论文部分内容阅读
[摘 要]随着我国不断发展与进步的电网建设，带动了整个网络的灵活、复杂、庞大以及坚强，基于整个电网结构的变化，导致各种不确定性因素的增加，具有多样性的电力系统故障逐渐显现出来，而相对比较频繁的故障就是电力系统谐振，在一定程度上威胁着电网安全，若不及时采取有效应对措施，过于频繁的谐振就会导致电力设备的损坏，严重的还会有发生电力系统事故的可能性。本研究主要分析与探讨电力系统常见谐振现象及其应对方法。
[關键词]谐振，电力系统，应对方案
中图分类号：TM712 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）07-0276-01
在日常电网工作中，在遇到阴雨和刮风等比较特殊的天气时，小于34kv的变电站电网系统出现间歇性接地的情况就会比较多，如果电网接地，造成系统参数与谐振所需条件相满足，进而发生谐振现象，而且还会同时出现电力系统谐振过电压现象。在电力系统中，谐振具有非常大的破坏性，比如，谐振会导致电网产生很多谐波损耗，造成输电、发电以及用电设备工作效率的降低，对电气设备正常运营带来直接性影响；谐振导致电网自动装置与继电保护出现错误性动作保护，进而造成计量设备与电气测量仪表读数错误。
一.电力系统产生谐振的原理和原因
只有在电网交流电中才会由谐振现象产生，电力系统中电容与电感相互串联，在容抗与感抗比例相等时，电力系统就会产生谐振，由于电容与电感两端电压存在180度的相位差，而且在计算中这两个阻抗具有相减性。所以，产生谐振的必备条件是：a.电感与电容大小相等；b.对交流电频率任意调整，若频率变大，容抗变小，感抗变大。从根本上说，谐振具体又分为并联谐振与串联谐振。其中串联谐振主要在C、L支路中存在，而并联谐振则在C、L回路中存在。若L、C具有相等的电抗值，又由于相同的流经电流，使得两者电压相等，而且方向相反，导致整条支路出现零电压。若并联L、C存在相等电抗，而且两端电压相等，电流流经方向相反，那么电流在回路中就无法流出，在产生串连谐振时，若随意将一个小电压加在谐振支路上，根据以上研究分析，支路在理论上会出现无穷大电流。在出现并联谐振时，随意将一个小电流与外电流谐振回路进行并联，就理论上而言，就会导致回路两端电压出现无穷大，最终导致谐振的发生。
二.电力系统谐振危害
大量储能元件共同组成电力系统，如果电力系统在操作过程中出现故障，那么互感器与变压器等含有大量铁芯元件的电电感元件和电力电容串联就会有发生铁磁谐振的可能性，在一定程度上危害电力系统的安全运行。此外，在不接地中性点接地系统中，由于铁磁式互感器所导致的电力系统谐振过电压同样比较常见，而且这是一种导致发生较多事故的内部过电压。此类过电压会导致一次性熔断电压互感器，甚至还有可能将电压互感器烧毁，将避雷器与瓷绝缘子炸毁，最终导致电力系统运行的中断。而且在电力电源作用下，电力系统出现串联谐振的情况，造成系统中发生比较严重的电力谐振过电压。而且这种过电压极易造成绝缘损坏，特别是一定要注意感性设备，会出现喷油以及线圈机械变形等情况，比较严重的还会将线圈烧毁。导致非常严重的电力事故[1]。此外，电力系统谐振导致电流增加比较大，而且出现电压超限，情况比较严重的还会导致设备绝缘的损坏，熔断电压互感器保险丝，或者到这避雷器的爆炸，进一步扩大电力系统事故，所以，在电力系统发生谐振时，一定要及时处理。 电力系统产生谐振的主要因素包括：a.改变由断线、线路接地以及断路器非同期开关等导致的元件与系统冲击参数；b.系统扰动或者母线、合切空载线路扰动导致电力系统谐振；c.在某种特殊工作形式下，电力系统参数匹配，运行条件与电力系统谐振条件相匹配；d.熔断电压互感器中的高压保险丝；e.电力系统断路器运行不同期等。
三.电力系统谐振防范及振后补救措施
对电力系统中发生谐振现象的有效防范措施其实就是对电力设备中电气参数的改变。首先，要提高电力系统中断路器跳闸同期性。基于很多谐振过电压基本上都是在电力系统非全相工作状态下发生。所以，提高电力系统中断路器跳闸同期性能够有效避免系统非全相运行，而且能够有效避免发生谐振过电压。其次，将小电抗加装载并联高压电抗器中性点中。通过此措施能够对非全相运行过程中工频电压传递进行有效阻断，同时阻断电压破坏所导致的电力系统串联谐振参数与条件。再次，将发电机运行过程中自行产生自励磁现象破坏掉，避免参数出现谐振过电压。第四，经过消谐电阻将35KV的电力系统中性点接地，而且还要在过补偿的情况下运行，同时，尽可能降低电力系统并联运行过程中的PT台数。电力系统用户PT中性点采用不接地运行方式。第五，更换具有良好性能，而且具有良好安特性的PT，确保发生电力系统谐振可能性的降低，也可以使用电容式PT.第六，将阻尼电阻并联在PT一次侧中性点上，同时与消振器或者阻尼电阻相并联，确保在电阻中消耗谐振能量。最后，建立与健全用户、电力系统内部继电保护装置，确保故障能够快速切除，避免由于系统震荡所导致的谐振现象。
采取以上七点措施能够保证发生电力系统谐振的频率得到有效降低，然而，电网在实际运行过程中，发生谐振的情况通常都会随着电力系统运行方式出现变化而导致系统谐振参数出现接地故障或者达到零界点，进而产生谐振，甚至有些时候是因为接地所引起的，系统运行方式的改变、系统参数的改变以及谐振条件的破坏是消除谐振的有效措施。在不会影响电源与用户的前提下，电力系统运行方式的改变一般会通过四种途径实现，即：a.电容器的投退，改变系统容抗参数，破坏谐振所需条件；b.备用线路的切除或者投入，以此改变电力系统容抗参数，将发生谐振的条件破坏掉；c.备用变压器的分列或者并列，通过改变系统感抗参数，来破坏发生谐振所需的条件；d.整段、分段倒闸操作电力系统母线，通过系统环点的改变，导致系统感抗、容抗参数的变化，最终将谐振所需条件破坏掉[2]。
四.结语
随着社会不断向前发展，电网不断扩容，用户不断增加，使得电网逐渐增大，所以为避免电力系统出现谐振，防止由于谐振对电网所造成的危害，作为电力系统工作人员，一定要与实际工作经验有效结合，采取多种对电力系统谐振进行控制的方法与措施，便于在电力系统工作中能够得以运用与借鉴，在一定程度上提高电力系统工作稳定性以及供电可靠性与安全性。
参考文献
[1] 丁伯和，程银燕.电力系统谐振分析及消除方法[J].电力与能源，2008（16）：154-155.
[2] 郭军.浅谈电力系统谐振成因及防范措施[J].石河子科技，2013（3）：122-123.
[關键词]谐振，电力系统，应对方案
中图分类号：TM712 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）07-0276-01
在日常电网工作中，在遇到阴雨和刮风等比较特殊的天气时，小于34kv的变电站电网系统出现间歇性接地的情况就会比较多，如果电网接地，造成系统参数与谐振所需条件相满足，进而发生谐振现象，而且还会同时出现电力系统谐振过电压现象。在电力系统中，谐振具有非常大的破坏性，比如，谐振会导致电网产生很多谐波损耗，造成输电、发电以及用电设备工作效率的降低，对电气设备正常运营带来直接性影响；谐振导致电网自动装置与继电保护出现错误性动作保护，进而造成计量设备与电气测量仪表读数错误。
一.电力系统产生谐振的原理和原因
只有在电网交流电中才会由谐振现象产生，电力系统中电容与电感相互串联，在容抗与感抗比例相等时，电力系统就会产生谐振，由于电容与电感两端电压存在180度的相位差，而且在计算中这两个阻抗具有相减性。所以，产生谐振的必备条件是：a.电感与电容大小相等；b.对交流电频率任意调整，若频率变大，容抗变小，感抗变大。从根本上说，谐振具体又分为并联谐振与串联谐振。其中串联谐振主要在C、L支路中存在，而并联谐振则在C、L回路中存在。若L、C具有相等的电抗值，又由于相同的流经电流，使得两者电压相等，而且方向相反，导致整条支路出现零电压。若并联L、C存在相等电抗，而且两端电压相等，电流流经方向相反，那么电流在回路中就无法流出，在产生串连谐振时，若随意将一个小电压加在谐振支路上，根据以上研究分析，支路在理论上会出现无穷大电流。在出现并联谐振时，随意将一个小电流与外电流谐振回路进行并联，就理论上而言，就会导致回路两端电压出现无穷大，最终导致谐振的发生。
二.电力系统谐振危害
大量储能元件共同组成电力系统，如果电力系统在操作过程中出现故障，那么互感器与变压器等含有大量铁芯元件的电电感元件和电力电容串联就会有发生铁磁谐振的可能性，在一定程度上危害电力系统的安全运行。此外，在不接地中性点接地系统中，由于铁磁式互感器所导致的电力系统谐振过电压同样比较常见，而且这是一种导致发生较多事故的内部过电压。此类过电压会导致一次性熔断电压互感器，甚至还有可能将电压互感器烧毁，将避雷器与瓷绝缘子炸毁，最终导致电力系统运行的中断。而且在电力电源作用下，电力系统出现串联谐振的情况，造成系统中发生比较严重的电力谐振过电压。而且这种过电压极易造成绝缘损坏，特别是一定要注意感性设备，会出现喷油以及线圈机械变形等情况，比较严重的还会将线圈烧毁。导致非常严重的电力事故[1]。此外，电力系统谐振导致电流增加比较大，而且出现电压超限，情况比较严重的还会导致设备绝缘的损坏，熔断电压互感器保险丝，或者到这避雷器的爆炸，进一步扩大电力系统事故，所以，在电力系统发生谐振时，一定要及时处理。 电力系统产生谐振的主要因素包括：a.改变由断线、线路接地以及断路器非同期开关等导致的元件与系统冲击参数；b.系统扰动或者母线、合切空载线路扰动导致电力系统谐振；c.在某种特殊工作形式下，电力系统参数匹配，运行条件与电力系统谐振条件相匹配；d.熔断电压互感器中的高压保险丝；e.电力系统断路器运行不同期等。
三.电力系统谐振防范及振后补救措施
对电力系统中发生谐振现象的有效防范措施其实就是对电力设备中电气参数的改变。首先，要提高电力系统中断路器跳闸同期性。基于很多谐振过电压基本上都是在电力系统非全相工作状态下发生。所以，提高电力系统中断路器跳闸同期性能够有效避免系统非全相运行，而且能够有效避免发生谐振过电压。其次，将小电抗加装载并联高压电抗器中性点中。通过此措施能够对非全相运行过程中工频电压传递进行有效阻断，同时阻断电压破坏所导致的电力系统串联谐振参数与条件。再次，将发电机运行过程中自行产生自励磁现象破坏掉，避免参数出现谐振过电压。第四，经过消谐电阻将35KV的电力系统中性点接地，而且还要在过补偿的情况下运行，同时，尽可能降低电力系统并联运行过程中的PT台数。电力系统用户PT中性点采用不接地运行方式。第五，更换具有良好性能，而且具有良好安特性的PT，确保发生电力系统谐振可能性的降低，也可以使用电容式PT.第六，将阻尼电阻并联在PT一次侧中性点上，同时与消振器或者阻尼电阻相并联，确保在电阻中消耗谐振能量。最后，建立与健全用户、电力系统内部继电保护装置，确保故障能够快速切除，避免由于系统震荡所导致的谐振现象。
采取以上七点措施能够保证发生电力系统谐振的频率得到有效降低，然而，电网在实际运行过程中，发生谐振的情况通常都会随着电力系统运行方式出现变化而导致系统谐振参数出现接地故障或者达到零界点，进而产生谐振，甚至有些时候是因为接地所引起的，系统运行方式的改变、系统参数的改变以及谐振条件的破坏是消除谐振的有效措施。在不会影响电源与用户的前提下，电力系统运行方式的改变一般会通过四种途径实现，即：a.电容器的投退，改变系统容抗参数，破坏谐振所需条件；b.备用线路的切除或者投入，以此改变电力系统容抗参数，将发生谐振的条件破坏掉；c.备用变压器的分列或者并列，通过改变系统感抗参数，来破坏发生谐振所需的条件；d.整段、分段倒闸操作电力系统母线，通过系统环点的改变，导致系统感抗、容抗参数的变化，最终将谐振所需条件破坏掉[2]。
四.结语
随着社会不断向前发展，电网不断扩容，用户不断增加，使得电网逐渐增大，所以为避免电力系统出现谐振，防止由于谐振对电网所造成的危害，作为电力系统工作人员，一定要与实际工作经验有效结合，采取多种对电力系统谐振进行控制的方法与措施，便于在电力系统工作中能够得以运用与借鉴，在一定程度上提高电力系统工作稳定性以及供电可靠性与安全性。
参考文献
[1] 丁伯和，程银燕.电力系统谐振分析及消除方法[J].电力与能源，2008（16）：154-155.
[2] 郭军.浅谈电力系统谐振成因及防范措施[J].石河子科技，2013（3）：122-123.