生電壓不穩定時,將導致電壓崩潰,造成大面積停電。

  (5)頻率穩定是指電力系統維持系統頻率與某一規定的運行極限內的能力。當頻率低于某一臨界頻率,電源與負荷的平衡將遭到徹底破壞,一些機組相繼退出運行,造成大面積停電,也就是頻率崩潰。

  3、 變壓器中性點接地方式的安排

  變壓器中性點接地方式的安排應盡量保持變電所的零序阻抗基本不變。遇到因變壓器檢修等原因使變電所的零序阻抗有較大變化的特殊運行方式時,應根據規程規定或實際情況臨時處理。

  1)變電所只有一臺變壓器,則中性點應直接接地,計算正常保護定值時,可只考慮變壓器中性點接地的正常運行方式。當變壓器檢修時,可作特殊運行方式處理,例如改定值或按規定停用、起用有關保護段。

  2)變電所有兩臺及以上變壓器時,應只將一臺變壓器中性點直接接地運行,當該變壓器停運時,將另一臺中性點不接地變壓器改為直接接地。如果由于某些原因,變電所正常必須有兩臺變壓器中性點直接接地運行,當其中一臺中性點直接接地的變壓器停運時,若有第三臺變壓器則將第三臺變壓器改為中性點直接接地運行。否則,按特殊運行方式處理。

  3)雙母線運行的變電所有三臺及以上變壓器時,應按兩臺變壓器中性點直接接地方式運行,并把它們分別接于不同的母線上,當其中一臺中性點直接接地變壓器停運時,將另一臺中性點不接地變壓器直接接地。若不能保持不同母線上各有一個接地點時,作為特殊運行方式處理。

  4)為了改善保護配合關系,當某一短線路檢修停運時,可以用增加中性點接地變壓器臺數的辦法來抵消線路停運對零序電流分配關系產生的影響。

  5)自耦變壓器和絕緣有要求的變壓器中性點必須直接接地運行。

  4、 大電流接地系統中為什么要裝設零序保護

  三相星形接線的過電流保護雖然也能保護接地短路,但其靈敏度較低,保護時限較長。采用零序保護就可克服此不足,這是因為:

  1、正常運行和發生相間短路時,不會出現零序電流和零序電壓,因此零序保護的動作電流可以整定得較小,這有利于提高其靈敏度;

  2、Y/△接線降壓變壓器,△側以后的故障不會在 Y 側反映出零序電流,所以零序保護的動作時限可以不必與該種變壓器以后的線路保護相配合而取較短的動作時限。

  5、 零序電流保護在運行中的問題

  (1)當電流回路斷線時,可能造成保護誤動作。這是一般較靈敏的保護的共同弱點,需要在運行中注意防止。就斷線機率而言,它比距離保護電壓回路斷線的機率要小得多。如果確有必要,還可以利用相鄰電流互感器零序電流閉鎖的方法防止這種誤動作。

  (2)當電力系統出現不對稱運行時,也要出現零序電流,例如變壓器三相參數不同所引起的不對稱運行,單相重合閘過程中的兩相運行,三相重合閘和手動合閘時的三相斷路器不同期,母線倒閘操作時斷路器與隔離開關并聯過程或斷路器正常環并運行情況下,由于隔離開關或斷路器接觸電阻三相不一致而出現零序環流,以及空投變壓器時產生的不平衡勵磁涌流,特別是在空投變壓器所在母線有中性點接地變壓器在運行中的情況下,可能出現較長時間的不平衡勵磁涌流和直流分量等等,都可能使零序電流保護啟動。

  (3)地理位置靠近的平行線路,當其中一條線路故障時,可能引起另一條線路出現感應零序電流,造成反方向側零序方向繼電器誤動作。如確有此可能時,可以改用負序方向繼電器,來防止上述方向繼電器誤判斷。

  (4)由于零序方向繼電器交流回路平時沒有零序電流和零序電壓,回路斷線不易被發現;當繼電器零序電壓取自電壓互感器開口三角側時,也不易用較直觀的模擬方法檢查其方向的正確性,因此較容易因交流回路有問題而使得在電網故障時造成保護拒絕動作和誤動作。

  6、 線路保護中檢同期和檢無壓的設置

  如果采用一側投檢無壓,另一側投檢同期這種接線方式。那么,在使用檢無壓的那一側,當其斷路器在正常運行情況下由于某種原因(如誤碰、保護誤動等)而跳閘時,由于對側并未動作,因此線路上有電壓,因而就不能實現重合,這是一個很大的缺陷。

  為了解決這個問題,通常都是在檢無壓的一側也同時投入檢同期,兩者的觸點并聯工作,這樣就可以將誤跳閘的斷路器重新投入。

  為了保證兩側斷路器的工作條件一樣,在檢同期側也裝設檢無壓,通過切換后,根據具體情況使用。但應注意,一側投入檢無壓和檢同期時,另一側則只能投入檢同期。否則,兩側同時實現無電壓檢定重合閘,將導致出現非同期合閘。而且在檢同期中要檢線路有壓的條件。

  所以,線路保護中檢同期和檢無壓的設置是:一方檢無壓和檢同期,而另外一方檢同期。

  7、 變壓器差動保護的不平衡電流從何而來

  變壓器差動保護在運行時(包括區外故障時)總有一些差流,這是不平衡電流產生的。

  在穩態情況下的不平衡電流(需靠差動門檻來躲過):

  (1)由于變壓器各側電流互感器型號不同,即各側電流互感器的飽和特性和勵磁電流不同而引起的不平衡電流。它必須滿足電流互感器的10%誤差曲線的要求。

  (2)由于實際的電流互感器變比和計算變比不同引起的不平衡電流。

  (3)由于改變變壓器調壓分接頭引起的不平衡電流。

  在暫態情況下的不平衡電流(需靠比率制動或二次諧波來躲過):

  (1)由于短路電流的非周期分量主要為電流互感器的勵磁電流,使其鐵芯飽和,誤差增大而引起不平衡電流。

  (2)變壓器空載合閘的勵磁涌流,僅在變壓器一側有電流。

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