電氣和電壓事故的預(yù)防
先先,事故處理?xiàng)l例規(guī)定,電網(wǎng)電壓事故的電壓是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)。事故處理規(guī)程規(guī)定系統(tǒng)中心點(diǎn)電壓(即省調(diào)規(guī)定的電壓監(jiān)測(cè)母線,下同)超過(guò)規(guī)定的電壓曲線值5,持續(xù)時(shí)間超過(guò)1小時(shí)。構(gòu)成障礙,超過(guò)2小時(shí)算事故;如果超過(guò)電壓曲線規(guī)定值的10,持續(xù)時(shí)間超過(guò)30分鐘也構(gòu)成障礙,超過(guò)1小時(shí)也算事故。省長(zhǎng)負(fù)責(zé)處理電壓事故。二、電網(wǎng)電壓不合格的危害1。各種電力用戶用電設(shè)備均按額定電壓設(shè)計(jì)制造。這些設(shè)備在額定電壓下運(yùn)行可以達(dá)到較佳效果,電壓偏離額定值太多,會(huì)對(duì)用戶產(chǎn)生不利影響。比如照明燈,它的光效、光通量、使用壽命都和電壓有關(guān)。當(dāng)電壓升高時(shí),白熾燈和熒光燈的光通量會(huì)增加,但使用壽命會(huì)縮短;相反,如果降低電壓,光通量就會(huì)降低,燈就不會(huì)發(fā)出足夠的光,影響人的視力和工作效率。異步電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與其端電壓的平方成正比。當(dāng)電壓降低10時(shí),電機(jī)速度降低,扭矩降低約19。如果電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械負(fù)載不變,電壓降低,電機(jī)轉(zhuǎn)速降低,滑差增大,定子電流增大,發(fā)熱增大,繞組溫度升高,絕緣老化加速,使用壽命縮短。當(dāng)端電壓過(guò)低時(shí),電機(jī)可能會(huì)停止運(yùn)行,甚至在重載下無(wú)法啟動(dòng)。電爐等電加熱設(shè)備的輸出與電壓的平方大致成正比,電壓的降低會(huì)延長(zhǎng)電爐的冶煉時(shí)間,降低生產(chǎn)率。2.對(duì)于電網(wǎng)來(lái)說(shuō),電壓降低會(huì)增加電網(wǎng)的功率損耗。當(dāng)電壓過(guò)低時(shí),可能危及電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定,造成電壓崩潰。高壓會(huì)影響設(shè)備的絕緣。因此,確保用戶電壓接近額定值是電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)整的基本任務(wù)之一。3.低高壓原因1。電壓低的原因(1)供電網(wǎng)或配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理,特別是部分農(nóng)村電力線路傳輸距離長(zhǎng)、供電半徑過(guò)大、導(dǎo)線截面過(guò)小,導(dǎo)致線路電壓損耗過(guò)大。(2)由于無(wú)功電源不足或無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備管理不善、長(zhǎng)期失修、頻繁停機(jī)等原因?qū)е聼o(wú)功平衡被破壞,是電網(wǎng)電壓水平普遍下降的根本原因。(3)干式變壓器抽頭位置不合理。(4)電網(wǎng)接線不合理、負(fù)荷大、負(fù)荷功率因數(shù)低、電力設(shè)備檢修、線路故障等??赡軐?dǎo)致電網(wǎng)電壓下降。2.電網(wǎng)電壓高的原因隨著現(xiàn)代電網(wǎng)的發(fā)展,20-30萬(wàn)千瓦大容量機(jī)組直接接入超高壓電網(wǎng),500千伏超高壓線路投入運(yùn)行。每100 km的充電功率(容性無(wú)功)約為10萬(wàn)Kvar,使得220 kV-500 kV超高壓電網(wǎng)中無(wú)功過(guò)剩,主網(wǎng)電壓過(guò)高。這是電網(wǎng)發(fā)展的新課題。四.電網(wǎng)電壓調(diào)整措施充足的無(wú)功電源是確保電網(wǎng)更好運(yùn)行電壓水平的必要門(mén)檻。然而,為了使所有用戶的電壓質(zhì)量滿足要求,必須采取各種電壓調(diào)節(jié)措施。就電網(wǎng)而言,調(diào)整用戶端電壓的主要措施有:(1)適當(dāng)選擇干式變壓器的比例;(2)改變線路參數(shù)R、X和無(wú)功功率分配,降低網(wǎng)絡(luò)電壓損耗。為了保證中心點(diǎn)電壓變化不超過(guò)規(guī)定范圍,在無(wú)功功率平衡的前提下,可以采用以下調(diào)壓方法:1 .通過(guò)調(diào)節(jié)干式變壓器的分接頭電壓調(diào)節(jié)來(lái)改變干式變壓器的變比,可以提高或降低二次繞組的電壓 #p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
由于電壓不能根據(jù)負(fù)荷變化靈活調(diào)整,許多城市電網(wǎng)對(duì)110千伏及以上的干式變壓器逐漸采用有載調(diào)壓干式變壓器。(2)有載調(diào)壓有載調(diào)壓干式變壓器可以在有載運(yùn)行的閾值下切換其抽頭,其調(diào)壓范圍大于普通干式變壓器,調(diào)壓級(jí)數(shù)較多,調(diào)壓范圍可達(dá)額定電壓的20-30。因此,110千伏及以上干式變壓器得到了廣泛應(yīng)用,隨著農(nóng)網(wǎng)改造二期工程的關(guān)閉,干式變壓器也在農(nóng)網(wǎng)得到了大力推廣。2.通過(guò)電壓調(diào)節(jié)改變電網(wǎng)無(wú)功分布的方法是在輸電線路末端靠近用戶的地方安裝并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備主要包括同步攝像機(jī)、靜電電容器和靜止補(bǔ)償器。(1)同步可調(diào)攝像頭本質(zhì)上是一個(gè)只能產(chǎn)生無(wú)功功率的發(fā)電機(jī)。它在過(guò)勵(lì)磁運(yùn)行期間向系統(tǒng)提供感應(yīng)無(wú)功功率,并在欠勵(lì)磁運(yùn)行期間從系統(tǒng)獲取無(wú)功功率。因此,通過(guò)改變同步電機(jī)的勵(lì)磁,可以平滑地改變其無(wú)功功率的大小和方向,從而平滑地調(diào)節(jié)局部區(qū)域的電壓,不僅可以提高電壓,還可以降低電壓。同步電機(jī)可配有自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置,當(dāng)電網(wǎng)電壓下降時(shí),自動(dòng)增加輸出無(wú)功功率,以維持系統(tǒng)電壓。特別是有強(qiáng)制勵(lì)磁裝置時(shí),系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),可以提高電網(wǎng)電壓,有利于提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性。然而,同步相機(jī)是旋轉(zhuǎn)機(jī)械,操作和維護(hù)復(fù)雜,有功功率損耗大,投資成本高。在內(nèi)經(jīng)常安裝在樞紐變電站。在外,很少使用靜態(tài)補(bǔ)償器,取而代之。(2)靜電電容可以三角形和星形連接到變電站的母線上,只能提供電網(wǎng)的無(wú)功功率,不能吸收無(wú)功功率。它提供的無(wú)功功率QC與其所在節(jié)點(diǎn)的電壓u的平方成正比,也就是說(shuō),當(dāng)電壓下降時(shí),它提供的無(wú)功功率也隨之下降。因此,當(dāng)電壓因電網(wǎng)故障或其他原因下降時(shí),輸出無(wú)功功率反而降低,導(dǎo)致電網(wǎng)電壓繼續(xù)下降,這就是靜電電容的缺點(diǎn)。靜電電容器的安裝容量可大可小,可以集中使用,也可以分散使用,就地提供無(wú)功功率,以減少線路上的功率損耗和電壓損耗。靜電電容器單位容量投資成本低,運(yùn)行中功率損耗小,維護(hù)方便。為了調(diào)節(jié)運(yùn)行中電容器的功率,可以將電容器連接成幾組,根據(jù)負(fù)載變化成組接通和斷開(kāi)。它廣泛應(yīng)用于系統(tǒng)變電站和用戶變電站。(3)靜止補(bǔ)償器靜止補(bǔ)償器又稱可控靜止無(wú)功補(bǔ)償器,是一種動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償電源。其特征在于可控電抗器和靜電電容器并聯(lián)
用,電容器可發(fā)出無(wú)功功率,可控電抗器則可以吸收無(wú)功功率,可以按照負(fù)荷變化情況進(jìn)行調(diào)節(jié),因而使母線電壓保持穩(wěn)定。它能快速、平滑地調(diào)節(jié)電壓,運(yùn)行維護(hù)方便,功率損耗小,對(duì)不平衡的負(fù)荷變化可以作到分相補(bǔ)償,對(duì)沖擊負(fù)荷的適應(yīng)性較強(qiáng),我500KV變電站大都安裝了靜止補(bǔ)償器。另外,對(duì)于目前一些離電廠較近的500KV的變電站,由于500KV進(jìn)線線路充電功率較大,使得這類(lèi)變電站主干式變壓器的一次電壓較高,為了使二次側(cè)的電壓符合要求,僅靠調(diào)整干式變壓器分接開(kāi)關(guān)有時(shí)很難奏效,因此通常會(huì)在二次側(cè)母線上并聯(lián)一些分組的電感線圈,以便根據(jù)電壓的波動(dòng),適當(dāng)增加無(wú)功功率和電壓的損耗,達(dá)到降壓的目的。3、改變線路參數(shù)R和X的方法調(diào)壓電壓損耗可近似為電壓降的縱向分量:從上式可知,在輸送功率一定時(shí),改變參數(shù)R和X的大小,可以改變電壓損耗,起到調(diào)壓作用。(1)用串聯(lián)電容補(bǔ)償線路參數(shù)的方法調(diào)壓在高壓電網(wǎng)中,通常電抗X比R大得多,用串聯(lián)電容的方法,改變線路電抗以減小電壓損耗。對(duì)于負(fù)荷功率因數(shù)低、輸送功率較大、負(fù)荷波動(dòng)大、導(dǎo)線截面較大的線路,串聯(lián)電容器調(diào)壓,效果尤其顯著。(2)按允許電壓損耗選擇導(dǎo)線截面在低壓電網(wǎng)中,用戶很多又很分散,容量又不大,且導(dǎo)線截面較小,電壓損耗中PR/U分量所占的比重較大,并聯(lián)補(bǔ)償和串聯(lián)補(bǔ)償不僅不經(jīng)濟(jì),且均受到限制,對(duì)于這種電網(wǎng),改變導(dǎo)線電阻將取得一定的調(diào)壓效果。因此在低壓電網(wǎng)的設(shè)計(jì)和建設(shè)中,按照規(guī)定的允許電壓損耗,選擇適當(dāng)?shù)膶?dǎo)線截面,是保證用戶電壓質(zhì)量的重要措施之一,隨著農(nóng)網(wǎng)改造二期工程的進(jìn)行,這一措施得到了很大程度的落實(shí),農(nóng)網(wǎng)中,因?qū)Ь€截面小造成線路功率和電壓損耗大的狀況得到了很大程度的改善。(3)用串聯(lián)電感線圈增加線路無(wú)功功率和電壓損耗的方法調(diào)壓對(duì)于一些輸電距離遠(yuǎn)、輸送功率大的500KV線路,由于線路的充電功率較大,整個(gè)線路呈現(xiàn)容性,功率因數(shù)高,使線路末端的電壓很高,這時(shí)通常采用在線路上串聯(lián)電感線圈的方法,吸收線路上過(guò)剩的容性無(wú)功,增加電壓損耗,以達(dá)到調(diào)壓的目的。4、輔助性調(diào)壓措施——通過(guò)變更發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流改變發(fā)電機(jī)的端電壓來(lái)調(diào)整電壓這種方法一般可在額定電壓的±5范圍內(nèi)調(diào)節(jié)電壓。對(duì)孤立電廠直接供電的小型電網(wǎng),因線路不長(zhǎng),其電壓損耗不大,故改變發(fā)電機(jī)電壓就可滿足用戶的電壓質(zhì)量要求。但對(duì)多級(jí)變壓的供電范圍大的系統(tǒng),僅借發(fā)電機(jī)調(diào)壓一般不能滿足要求。五、正常運(yùn)行時(shí)變電站和配電所的調(diào)壓原則正常運(yùn)行時(shí),裝有有載調(diào)壓干式變壓器和無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的變電站及配電所應(yīng)主動(dòng)根據(jù)省調(diào)(或地調(diào))每季度編制下發(fā)的各電壓中樞點(diǎn)允許電壓變動(dòng)范圍(即電壓曲線)進(jìn)行電壓調(diào)整。從干式變壓器的電壓負(fù)荷關(guān)系,我們知道,用調(diào)節(jié)干式變壓器分接頭的方法調(diào)壓時(shí),隨著分接頭的升高,干式變壓器的變比在減小,次級(jí)繞組的輸出電壓在升高,但在這個(gè)過(guò)程中,干式變壓器自身的功率損耗,特別是無(wú)功功率損耗也在增加。也就是說(shuō),當(dāng)電網(wǎng)因某種原因造成無(wú)功缺額時(shí),通過(guò)調(diào)整干式變壓器分接頭的方法調(diào)壓,將要增加電網(wǎng)的無(wú)功缺額,造成其它地區(qū)的電壓繼續(xù)下降。因此,對(duì)既有有載調(diào)壓干式變壓器又有無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的變電站及配電所,正常運(yùn)行情況下具體的調(diào)壓原則一般為:1、電壓降低時(shí),優(yōu)先考慮投入無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備,再調(diào)干式變壓器分接頭,但要避免向系統(tǒng)倒送無(wú)功功率。2、電壓升高時(shí),優(yōu)先考慮調(diào)整干式變壓器分接頭,再考慮退出無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備。無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的投、切要得到所屬調(diào)度的同意。六、電網(wǎng)電壓事故處理1、處理中樞點(diǎn)電壓過(guò)低事故的措施(1)令與低電壓中樞點(diǎn)相鄰近的發(fā)電廠和裝有無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的變電站增加無(wú)功出力,必要時(shí)可降低發(fā)電廠的有功出力(但頻率要合格),增加無(wú)功出力。但處理位于遠(yuǎn)距離送電的受端中樞點(diǎn)電壓過(guò)低時(shí),應(yīng)考慮增加受端發(fā)電廠的有功出力;(2)令其它乃至全系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、靜止補(bǔ)償器、靜電電容器均加滿無(wú)功出力,但注意不要使本來(lái)就高的中樞點(diǎn)電壓超過(guò)允許值;若上述處理方法無(wú)效,中樞點(diǎn)電壓仍然過(guò)低,則應(yīng)限制用電,必要時(shí)可以拉閘。拉閘限負(fù)荷的原則順序?yàn)椋?、拉限電壓低又超用電的地區(qū)負(fù)荷;Ⅱ、拉限設(shè)備過(guò)載的供電區(qū)的負(fù)荷;Ⅲ、按事故拉閘順序拉閘限電。2、處理中樞點(diǎn)電壓過(guò)高事故的措施(1)令與高電壓中樞點(diǎn)相鄰近的發(fā)電廠和裝有調(diào)相機(jī)、靜止補(bǔ)償器和靜電電容器的變電站降低無(wú)功出力至較低,調(diào)相機(jī)改為進(jìn)相運(yùn)行(吸收感性無(wú)功功率);(2)令其它乃至全系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)和調(diào)相機(jī)、靜止補(bǔ)償器和靜電電容器均降低無(wú)功出力,乃至較低,但不要使本來(lái)就低的中樞點(diǎn)電壓低于允許值;(3)令與高電壓中樞點(diǎn)相鄰近的發(fā)電廠帶輕負(fù)荷的部分機(jī)組停機(jī)。此外,為了保持電網(wǎng)穩(wěn)定,防止發(fā)生電壓崩潰事故,在系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)若干監(jiān)視點(diǎn),并規(guī)定電壓下降的事故極限值。當(dāng)電壓監(jiān)視點(diǎn)電壓降至事故極限值時(shí),發(fā)電廠和裝有調(diào)相機(jī)的變電站的值班員應(yīng)利用發(fā)電機(jī)和調(diào)相機(jī)的過(guò)負(fù)荷能力增加無(wú)功出力來(lái)維持電壓,并報(bào)告省調(diào)。而省調(diào)應(yīng)迅速增加(投入)系統(tǒng)所有的無(wú)功備用容量和有恢復(fù)提高電壓效果的有功備用容量,必要時(shí)切除部分用戶,來(lái)提高電壓并消除上述設(shè)備的過(guò)負(fù)荷。#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#熱點(diǎn)關(guān)注
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