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电力系统次同步振荡产生原因分析及对策

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电力系统次同步振荡产生原因分析及对策摘要:文章介绍电力系统中产生次同步振荡的原因,并对此问题所造成的危害进行介绍,在此基础上提出了目前在电力系统中比较常用的几种次同步振荡检测与抑制措施,以供参考。关键词:电力系统;次同步振荡;原因;对策1引言随着我国经济的发展和用电负荷的增多,我国的电网规模也在不断扩大,但是在我国电网系统中进行电力输送中的高压越来越高、容量越来越大和距离越来越远动同时,也容易受到静态和动态稳定极限等因素的影响,所以需要采用串联补偿技术来解决上述问题并满足电力系统运行和发展的要求。但是与此同时电力系统中的次同步振荡问题却层出不穷,其主...

电力系统次同步振荡产生原因分析及对策
摘要:文章介绍电力系统中产生次同步振荡的原因,并对此问题所造成的危害进行介绍,在此基础上提出了目前在电力系统中比较常用的几种次同步振荡检测与抑制措施,以供参考。关键词:电力系统;次同步振荡;原因;对策1引言随着我国经济的发展和用电负荷的增多,我国的电网规模也在不断扩大,但是在我国电网系统中进行电力输送中的高压越来越高、容量越来越大和距离越来越远动同时,也容易受到静态和动态稳定极限等因素的影响,所以需要采用串联补偿技术来解决上述问题并满足电力系统运行和发展的要求。但是与此同时电力系统中的次同步振荡问题却层出不穷,其主要 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现为一旦汽轮机组中的某一运行点受到了机械扰动或者电气扰动,就会使得汽轮机组就会处于一种特殊的运行状态中,即在汽轮机组与电力系统之间会存在低于系统同步频率的显著能量交换的现象,这就会导致汽轮机驱动转矩与发电机电磁制动转矩之间的平衡被打破,从而使得系统中出现扭转振动,不仅会对汽轮机组的轴系造成危害,而且对电力系统运行的稳定与安全也造成影响,甚至会导致严重安全和质量事故的发生,所以就需要在分析此问题产生原因的基础上,研究次同步振荡的监测与抑制措施,来确保电力系统的运行安全与可靠。2电力系统次同步振荡产生原因正如前文所述在目前的交流输电系统中为了提高线路的输送能力、提高输电线路之间的功率分布和维护电力系统的稳定性,通常采用串联电容的方式进行无功补偿,但是采用此 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 之后就会容易导致出现次同步振荡的问题,且此问题与串联电容、加装稳定器、励磁系统以及直流输电等都有关系。一是由于感应发电机效应引起的次同步振荡,这主要就是在串补输电线路运行中一旦受到扰动,就会在发电机电枢绕组中产生次同步频率电流,此电流比同步频率要低,但是由于转子在旋转过此种的其回路的旋转速度比旋转磁动势要高,根据感应电动机的原理,其发电机在转子回路对于产生的次同步电流的等效电阻一旦超过谐振频率下的电枢绕组和电阻以及网络电阻之和时,就会导致此次同步电流的继续增加,以致会产生次同步振荡的问题。二是由于轴系扭振振荡引起的。当汽轮机发电机组中的转子按照某一个次同步扭转模态频率进行振荡时,就会导致在电枢电压中产生次同步频率分量和超同步频率分量,而且在发生轴系的机械系统振荡的过程中,如果上述问题所产生的次同步频率分量与电气谐振频率接近时,就会由次同步电流而产生维持转子扭转的模态振荡所需要的电磁转矩,而且如果此分量还与转子速度的偏差一致,且产生的此转矩比低于旋转系统中的固有阻尼转矩时就会产生扭转相互作用,导致次同步振荡问题的产生。3次同步振荡监测与抑制措施3.1继电保护和监测保护在电力系统运行中为了对次同步振荡进行抑制,首先需要对汽轮机发电机组的相关运行数据和运行情况进行监测,主要监测的内容就是对电机轴系中的相关数据进行监测和记录,并且通过对数据的分析来对发电机轴系长期运行中的状况和出现损伤的程度进行掌握,这次基础上,运行监护人员就可以对次同步振荡出现的可能性以及此问题所造成的损害进行判断,从而可以采取有效措施进行抑制。针对次同步振荡问题所采取的相应的保护措施主要是继电保护措施,所采用的继电保护装置可以对电机轴系扭振应力进行检测,如果此应力超出其整定值就会发生保护动作,而且此保护装置的使用通常与其他措施进行联合使用,并采用SSO作为后备保护。3.2系统的开关操作及机组切除当发电机轴系扭振出现异常时,为了减少此问题所造成的危害,可以将电力系统的机械部分与电气部门的耦合进行切断,从而对发电机轴系起到有效的保护作用,但是采用此种保护方法需要对轴系的扭振应力进行精确的计算,而且在系统稳定运行中随便切除其中的发电机组会影响其正常运行,所以此措施通常在特殊的紧急情况下才会使用。而采用系统的开关操作则是当系统中出现次同步振荡的问题时,就需要把串补电容进行切除,或者是将出现问题的机组切换到其他没有设置串补的输电线路中去,这样就可以起到有效的保护作用。此外,采用的机组切除操作则是在系统中出现的扭振问题较为严重且已经超出其最大限值时,通过相应的保护整定值的设置来对此机组进行自动和快速的切除。3.3增加阻尼和使用滤波器为了对电力系统中的次同步振荡问题进行抑制,所使用的滤波器主要有静态阻塞滤波器、线路滤波器、旁路阻塞滤波器、动态稳定器、动态滤波器等。其中,一、静态阻塞滤波器是由LC振荡电路组成的,其主要是串联在发电机组的升压变压器中,由于其内部在一定的电气谐振频率之下就会发生并联谐振,所以利用此原理就可以对系统的电气以及机械部分进行阻断,这样就会在电气系统发生谐振时不会对机械部分造成危害。二、线路滤波器也是利用了并联谐振的原理,其主要利用的是线路中的串补电容器,并将其与电抗器进行并联而组成,当电气系统中出现次同步振荡时,其产生的频率就会与滤波器发生谐振而起到有效的抑制作用,且在单条线路的应用中具有较好的抑制效果。三、旁路阻塞滤波器是由谐振的并联电感电容组成的,其主要设置在每相串补电容的两端,并且与阻尼电阻进行串联,不仅可以增加阻尼而且有效次同步振荡问题发生时所产生的感应发电机效应。四、动态稳定器是由多个分流电抗器组成的,且通过可控硅对这些电抗器进行控制,一旦系统中出现次同步振荡问题,就可以对其进行控制来对此问题产生的危害进行抑制,但是可控硅会产生谐波电流对电力系统的正常运行造成影响。五、动态滤波器设置的位置是在电机的电气回路中进行串联,当系统中出现次同步振荡问题时,此滤波器就会产生一个与此问题产生的电流相反且幅值相等的电流或电压,从而对此问题产生的危害起到一直作用,但是其成本较高且结构较为复杂。此外,除了采用上述滤波器之外,还有采用附加励磁阻尼控制器的方式,其原理就是在电机励磁系统上附加辅助控制信号,这样就可以为发电机提供阻尼来对次同步振荡问题进行有效抑制,目前比较常用的控制器有附加励磁阻尼控制器和HVDC次同步阻尼控制器等。3.4轴系扭振保护装置(TSR)装置具有检测和判断扭振模态值收敛或发散趋势的功能,具有能够判断等幅振荡的功能,并能进行录波。具有计算和分析扭振模态阻尼、轴系扭振疲劳损耗、机组扭振频率的功能。而且还具有以下功能:对汽轮机轴系转速连续监视;对机端电气量连续监视;对机组扭振频率、扭振模态阻尼、轴系扭振疲劳损耗进行计算分析显示;当机端角速度变化量达到设定参数时,装置扭振低限告警并开出告警信号;当轴系扭振疲劳损耗达到设定参数时,装置扭振高限告警并开出告警信号;扭振监测装置录波记录应如下模拟量和开关量。4结语电力系统正常运行中由于感应发电机效应、轴系扭振振荡以及其他的一些可以引起次同步振荡的快速控制装置在引起次同步振荡之后,就容易对汽轮机组的轴系造成损害,而且会影响电力系统的正常运行,所以需要采用相应的继电保护以及监测保护措施、采用系统的开关操作以及机组切除方法、增加阻尼和使用滤波器、采用轴系扭振保护装置等对其进行抑制,以确保电力系统的正常运行。参考文献:[1]杨湘.含双馈风电场的电力系统次同步振荡研究[D].东南大学,2016.[2]王云洁.电力系统次同步振荡的抑制策略研究[J].机械管理开发,2016(11):145-147.
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