于二特
【摘? 要】隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,對于電力需求越來高,這樣導(dǎo)致電網(wǎng)規(guī)模越來越大,從而給電網(wǎng)系統(tǒng)維護(hù)和管理帶來了很大挑戰(zhàn)。其中低頻振蕩就是電網(wǎng)中常見的一種干擾,給電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行帶來了很大的干擾。本文就水電廠如何防范電力系統(tǒng)低頻振蕩的相關(guān)問題做了一些探索,從而更好地促進(jìn)我國電力系統(tǒng)的發(fā)展。
【關(guān)鍵詞】變電運(yùn)行;跳閘故障;處理分析技術(shù);供電系統(tǒng);穩(wěn)定性
背景
目前,我國電力系統(tǒng)的規(guī)模越來越大,這樣就導(dǎo)致電網(wǎng)系統(tǒng)容易受到各種因素的影響,其中低頻振蕩是一種常見的干擾,它對電網(wǎng)系統(tǒng)以及電力生產(chǎn)活動帶來了很大的干擾。為了更好地防范低頻振蕩帶來的干擾,需要了解低頻振蕩產(chǎn)生的機(jī)理,從而更好有針對性做好對應(yīng)方案,這樣就能夠減少低頻振蕩對于電力系統(tǒng)的破壞,從而保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行。
1.低頻振蕩的分類以及產(chǎn)生機(jī)理
1.1低頻振蕩的分類
低頻振蕩好多都是因為電力系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)的一些原因?qū)е铝艘恍└蓴_被引進(jìn)了電力系統(tǒng)當(dāng)中。如果電力系統(tǒng)中的發(fā)電機(jī)設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過程中,受到相關(guān)外力作用時就容易使得發(fā)電機(jī)設(shè)備中的轉(zhuǎn)子相對搖擺,如果在阻尼很弱或者負(fù)阻尼的情況下就會導(dǎo)致電力系統(tǒng)出現(xiàn)連續(xù)振蕩現(xiàn)象,系統(tǒng)振蕩的頻率范圍在0.1-2.5 Hz,而這個范圍正好是低頻振蕩的范圍。這樣也會導(dǎo)致輸電線路上也會發(fā)生相應(yīng)的振蕩。
按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)可以將低頻振蕩分為不同的類型,如果按照參與低頻振蕩機(jī)組的多少可以將低頻振蕩分為局部系統(tǒng)的低頻振蕩和全局的低頻振蕩。如果振蕩頻率在0.7 Hz以上的就可以稱為低頻振蕩,這種振蕩是以單機(jī)或者大系統(tǒng)的振蕩為主。而振蕩頻率在0.7 Hz以下的稱為低頻振蕩。而振蕩頻率在0.4 Hz 與0.7 Hz之間的頻率主要存在于機(jī)群與機(jī)群間。如果電力系統(tǒng)中所有的機(jī)組都存在著低頻振蕩,則他們的頻率通常在0.3 Hz 以下。
1.2低頻振蕩產(chǎn)生的機(jī)理
發(fā)電機(jī)電磁力矩主要可以分成同步力矩和阻尼力矩。如果在發(fā)電機(jī)發(fā)電過程中,如果同步力矩太小,那么發(fā)電機(jī)將出現(xiàn)滑行失步現(xiàn)象。如果系統(tǒng)的阻尼力矩不足,那么將出現(xiàn)振蕩失步現(xiàn)象。行業(yè)界普遍認(rèn)為低頻振蕩機(jī)理如下:在外界干擾的作用下使得系統(tǒng)自身的負(fù)阻尼作用抵消了電機(jī)、勵磁繞組和機(jī)械等產(chǎn)生的正阻尼作用,使得系統(tǒng)中的總的阻尼作用變得很小或者為負(fù)數(shù)。但是當(dāng)系統(tǒng)中的阻尼變大時,沒有外界作用是,系統(tǒng)又不會自發(fā)振蕩,而且這種正阻尼在外界擾動出現(xiàn)之后就會迅速地消失。工業(yè)界一般這樣界定:當(dāng)系統(tǒng)的阻尼超過零時,但是阻尼很弱,這時候成為弱阻尼。這種系統(tǒng)在經(jīng)受一個擾動作用時,在很長一階段才能夠恢復(fù)正常,而且在振蕩平息過程中又會有新的擾動出現(xiàn),觀察到系統(tǒng)的波形時大時小,這種振蕩導(dǎo)致系統(tǒng)一直處于振蕩過程中,一直難以被平息。如果系統(tǒng)阻尼小于零時,這種狀態(tài)稱為負(fù)阻尼,在這種情況下系統(tǒng)可能產(chǎn)生自發(fā)振蕩的情況,而且在振蕩過程中波形的幅值會逐漸變大。由于大多數(shù)的系統(tǒng)都是非線性的系統(tǒng),這樣當(dāng)幅值增加到一定程度時,就會出現(xiàn)等幅振蕩的情況,如果這時候在系統(tǒng)中部增加阻尼或者相關(guān)干擾措施,就很可能導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩失步的現(xiàn)象,從而導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)解列的情況。
2.低頻振蕩條件
一般的水電廠都是建設(shè)在位置十分偏僻的地方,而且這些設(shè)備長期處在環(huán)境十分惡劣的地區(qū),同時在汛期,發(fā)電機(jī)發(fā)電的時間也特點(diǎn)集中,這種就很容易造成低頻振蕩事故的產(chǎn)生。根據(jù)很多實(shí)踐經(jīng)驗,水電廠和電網(wǎng)之間發(fā)生低頻振蕩主要滿足以下幾個條件。第一個條件是水電廠要和電力網(wǎng)絡(luò)之間形成弱連接關(guān)系。第二是電力系統(tǒng)的供電線路很長,也就是長距離送電。第三是水電廠的發(fā)電機(jī)組都是采用的是自并勵快速勵磁方式。第四個條件是電廠在汛期都是滿負(fù)荷發(fā)電,發(fā)電時間十分集中。
3.水電廠防范低頻振蕩的措施的幾點(diǎn)建議
3.1從技術(shù)上保障水電廠
為了減少低頻振蕩對于水電廠和電力網(wǎng)絡(luò)的影響,首先需要從技術(shù)上解決這個問題。為了更好地保障發(fā)電機(jī)始終處于正常工作在正常的狀態(tài),可以為水電機(jī)組的勵磁系統(tǒng)配置輔助設(shè)備,這個設(shè)備就是電力系統(tǒng)穩(wěn)定裝置。這個裝置能夠有效抑制低頻振蕩的產(chǎn)生,尤其適用于單機(jī)(或單個電廠)對電網(wǎng)之間的局部低頻振蕩。而且這種抑制方式技術(shù)十分成熟且性價比很高。輸送距離特別長且比較單一的線路可考慮加裝固定串聯(lián)補(bǔ)償裝置。這種裝置成本低,可靠性高,能夠有效抑制低頻振蕩的產(chǎn)生。另外為了更好提供抑制效果,可以在系統(tǒng)另外添加一個可控串聯(lián)補(bǔ)償裝置。在系統(tǒng)運(yùn)行方式方面,應(yīng)該盡量避免出現(xiàn)大容量單線路送電的運(yùn)行方式。
3.2做好發(fā)電機(jī)設(shè)備的測試工作
發(fā)電機(jī)的觸點(diǎn)工作需要具備很強(qiáng)的安全性和可靠性,直接影響著發(fā)電機(jī)的安全性能。同時觸點(diǎn)測試也直接關(guān)系到發(fā)電機(jī)工作的工作效率問題,因此需要做好觸點(diǎn)測試工作。觸點(diǎn)測試主要通過發(fā)電機(jī)觸點(diǎn)的電氣性能來判斷發(fā)電機(jī)工作性能以及工作效率。對于常開和常閉開關(guān)一般需要使用萬用表進(jìn)行區(qū)分,主要通過測其兩端接觸點(diǎn)的電阻值大小來有效判斷接觸點(diǎn)性能問題。在一般測試過程中,可以使用萬用表的十倍歐姆檔開展發(fā)電機(jī)線圈的測試情況,通過阻值數(shù)值的變化情況能夠有效判斷萬用表線圈中線路的開路和短路情況。在應(yīng)用萬能表測試線圈電阻時,也可以對于觸點(diǎn)電阻阻值進(jìn)行測量,從而判斷觸點(diǎn)電阻情況,從而判斷觸點(diǎn)工作情況,進(jìn)而更好發(fā)揮發(fā)電機(jī)在電氣工程中的應(yīng)用情況。
3.3加強(qiáng)管理和維護(hù)工作
為了更好地減少低頻振蕩在對于電力系統(tǒng)和水廠的影響,最大程度保障水電產(chǎn)安全穩(wěn)定的運(yùn)行,那么就需要更完善的機(jī)制和系統(tǒng)來支持它。作為水電廠企業(yè)企業(yè),就要必須認(rèn)識到低頻振蕩地危害。在實(shí)際開展工作的過程中,需要加強(qiáng)管理工作,加強(qiáng)對于發(fā)電設(shè)備以經(jīng)濟(jì)供電線路的維修工作,檢查對于發(fā)電組進(jìn)行有效的維護(hù),及時發(fā)現(xiàn)潛在的問題,及時制定相應(yīng)的解決方案,從而更好促進(jìn)相應(yīng)的解決方案,更好保障水電廠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
結(jié)語
綜上所述,低頻振蕩對于電力系統(tǒng)產(chǎn)生了很大的破壞作用。水電廠在解決具體故障時還需要結(jié)合著具體的情況來制定解決方案,從而減少低頻振蕩對于電力系統(tǒng)的破壞。
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(作者單位:國電四川發(fā)電有限公司南椏河水電分公司)