SI-FDZ 風電場限流消諧綜合治理裝置

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SI-FDZ 風電場限流消諧綜合治理裝置

SI-FDZ 風電場限流消諧綜合治理裝置

文字:[大][中][小] 2015-7-13    浏覽次數:10472    

SI-FDZ 風電場限流消諧綜合治理裝置

  産品概述:
  我国风电场内输电线路多为35 kV架空线路,设计上均采用中性点不直接接地的运行方式,此类系统发生单相接地后,流过故障点的电流是不大的对地电容电流,故障相对地电压降低,非故障两相的相电压升高,线电压依然对称,因此允许系统继续运行1h~2h以查明故障。但风电场在实际运行中,由于风电场运行环境的特殊性,电气设计上应重视单相接地给系统造成的危害。
  风电场系统故障多为单相接地故障,当35 kV线路发生单相接地时,必将造成PT高压保险熔断,外壳开裂,箱式变压器肘型避雷器烧坏,跌落保险熔断,全场停机。风电场35kV电力电缆及架空线路数量的增多,接地电流增大,此时电弧就很难自行熄灭(故障杆塔有灼黑痕迹、纵向裂缝情况),但这种电弧又不足以形成稳定的燃烧电弧,而是时燃时灭的间歇性电弧,引起系统状态瞬间改变,导致了电网中电感电容回路的电磁振荡(即谐振),造成弧光接地过电压,其值可达2.5~3.5倍相电压最终造成以上设备的损坏。
  风电场多数采用电磁式电压互感器,为了测量三相对地电压和监视对地绝缘,PT的中性点直接接地。由于PT低压侧负载很小,接近于空载状态,从高压侧对地看入的等效励磁感抗很大,当系统中出现某些扰动, PT的等效励磁感杭将与系统对地等效电容构成特殊的谐振回路,激发起各种谐波的铁磁谐振过电压,引起PT饱和,由于PT熔断器不能有效熔断数百至数千毫安的饱和励磁电流,最终导致PT烧损,PT柜、避雷器爆炸,母线短路、冲击主变、威胁工作人员人身安全等事故。对电网的安全运行构成了很大的威胁,并严重影响了供电的可靠性。在中性点非有效接地系统中,PT铁磁谐振过电压是出现最频繁、造成事故很多的一种内部过电压。
  综上所述,风电场内输电线路虽然与常规电力系统一样,发生的多数都是单相接地故障,但由于其机组数量多(接线方式均为一机一变),35 kV电力电缆、架空线路形成的电容电流值较大,这种情况下的单相接地故障就容易引发PT谐振现象,因此风电场的设计就须针对这个问题加以改进。
  解決方案:
  针对风电场汇集线系统,我公司研发生产的SI-FDZ風電場限流消諧綜合治理裝置,通过改善PT的伏安特性和加装HDXL一次限流消谐器接地的方式有效解决了PT谐振给系统造成的危害。HDXL一次限流消谐器采用具有限流特性,在正常工作状态下呈现低阻状态,当PT发生谐振时铁芯饱和,一次绕组激磁电流增加流过一次限流消谐器,其电阻率迅速增加至极限值(可增大3~7个数量级),发生半导体和绝缘体的相互转变,能够很好地发挥出阻尼作用,而且谐振能量越大,消谐时间越短。
  該裝置已向國家知識産權局申請專利,專利號爲裝置特點:
  風電場限流消諧綜合治理裝置,采用我公司研发的风电专用电压互感器,通过改善其伏安特性,提高其抗饱和倍数,目前已将抗饱和倍数从普通互感器的1.7~1.8倍提高到2.2~3.5倍。爬电距离从普通互感器的700mm提高到1200mm。在取代常规PT柜的同时,提高的PT的各项性能,增强了运行的稳定性。
  風電場限流消諧綜合治理裝置内加装我公司研发的HD-GDY专用过电压吸收装置,其通流量达到3200A/2mS,能够吸收大能量的系统过电压,消除系统过电压保护死区,优化系统过电压。
  一次限流消諧器串聯安裝在PT中性點與地之間。正常運行狀態下電阻爲40kΩ,而PT一次繞組的阻抗則爲兆歐級,因此不會對PT的各項性能産生影響,同時也未明顯改變系統的各項參數。
  一次限流消諧器能夠實現連續快速消諧,基波諧振的消諧時間約爲1.56s,分頻諧振的消諧時間約爲2.1s左右,對于電氣設備絕緣極爲有利。
  在3.5倍工頻過電壓作用下,一次限流消諧器能夠將PT激磁電流限制在了100mA以下,不會導致因PT一次熔斷器熔斷後不能熄弧引發的母線短路事故。
  一次原理圖:
  該裝置分爲固定式和手車式,一次原理接線如圖1所示。該圖可作爲本裝置的圖標,表示在電氣一次系統接線圖中。

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