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电力行业管理与执法实务全书 - 输变电设备运行与检修 - 第五册.docx

1、电电 力力 行行 业业 管管 理理 与与 执执 法法 实实 务务 全全 书书 输变电设备 运行与检修 (五) 万鄂湘 主编 中国言实出版社 图 书 在 版 编 目 (CIP)数 据输 变 电 设 备 运 行 与 检 修 ( 五 ) /万 鄂 湘 主 编 北 京 : 中 国 言 实 出 版 社 , 2004.9 ISBN 7-80128-321-6电 万电力工业法规中国汇编 F407.616中国版本图书馆 CIP 数据核字(2004)第 103281 号中国言实出版社出版发行 (北 京 市 西 城 区 府 右 街 2 号 邮政编码 100017)中铁十六局印刷厂7871092 32 499.12

2、5 印张2004 年 9 月第 1 版 2004 年 9 月第 1 次印刷印数: 1 1 000 册 定 价 : 2560.00 元 (本 卷 16.00 元 )I目 录基于模糊集理论变压器微机差动保护系统构成 .1高短路阻抗变压器式自动快速消弧系统 .6 大型油浸式变压器过载切负荷判据及其定值的确定 .16全国变压器标准化技术委员会 .21变压器差动保护 CT 接线方式的探讨 .26环形变压器及其应用 .33基于模糊 Petri 网的知识表示方法在变压器故障 诊断专家系统中的应用 .43基于径向基函数的集成神经网络在变压器故障 诊断中的应用 .52高频变压器传递低频电功率技术的研究 .57国

3、产环烷基超高压变压器油的应用及评价 .64变压器经济运行分析 .73变压器空载试验微机化测试方法 .81超高压线路绝缘子状态的在线监测 .87大型电力变压器吊罩检修的流程优化研究 .94变压器单元双断路器兼作母联断路器接线 方式的应用 .99漏磁变压器的设计 .103 考虑电动力效应的高压断路器动力学特性仿真分析 .107IGIS 三相同壳母线快速暂态相电压测量中的主导 电场耦合系数分析 .116基于历史数据的变压器故障诊断 .121某大型变压器高压套管爆炸的原因分析及防范措施 .129110kV 和 220kV 变压器中性点过电压保护方式的选择. 135正激变换器中变压器的设计 .141变压

4、器有载分接开关在线净油技术的应用 .149自耦变压器公共绕组过负荷原因分析 .156变压器阻抗保护缺陷的分析 .160高压电容器内熔丝动作引起的过电压及其对策(续) .164并联电容器组不平衡保护初始值的估算 .171电容式电压互感器分压电容介损现场测量时 应注意的一个问题 .176环保型刷涂磷化粉在集合式电容器外壳上的应用 .178电容器高红外快速固化技术 .181新结构三相电容器实用新型专利质疑 .192输变电设备运行与检修 1基于模糊集理论变压器微机差动保护系统 构成1 概述 随 着 我 国 电 力 系 统 的 不 断 发 展 和 自 动 化 水 平 的提高,对变压器安全、可靠运行提出了

5、更高的要求, 近 年 来 采 用 了 许 多 微 机 型 变 压 器 差 动 保 护 装 置 。 由 于 计 算 机 技 术 发 展 , 硬 件 条 件 有 了 很 大 改 善 , 使 一 些 新 理 论 、 新 保 护 判 据 实 现 成 为 可 能 。 特 别 是 高 性 能 十 六 位单片微机以及 DSP 器 件 的 相 继 出 现 , 使 研 制 的 微 机 型 变 压 器 差 动 保 护 装 置 功 能 更 加 完 善 , 速 动 性 、 灵 敏 性和可靠性都有了很大的提高。 曾 提 出 了 一 种 基 于 模 糊 集 理 论 的 双 绕 组 变 压 器 微 机 差 动 保 护 新

6、判 据 , 并 对 模 糊 系 数 对 变 压 器 差 动 保 护 动 作 特 性 的 影 响 进 行 了 详 细 分 析 , 其 主 要 动 作 判 据 如下: P1K1 I P2K2 I1 I2cos0 (1) 式中:P1、P2 为模糊系数:K1 为灵敏度系数、 K2 为 标 积 系 数 : 为 I1、 I2 的 相 位 差 : I为 电流差的突变量。 这 一 判 据 在 理 论 上 运 用 模 糊 集 理 论 把 原 有 的 电输变电设备运行与检修 2流 差 的 突 变 量 和 标 积 项 有 机 结 合 起 来 , 使 新 判 据 能 自 动 地 适 应 运 行 情 况 的 变 化 ,

7、 从 而 适 时 的 改 善 了 判 据 的 精 度 。 当 然 该 判 据 在 真 正 意 义 上 的 完 成 并 达 到 使 用 效 果, 还需要大量的研究和试验工作。 本文在的基础上, 研 究 开 发 了 基 于 模 糊 集 理 论 的 变 压 器 微 机 差 动 保 护 硬 件 结 构 及 软 件 程 序 , 该 装 置 在 动 模 试 验 和 实 际 应 用 中都达到了良好效果。 2 本装置的硬件特点 本装置的硬件结构原理框图如图 1 所 示 。 整 个 系 统采用双 CPU 微 机 构 成 。 电 流 采 集 按 相 序 划 分 为 结 构 相 对 独 立 的 三 个 信 号 调

8、理 、 A/D 变 换 单 元 , 一 片 87C552CPU 作为前置机,负责采样保持、A/D 变换和 数据前期处理: TMS320C30 作为主 CPU 进行 FFT 变换、 数 字 滤 波 , 根 据 差 动 保 护 动 作 判 据 条 件 迅 速 、 准 确 地 发 出 控 制 命 令 。 通 过 双 口 RAM 的 数 据 通 信 , 保 证 两 个 CPU 工作步频协调一致。 整个装置主要结构特点如下。 2.1 带有低通滤波的信号调理单元 本单元由 LC 构成一级低通滤波器,可有效地滤 除 共 模 信 号 干 扰 , 试 验 表 明 特 别 对 EMI 和火花冲击干 扰 具 有 良

9、 好 的 抑 制 效 果 。 经 过 一 级 运 放 放 大 后 , 调 理 生成 A/D 变换所需的输入电压信号。 2.2 高性能的 A/D 转换器 MAX125 输变电设备运行与检修 3美国 MAXIM 公司生产的高速八路 14 位 A/D 转换 器 MAX125,具有四路同时跟踪/保持电路,每路转换 时 间 为 3 s: 四 路 通 道 吞 吐 速 率 为 76ksps。 因 此 MAX125 特 别 适 合 于 电 力 系 统 多 路 交 流 信 号 的 采 样 转 换。但我们在调试中发现 1)A/D 转换启动信号 CONST 必 须 是 负 脉 冲 信 号 , 否 则 A/D 转换器

10、将不能启动: 2) 当一次 A/D 转换完成时 , MAX125 将发出一个 INT 信号 通知 CPU 读 取 数 据 , 此 时 必 须 将 四 路 A/D 转换量全部 读 出 , 否 则 INT 将 维 持 低 电 平 不 变 , 可 能 造 成 中 断 死 机。上述两点在使用中应充分注意。 2.3TMS320C30 主 CPU TMS320C30 是美国 TI 公司推出的一种低价位、 高性能 16 位定点运算的 DSP 器件。 C30 结构是基于改进 的哈佛结构,支持分离的程序空间和数据空间总线。 具 有 强 大 的 数 据 运 算 处 理 能 力 , 特 别 对 于 FFT、DFT

11、及 矢 量 矩 阵 运 算 等 , 其 程 序 代 码 效 率 和 运 算 速 度 特 别 高 。 该 器 件 将 高 性 能 的 DSP 内核和丰富的微控制器外 设功能集于一身,其 SCI 和 SPI 通 信 接 口 、 片 内 8K16 位 FLASHRAM、内嵌 CAN 控 制 器 和 A/D 转换器等 无不为控制系统应用提供了一个理想的解决方案。 3 装置的技术性能主要特点 在构成了变压器微机差动保护装置硬件系统 输变电设备运行与检修 4之 后 , 在 软 件 程 序 设 计 中 主 要 考 虑 采 用 不 同 滤 波 方 法 计 算 电 流 的 相 位 、 幅 值 、 差 值 、 突

12、 变 量 , 根 据 公 式 (1)判据,分析确定模糊系数 P1、P2 值等。 3.1 模糊系数 P1、P2 的生成 本 装 置 差 动 保 护 新 判 据 的 关 键 内 容 是 如 何 根 据系 统 电 流 的 变 化 , 适 时 计 算 修 正 模 糊 控 制 系 数 P1、 P2 的 值 , 既 保 证 在 区 内 故 障 时 , 尤 其 是 在 匝 间 短 路 时 具 有较高的灵敏度,又能在区外故障时可靠的不动作。 由 于 I 和 I1 I2 cos 的 变 化 主 要 由 电 流 相 位 差 和 电 流 幅 值 差 引 起 , 为 此 设 定 三 个 模 糊 集 A、B、D,其定义

13、为: 其中:Ifh 为负荷电流突变量: 0,360:是两侧电流相位差。 三个模糊集 A、B、D 的隶属函数分别为: 其中,a0,b0,c0,k0 是四个参数。 根据模糊集理论 2:4:以及逻辑分析得到 P1 的模糊集为的模糊集为 BD ,得到 P1、P2 的定义函数 为: 为了实现模糊控制系数 P1、P2 的实时修正,在 具体编程中首先判别负荷电流突变量Ifh 的正负 输变电设备运行与检修 5和电流相位差的范围,而后根据 输变电设备运行与检修 6(5) (9)式计算确定 P1、 P2 值 , 其 判 别 程 序 框 图 如 图 2 所示。 3.2 差突变量、标积量、二次谐波制动量的获取 获 取

14、 差 突 变 量 时 , 充 分 地 利 用 计 算 机 的 记 忆 功 能和 运 算 能 力 , 保 证 工 频 每 周 波 内 都 刷 新 差 突 变 量 的 最 大值,以确保差动保护的灵敏度。 由 于 标 积 制 动 原 理 不 能 区 分 励 磁 涌 流 和 区 内 故 障两种情况,当空载投入变压器而产生励磁涌流时, 利 用 期 含 有 很 大 的 二 次 谐 波 制 动 分 量 , 闭 锁 动 作 回 路 以保证保护此时不动作。 为 了 获 得 差 突 变 量 、 标 积 量 和 二 次 谐 波 分 量 , 其 电流基波及二次谐波分量均采用全周富氏滤波 算法。设 每个工频周期采样 1

15、2 点,则全周富氏滤波离散 化算法为: 基波幅值电流 二次谐波幅值电流 为 了 提 高 测 量 精 度 和 考 虑 衰 减 的 直 流 分 量 的 影 响 , 采 样 点 也 可 以 考 虑 采 用 差 分 法 处 理 后 再 进 行 富 氏 滤 波 。 此 方 案 虽 然 可 以 提 高 精 度 , 但 是 对 保 护 动 作 速 度有影响,可以根据实际情况来滤波方案。 输变电设备运行与检修 74 试验结果与应用 针 对 本 装 置 试 验 , 首 先 采 用 调 压 器 、 移 相 器 、 变阻 器 及 各 种 测 量 表 计 建 立 了 一 个 静 态 实 验 系 统 , 通 过 调 试

16、 模 拟 正 常 工 作 状 态 , 由 毫 秒 计 测 量 差 动 保 护 的 动 作 时 间 。 然 后 在 动 模 室 进 行 动 态 模 拟 试 验 , 两 种 实 验 结果的几个典型数据及结论见表 1 本装置在实现基于 模 糊 集 理 论 的 变 压 器 差 动 保 护 中 , 由 于 采 用 了 高 性 能 双 CPU 构 成 的 微 机 保 护 系 统 , 因 而 具 动 作 速 度 快 、 灵 敏 度 高 、 抗 干 扰 性 能 力 强 等 特 点 。 在 基 于 模 糊 集 理 论 的 变 压 器 差 动 保 护 判 据 中 , 由 程 序 计 算 修 正 模 糊 控 制 系

17、数 P1、P2 的值,保证了在区内故障和匝间短路时 具 有 较 高 的 灵 敏 度 , 在 区 外 故 障 时 可 靠 的 不 动 作 。 本 装 置 在 变 电 站 综 合 自 动 化 配 套 应 用 中 也 取 得 了 良 好 的效果。 高 短 路 阻 抗 变 压 器 式 自 动 快 速 消 弧 系 统配 电 网 中 性 点 新 型 接 地 方 式 的 实 现 ANAUTOMATICRAPIDARCSUPPRESSIONSYSTEMBASED ONTRANSFORMER WITHHIGHSHORTCIRCUITIMPEDANCE IMPLEMENTATIONOFANEW APPROACHO

18、FNEUTRALGROUNDINGFORDISTRIBUTION NETWORK 输变电设备运行与检修 8LUGuoqing, JIANGXinyu, OUYANGXudong, ZHOULiangcai (GuangdongProvincialElectricPowerTest ResearchInstitute,Guanzhou510600,China) ABSTRACT :Anewneutralgroundingapproachfordistribu tionnetworkispresentedinthispaper.Itsprincipl eisthat: wheninstantane

19、oussinglephase to groundfaultoccurstherapidcompensationisperfor medbyuseofautomaticarcsup pressioncoiltoclearthefault , whenpermanentsinglephase to groundfaultoccursthefaultylinecanbequicklyfou ndoutandtrippedwithinthesettingtime.Thebasics tructureandprincipleofcontrollablereactorbase dontransformer

20、withhighshortcircuitimpedanceis putforward , usingthisstruc tureandprincipleanautomaticrapidarcsuppressio nsystemisdevelopedanditpossessessuchadvantage sasfinelinearityofvolt amperecharacteristics , highresponsespeed ,输变电设备运行与检修 9continuous lyadjustablecurrentoutputfromzerotoratedvalue, goodcompensa

21、tioneffectandadaptabilitytopowers ystem , etc. , thustheabovementionednewneutralgroundingappro achiswellimplemented. KEYWORDS : distrinutionnetwork : arcsuppressioncoil : controllablereactor : thyristor:shortcircuitimpedance 提 出 了 配 电 网 中 性 点 新 型 接 地 方 式 为 : 当 发 生 瞬 时 性 单 相 接 地 故 障 时 , 利 用 自 动 跟 踪 的

22、 消 弧 线 圈 实 现 快 速 补 偿 : 当 发 生 非 瞬 时 性 单 相 接 地 故 障 时 , 能 正 确 选 出 故 障 线 路 并 跳 闸 。 提 出 了 高 短 路 阻 抗 变 压 器 式 可 控 电 抗 器 的 基 本 结 构 和 原 理 , 用 该 原 理 研 制 成 功 的 高 短 路 阻 抗 变 压 器 式 自 动 快 速 消 弧 系 统 , 具 有 伏 安 特 性 线 性 度 优 良 、 响 应 速 度 快 、 电 流 由 零 到 最 大 都 能 无 级 连 续 调 节 、 补 偿 效 果 好 、 对 系 统 适 应 性 强 等 优 点 , 是 实现新型接地方式比较理

23、想的设备。 1 新型接地方式 配 电 网 中 性 点 接 地 方 式 的 选 择 与 电 力 系 统 安 全可 靠 运 行 密 切 相 关 , 是 城 网 和 农 网 建 设 中 必 须 关 注 的输变电设备运行与检修 10重 要 问 题 。 但 长 期 以 来 并 未 得 到 满 意 的 解 决 。 随 着 电 网 的 不 断 发 展 , 电 容 电 流 小 于 一 定 值 而 允 许 中 性 点 不 接 地 的 电 网 已 越 来 越 少 , 绝 大 多 数 配 电 网 的 中 性 点 都 采用低阻接地或消弧线圈接地方式。 低 阻 接 地 虽 然 避 免 了 系 统 的 过 电 压 问 题

24、 , 但 跳 闸 率 过 高 , 不 能 适 应 对 供 电 可 靠 性 越 来 越 高 的 要 求 , 尤 其 是 在 架 空 线 路 与 电 缆 混 合 的 配 电 网 中 此 问 题 更 为 突 出 。 同 时 , 单 相 接 地 时 巨 大 的 接 地 电 流 将 使 地 电 位 升 高 , 严 重 时 会 超 过 安 全 值 , 可 能 对 通 信 线 路 、 低 压 电 器 和 人 身 安 全 造 成 不 利 影 响 , 这 是 该 方 式 的 先 天 缺 陷 。 随 着 电 力 配 电 系 统 与 电 信 网 共 处 系 统 的 日 益 增 加 , 用 户 使 用 的 敏 感 元

25、 件 (电 脑 、 电 子 控 制 、 电 力 电 子 等 )日 益 增 多 , 以 及 国 际 标 准 对 低 压 设 备 耐 压 要 求 的 降 低 , 低 阻 接 地 方 式 这 一 不 可 克 服 的 缺 陷 越 来 越 不 能 被 社 会 容 忍 。 尤 其 在 电 缆 使 用 量 逐 渐 增 多 、 电 网 迅 速 扩 大 , 使 电 容 电 流 大 增 的 情 况 下 , 用 电 阻 将 单 相 接 地 故 障 电 流 限 制 到 远 小 于 两 相 短 路 电 流 而 同 时 又 要 满 足 过 电 压 要 求 的 做 法 已 非 常 困 难 , 即 采 用 低 阻 接 地 方

26、 式 已 非 常 不 经 济 。 因 此 , 低 阻 接 地 方 式 不 仅 不 适 合 于 以 架 空 线 路 为 主 的 农 网 , 也 将 越 来 越 不 适 合 于 以 电 缆为主、容量不断扩大的城网。 自 动 跟 踪 消 弧 线 圈 接 地 方 式 避 免 了 巨 大 的 接 地输变电设备运行与检修 11故 障 电 流 带 来 的 一 系 列 问 题 , 又 能 使 瞬 时 性 接 地 故 障 自动消除而不影响供电 1,2: 。但是由于规程中 规定线路单相接地时允许带故障运行 2h, 对系统的绝 缘 水 平 要 求 较 高 , 因 而 使 某 些 进 口 设 备 (尤 其 是 电 缆

27、 ) 受 到 威 胁 。 同 时 故 障 电 流 持 续 时 间 长 不 仅 对 人 身 安 全 很 不 利 , 而 且 易 使 非 瞬 时 性 接 地 故 障 扩 大 成 相 间 短 路 (尤 其 是 电 缆 )。 随 着 电 缆 逐 渐 代 替 架 空 线 路 , 单 相 接 地 时 不 分 瞬 时 性 和 非 瞬 时 性 故 障 都 不 跳 闸 的 传 统 消 弧线圈接地方式已不再适合。 配 电 网 中 性 点 新 型 接 地 方 式 为 : 当 发 生 瞬 时 性 单 相 接 地 故 障 时 , 利 用 自 动 跟 踪 的 消 弧 线 圈 实 现 快 速 补 偿 , 使 故 障 电 流

28、 小 于 一 定 值 而 自 动 灭 弧 , 从 而 使 系 统 继 续 正 常 运 行 而 不 停 止 供 电 : 当 发 生 非 瞬 时 性 单 相 接 地 故 障 时 , 能 正 确 选 出 故 障 线 路 并 跳 闸 , 不 影 响 其 他 非 故 障 线 路 的 正 常 运 行 : 同 时 保 证 单 相 接 地 故 障 持 续 时间小于 10s,使系统的绝缘水平可与低阻接地时的 相同 3: 。 这种接地方式兼具了低阻接地和消弧线圈接 地 的 优 点 , 又 摆 脱 了 各 自 的 缺 点 , 是 一 种 较 为 理 想 的 新型接地方式。 该 接 地 方 式 的 实 现 , 不 仅

29、 须 配 备 可 靠 、 准 确 、 响 应 快 的 小 电 流 接 地 选 线 装 置 和 相 应 的 跳 闸 装 置 , 还 必 须 有 高 质 量 的 自 动 跟 踪 补 偿 装 置 。 主 要 要 求 是 : 消 弧输变电设备运行与检修 12线 圈 伏 安 特 性 线 性 度 好 , 响 应 快 , 能 在 大 范 围 内 连 续 调 节 , 补 偿 效 果 好 等 。 现 有 的 各 类 自 动 跟 踪 补 偿 消 弧 线 圈 , 包 括 调 匝 式 4: 、 调 气 隙 式 5: 、 直 流 偏 磁 式 6: 、磁阀式 7: 、 调 电 容 式 8: 及 其 它 类 型 9, 10

30、: , 都 具 有 某 些 缺 点 而 不 能 同 时 满 足 上 述 要 求 。 这 也 是 目 前 消 弧 线 圈 的 应 用 受 到 局 限 的 原 因 。 本 文 所 述 由 高 短 路 阻 抗 变 压 器 式 电 抗 器 组 成 的 新 型 自 动 快 速 消 弧 系 统 可 以 满足上述要求,使上述接地方式实现成为可能。 2 自动快速消弧系统的主要构成 该 系 统 主 要 由 高 短 路 阻 抗 变 压 器 式 消 弧 线 圈 和控 制 器 组 成 , 同 时 采 用 小 电 流 接 地 选 线 装 置 作 为 配 套 设备。 2.1 高短路阻抗变压器式消弧线圈 该消弧线圈是一种新

31、型的变压器式可控电抗器,其一、二次绕组间的短路阻抗很大(达 100%或更大), 二 次 绕 组 用 晶 闸 管 短 路 。 通 过 调 节 晶 闸 管 的 导 通 角 来 调 节 二 次 绕 组 中 的 短 路 电 流 , 从 而 实 现 电 抗 值 的 可 控 调节。其原理结构见图 1。 整 套 装 置 中 设 置 特 殊 的 滤 波 电 路 , 用 以 吸 收 晶 闸 管 通 断 时 产 生 的 谐 波 , 使 电 抗 器 输 出 工 频 电 流 。 当 给 定 晶 闸 管 的 触 发 角 时 , 工 作 线 圈 输 出 的 基 波 电 流 输变电设备运行与检修 13为: 输变电设备运行与

32、检修 14式中 Iom 为额定电压下晶闸管全导通时流经工作线圈的电流有效值。 该 消 弧 线 圈 不 需 要 调 节 匝 数 , 铁 芯 不 需 要 有 气 隙 , 不 需 要 复 杂 的 直 流 回 路 和 任 何 机 械 传 动 装 置 , 因 而 结 构 十 分 简 单 , 与 普 通 的 变 压 器 相 同 。 由 于 电 抗 值 的 调 节 是 通 过 调 节 晶 闸 管 来 实 现 的 , 该 消 弧 线 圈 具 有 极 快 的 响 应 速 度 , 并 可 实 现 由 零 到 额 定 电 流 的 无 级 连 续调节。 此 外 该 消 弧 线 圈 的 独 特 优 点 是 作 为 补

33、偿 用 的 电 感 不 是 激 磁 阻 抗 而 是 利 用 变 压 器 的 短 路 阻 抗 , 因 而 可 保 证 在 全 电 压 范 围 内 都 具 有 良 好 的 伏 安 特 性 , 实 测 结 果如图 2 所示。这一优点对可控消弧线圈非常重要, 因 为 单 相 接 地 情 况 下 中 性 点 电 压 随 接 地 阻 抗 变 化 , 高 阻 接 地 时 中 性 点 电 压 较 低 , 而 最 高 可 升 到 1.1 倍相电 压 。 若 消 弧 线 圈 的 伏 安 特 性 为 非 线 性 , 则 消弧线圈输出 的 补 偿 电 流 将 成 为 中 性 点 电 压 的 非 线 性 函 数 , 因

34、 此 利 用 消 弧 线 圈 在 额 定 电 压 下 对 应 的 电 流 来 外 推 或 内 推 其 它 电 压 下 的 电 流 将 会 导 致 残 流 较 大 , 再 考 虑 到 零 序 电 容 测 量 的 不 准 确 性 , 有 可 能 使 接 地 残 流 仍 旧 超 过 规 定 的 允 许 值 : 对 于 分 级 式 消 弧 线 圈 (如 调 匝 式 、 调 容式等),还存在级差电流,情况有可能更糟。 2.2 新型控制器 输变电设备运行与检修 15控 制 器 是 系 统 的 核 心 , 担 负 着 实 时 跟 踪 测 量 系 统 电 容 电 流 并 及 时 向 系 统 投 入 或 退 出

35、 补 偿 电 流 、 对 接 地 故障线路实现跳闸等任务。 该 控 制 器 在 测 量 过 程 中 采 用 “试 探 法 ”,用两次 测 量 的 方 法 来 保 证 系 统 电 容 电 流 测 量 的 准 确 性 。 测 量 时 系 统 远 离 谐 振 区 , 因 此 即 使 不 采 用 阻 尼 电 阻 , 中 性 点 电 压 也 不 会 上 升 至 危 险 区 域 : 硬 件 、 软 件 采 用 多 重 滤 波 和 自 动 量 程 跟 踪 技 术 , 可 消 除 谐 波 干 扰 和 保 证 全 量 程 的 测 量 精 度 : 软 件 设 计 中 对 系 统 中 可 能 出 现 的 多 种现象

36、(例如多次重复接地故障等)都有恰当的对策, 尤 其 是 在 抗 干 扰 方 面 采 用 了 多 重 技 术 , 除 常 规 的 “看 门 狗 ”外 , 还 设 计 了 超 时 检 测 技 术 , 即 使 在 死 机 状 态 下 “看 门 狗 ”也 能 正 常 工 作 , 保 证 整 个 系 统 在 设 定 的 时间内恢复正常,由于人为的误操作而退出运行时, 装 置 能 在 设 定 的 时 间 内 自 动 转 入 运 行 状 态 。 补 偿 方 式 可 为 欠 补 、 过 补 、 全 补 , 由 于 装 置 响 应 很 快 , 因 此 不 需 要 预 调 谐 , 也 就避免了因串联谐振可能带来的

37、危险 过 电 压 : 同 时 还 设 置 了 跳 闸 接 口 , 可 对 发 生 接 地 故 障 的 线 路 实 现 跳 闸 : 具 有 信 息 传 输 接 口 , 可 将 相 应 的 信 息 由 无 人 值 班 的 变 电 站 传 送 到 远 方 的 调 度 站 。 控 制 系 统 人 机 界 面 友 好 , 采 用 液 晶 显 示 , 全 汉 化 操 作 , 正 常 测量时实时显示系统接地次数,中性点电压、电流,输变电设备运行与检修 16时间和系统的运行状态。 该 控 制 器 还 具 有 优 良 的 抗 电 磁 干 扰 性 能 , 在 有 干扰的环境下仍能长期正常工作。 2.3 配套设备小

38、电流接地选线装置 该 装 置 通 过 向 系 统 注 入 一 固 定 频 率 的 信 号 , 利 用安 装 在 变 电 站 的 探 测 器 探 测 接 地 线 路 传 回 的 电 磁 波 的 原 理 选 出 接 地 故 障 线 路 , 科 学 合 理 , 可 靠 性 高 , 响 应速度快。 3 自动快速消弧系统的主要性能及特点 该系统的工业样机已完成 10.5kV 电压下的全面系 统 模 拟 和 现 场 试 验 , 并 已 在 某 变 电 站 运 行 。 模 拟 试 验接线如图 3 所示。试验内容包括 10kV 单相金属性 接 地 、 弧 光 接 地 和 高 阻 接 地 等 典 型 故 障 ,

39、 模 拟 系 统 电 容电流取值从零到额定值,实测的典型波形见图 4。 试 验 数 据 统 计 表 明 , 残 流 均 小 于 6A, 大 多 数 情 况 下 残 流都小于 3A。该系统的主要优点是: (1)响应时间短接地故障发生(或解除)后 5ms 内 即可投入(或退出)补偿电流,故障电流在 60ms 内即 可降到很小的残流值。图 4(b)为典型的动作过程。 输变电设备运行与检修 17(2)在 非 接 地 故 障 情 况 下 可 工 作 于 远 离 谐 振 点 的 区 域 , 因 而 不 必 担 心 产 生 串 联 谐 振 过 电 压 的 问 题 , 不 必 设 置 阻 尼 电 阻 , 既

40、提 高 了 安 全 可 靠 性 又 简 化 了 设输变电设备运行与检修 18备。 (3)补 偿 状 态 可 以 随 意 变 化 因 为 输 出 电 流 是 真 正 无 级 连 续 可 调 的 , 所 以 欠 补 、 过 补 或 全 补 状 态 下 都 可 以实现。 (4)对配电网的适应性强每 10s 跟踪 1 次配电系 统 变 化 的 同 时 不 会 对 系 统 造 成 不 良 影 响 。 调 节 范 围 可 由 零 调 到 额 定 值 的 优 点 使 它 适 应 于 变 电 站 不 同 发 展 时期对消弧线圈容量的不同需要。240 次接地故障和 相 应 信 息 的 记 录 容 量 可 以 清

41、 楚 地 了 解 故 障 状 态 , 仅 用 一 台 控 制 器 就 能 实 现 多 台 系 统 并 联 运 行 , 降 低 了 成 本 。 同 时 , 该 系 统 还 具 有 正 确 选 出 接 地 故 障 线 路 并 实 现跳闸的功能。 4 结论 利 用 可 控 消 弧 线 圈 补 偿 电 容 电 流 使 瞬 时 性 单 相接 地 故 障 得 以 自 动 消 除 、 又 对 非 瞬 时 性 单 相 接 地 故 障 实 现 选 线 跳 闸 的 接 地 方 式 是 配 电 网 中 性 点 比 较 好 的 接 地 方 式 , 采 用 由 高 短 路 阻 抗 变 压 器 式 可 控 电 抗 器 组

42、 成 的 快 速 自 动 消 弧 系 统 具 有 伏 安 特 性 线 性 度 优 良 、 响 应 快 、 电 流 由 零 到 额 定 值 都 能 无 级 连 续 调 节 、 补 偿 效 果 好 、 对 系 统 适 应 性 强 等 优 点 , 是 实 现 新 型 接 地 方 式 较为理想的设备 输变电设备运行与检修 19 大 型 油 浸 式 变 压 器 过 载 切 负 荷 判 据 及 其 定 值的确定在 生 产 运 行 中 , 变 压 器 过 载 切 负 荷 装 置 应 用 越 来 越普遍, 为 保 证 变 压 器 安 全 运 行 起 到 了 积 极 作 用 。 变 压 器 绕 组 最 热 区

43、所 达 到 的 温 度 , 是 变 压 器 负 载 最 关 键 的 限 制 因 素 。 但 是 , 目 前 变 压 器 过 载 切 负 荷 装 置 动 作 仅以主变绕组负载超铭牌值作为判据,判据不充分, 很 难 做 到 在 保 证 设 备 安 全 运 行 的 同 时 , 最 大 限 度 地 实 现 对 用 户 连 续 供 电 。 如 何 确 定 变 压 器 过 载 切 负 荷 的 判 据 及 其 定 值 , 具 有 实 际 意 义 , 但 首 先 应 确 定 各 种 情 况 下 变 压 器 负 载 和 温 度 的 限 值 。 以 下 均 针 对 大 型 油 浸 式 变压器进行分析。 1 正常运

44、行时负载及温度限值 根据 G B1094.2-1996 电 力 变 压 器 第 2 部分温 升 、 GB/T15164-1994油浸式电力变压器负载导则 和 DL/T572-1995 电 力 变 压 器 运 行 规 程 中 的 相 关 规 定 , 大 型 油 浸 式 变 压 器 不 同 情 况 下 负 载 和 温 度 的 限 值 见表 1。 变 压 器 超 额 定 负 载 运 行 时 , 储 油 柜 中 的 油 因 膨 胀 可能会溢出,套管内部压力升高可能会漏油:而且, 在 热 点 温 度 突 然 升 高 超 过 临 界 温 度 时 , 绝 缘 纸 中 出 现 气 泡 , 使 其 绝 缘 强

45、度 降 低 , 引 起 故 障 。 对 于 具 有 正 常输变电设备运行与检修 20含 水 量 的 变 压 器 , 此 临 界 温 度 约 在 ) 140 160 之 间 , 当 水 分 含 量 增 加 时 , 此 临 界 温 度 还 要 降 低 。 随 着 变 压 器 容 量 增 大 , 漏 磁 磁 密 、 短 路 应 力 以 及 受 高 场 强 作 用 的 绝 缘 体 积 都 会 增 加 , 大 型 变 压 器 超 额 定 负 载 时, 比小型变压器更易受损, 故障的后果也更加严重。 为 使 变 压 器 在 预 期 负 载 条 件 下 运 行 , 把 运 行 危 险 控 制 在适当程度中,

46、 在现场运行中, 综合考虑变压器容量、 冷却方式、环境条件、负荷大小、负荷性质等因素, 可 在 负 载 大 小 、 运 行 时 间 和 顶 层 油 温 限 值 等 方 面 留 有 一定的裕度。 针 对 变 压 器 在 短 期 急 救 负 载 下 运 行 情 况 , DL/T572-1995 中规定: 应投入包括备用在内的全部冷 却 器 (制 造 厂 另 有 规 定 的 除 外 ), 并 尽 量 压 缩 负 载 、 减 少时间,一般不超过 0.5h。并且给出了 0.5h 短期急 救负载的负载系数 K2。 DL/T572-1995 只 是 指 出 当 变 压 器 有 严 重 缺 陷 或 绝 缘 有

47、 弱 点 时 , 不 宜 超 额 定 电 流 运 行 。 对 严 重 缺 陷 或 绝 缘 有 弱 点 并 没 有 做 出 具 体 解 释 , 因 此 , 变 压 器 能 否 继 续 运 行 , 带 多 少 负 荷 运 行 , 应 根 据 现 场 实 际 情 况 而 定。 对 于 油 浸 风 冷 变 压 器 , 当 冷 却 系 统 故 障 停 风 扇 后,DL/T572-1995 规定:顶层油温不超过 65时,输变电设备运行与检修 21允 许 带 额 定 负 载 运 行 。 对 于 强 油 循 环 风 冷 和 强 油 循 环 水 冷 变 压 器 , 当 冷 却 系 统 故 障 切 除 全 部 冷

48、 却 器 时 , DL/T572-1995 规 定 : 允 许 带 额 定 负 载 运 行 20min: 如 20min 后顶层油温尚未达到 75,则允许上升到 75,但在这种状态下运行的最长时间不得超过 1.0h。 DL/T572-1995 只 对 变 压 器 额 定 负 载 运 行 做 了 说明 , 但 是 , 对 于 同 一 台 变 压 器 , 在 不 同 的 冷 却 方 式 下 , 允 许 的 额 定 负 载 值 是 不 同 的 , 并 且 在 主 变 铭 牌 上 都 有 规 定 , 几 种 常 见 的 变 压 器 冷 却 方 式 对 应 的 额 定 容 量 见 表 3。 据 此 , 可 以 实 现 另 一 方 案 : 当 变 压 器 冷 却 系 统 故 障 时 , 其 冷 却 方 式 发 生 变 化 , 负 载 控 制 在 相 应 冷 却 方 式 下 的 额 定 容 量 以 内 , 主 变 可 长 期 安 全 运 行 。 依 据 DL/T572-1995,综 合 考 虑 冷 却 系 统 故 障 时 变 压 器 顶 层 油 温 限 值 规 定 , 此 温 度 限 值 应 不 超 过 65 。 依

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