什么是谐波谐振过电压?如何分类?
对现代电网而言,随着电网的发展,运行方式的变化,尤其是电网事故的处理期间,有可能出现小机(或弱电源)带长线(或电容量大的电缆和电容器组)的情况,这样不仅会产生过高的工频过电压和自励磁,而且由于这样结构方式的自然谐振频率较低,个别甚至低于工频,有可能因变压器的磁饱和或串联电容产生的谐波与之发生谐振,产生谐波谐振过电压,威胁电网及设备安全,因此在电网运行中应引起注意。
一般谐波谐振过电压可分为如下几种:
(1)高次谐波稳态谐振过电压。当一个高电压、远距离输电电网受端的断路器跳闸正常甩负荷时,将出现过电压,包括工频过电压和由于工频过电压迫使变压器饱和而引起的谐波,此时可能出现谐振过电压。一般当变压器特性不良,尤其是变压器本身没有三角形连接的绕组,在电网电压偏高时,如在规定的对应变压器分接头电压的1.05倍时,由于铁芯已严重饱和,此时借可能引起较大的谐波,若某次谐波与电网的自然频率一致,就会发生谐波想偶尔真,引起过电压。
(2)高次谐波暂态谐振过电压。当变压器在空载合闸时,如果电网的自然频率与涌流的某一谐波频率一致或很接近,则可能出现高次谐波的谐振过电压,并随着涌流的消失而消失,因此称为暂态谐振。小机(或弱电源)带长线,特别是在空载情况下,它的子让谐振频率低、Q值高,容易发生这种谐振过电压。
(3)分数次谐波暂态谐振过电压。所谓分数次谐波,是指频率为的谐波,其中为工频,。一般分数次谐波暂态谐振在下列两种情况下可能产生。
带串联电容补偿的电网,在故障切除后,变为单电源带串联电容补偿线路,线路末端连接有非线性电感(如并联电抗器);在故障切除或运行操作后,电源侧具有很大的电容(电缆、长线路),并连接了变压器。
分数次谐波的谐振一旦出现,将产生很大的电流,可能损坏设备,但它对回路中的损耗很敏感,如果损耗较大,就可能不谐振,因此采用氧化锌避雷器与串补电容并联或用以保护并联电抗器将是有效的措施。
同样对超高压大容量变压器,在满足一定条件下,由于变压器各段绕组的等价回路为电感、电容和电阻回路,因而巨涌固定的自然谐振频率,当它与电网过电压频率一致或接近时,有可能在其局部绕组发生谐振过电压,造成变压器故障。
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