对于变电站设计中存在问题相关思索

'对于变电站设计中存在问题相关思索摘要：随着人们生产生活水平的不断提高，人们对于电力能源的需求越来越高，为满足社会日益不断发展的需求，这就需要我们加大对电力系统的建设。变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用，是电力系统的重要组成部分。本人结合多年从事电力设计的工作经验,分析了目前在变电站设计中存在的问题及原因，并给出了解决方案。关键词：变电站设计；电压互感器；解决方案Abstract：alongwiththepeoplelivingstandardriseceaselessly,peopleforthepowerenergydemandismoreandmorehigh,tomeetthegrowingdemandofdevelopment,itisnecessaryforustostrengthentheconstructionofelectriepowersystem.Substationisthecontactofpowerplantandtheuseroftheintermediatelinks,playsthetransformationanddistributionofpowerfunction,isanimportantpartofpowersystem.Combinedwithmanyyearsengagedinelectricpowerdesignworkexperience,analysisofthecurrentinthetransformersubstationdesigntheproblemsandcauses,andgivessolutions. Keywords：substationdesign；voltagetransformer；solution中图分类号：TM411文献标识码：A文章编号：前言：经过多年的相关工作经验笔者发现许多设计人员在各类变电站中对电压互感器消谐设备的配置基本一样，在选择限制或消除电压互感器谐振措施及设备时，没有充分考虑具体变电站中与电压互感器谐振发生机理密切相关的诸如电网接地方式、电压互感器类型及其本身的技术特点等因素,或者没有将各种消谐措施合理组合，导致消谐设备配置不合理,有的即使配置了也起不到实际的作用，不仅浪费设备，还可能给运行维护带来不必要的麻烦。下面本人就对电网变电站设计中关于限制或消除变电站电压互感器谐振的措施及设备的配置谈谈自己的看法，以期与同行共勉。1与变电站电压互感器消谐相关的2个方面近年来，大力推行变电站标准化设计，在标准化设计中有2个方面与变电站电压互感器谐振密切相关，现分述如下。1.1变电站主接线型式变电站标准化设计中变电站主接线有两种接线型式：一种是中性点绝缘或中性点经消弧线圈接地，统称为中性点非有效接地系统，另一种是直接接地或经电阻接地，也称为中性点有效接地系统。 非有效接地系统和直接接地系统中的电压互感器均有可能发生铁磁谐振，只是不同接地系统中产生的机理不同，这部分内容教科书及各类论文中均有详细论述，本文不再赘述。1.2变电站电压互感器类型变电站标准化设计中变电站电压互感器有两种类型:一种是电容式电压互感器，另一种是电磁式电压互感器。电磁式电压互感器布置在开关柜或GIS设备中，电容式电压互感器布置在户外。近年来，随着各种技术的发展，电磁式电压互感器与电容式电压互感器在制造技术上都有了改进，如电磁式电压互感器可以呈容性等，设计时要充分考虑这些因素。2目前采用的限制或消除变电站电压互感器铁磁谐振的措施本人在从事变电站设计过程中查阅多个供电局的变电站施工图发现变电站电压互感器限制或消除铁磁谐振的措施除了在电压互感器的一次侧加装避雷器及在电压互感器的一次侧或二侧加装熔断器外，还采用了以下几种措施：(1)在电压互感器的剩余绕组开口三角装二次消谐器。(2)在电压互感器一次绕组中性点与地之间接入一次消谐器，又分2种方式:a—次消谐器采用线性电阻或非线性电阻；b一次消谐器采用一单相零序电压互感器，俗称“4PT”法。(3)选用在额定电压因数为2倍内呈容性的电磁式电压互感 器。(1)将主变压器的中性点经消弧线圈接地。3存在的问题及原因分析变电站设计中限制或消除电压互感器铁磁谐振的措施较多，但在具体应用时，由于没有充分考虑具体工程中与电压互感器谐振发生机理密切相关的诸如电网接地方式、电压互感器类型以及电压互感器本身技术特点等因素，或者没有将各种方法合理组合，导致消谐设备未配置或重复配置,有的即使配置了也起不到实际的作用，不仅浪费设备，还可能给运行维护带来不必要的麻烦。以下是本人在工作过程中查阅多个设计单位的设计图纸后发现的几个主要问题，罗列如下，与各位同行共同探讨：3.1盲目地在电磁式电压互感器剩余绕组开口三角装设二次消谐器目前GIS设备及开关柜内电压互感器均为电磁式电压互感器，按常规在电磁式电压互感器剩余绕组开口三角装设二次消谐器来限制或消除谐振是正常的，没有讨论的必要。但近年来电压互感器厂家研究出了呈容性的电磁式电压互感器，该电磁式电压互感器即使在过电压的情况下对地仍呈容抗性质，可以消除与系统中的对地电容产生LC谐振的条件，较好地抑制铁磁谐振的发生，且目前供电局也要求GIS设备及开关柜厂家选用呈容性的电磁式电压互感器。但本人在实际设计中看到某些设计人员凡是电磁式电压互感器,不管其呈感性还是呈容性，一律在 PT接口屏上又装设了二次微机消谐器，这不仅起不到实际的作用，还造成设备浪费。当然，有些GIS设备及开关柜厂家目前还没有采用呈容性的电磁式电压互感器，或者有些厂家承诺业主提供呈容性的电磁式电压互感器，但实际上并未兑现承诺。鉴于以上情况,设计人员需要准确了解设备实际情况后合理装设消谐设备,不可盲目在电磁式电压互感器剩余绕组开口三角装设二次消谐器。3.2盲目地在电容式电压互感器剩余绕组开口三角装设二次消谐器目前llOkV及以上AIS变电站内的电压互感器均为电容式电压互感器，简称CVT。最初设计人员对CVT较为普遍的认知是:CVT是经电容分压器与电网连接，不存在非线性电感，与电网不发生铁磁谐振，且CVT在电磁单元内的中间变压器高压侧加装了避雷器和阻尼器，故不需要再在剩余绕组开口三角装设二次消谐器。但CVT的运行业绩并不令人满意,事故及故障率较高，引起用户的普遍关注，有研究人员统计发现：1995〜1999年间在役的电容式电压互感器，在投运时或运行中出现铁磁谐振多起，有些引起二次电压异常，有些引起产品损坏，严重影响CVT的安全运行。其实,CVT内部是由XC及XL组成，XL是非线性电感，当电网正常运行或出现过电压时，电容式电压互感器内部可能发生低频谐振，即使在电磁单元内的中间变压器高压侧加装避雷器和阻尼器,也不能保证能避免谐振发生，虽然此谐振不会波及到电网, 但会烧毁CVTo有了这种认知，某些设计人员就在电容式电压互感器剩余绕组开口三角装设了微机型二次消谐器，微机型消谐器是当谐振发生时瞬时接通高阻抗回路，在某些情况下能够起到良好的消谐果。但是，微机型二次消谐器对低频振荡不起作用，只适用于对地电容较小的电网，且有的厂家将CVT的中间变压器作了改进,使中间变压器本身的入端阻抗从感抗性质改变为容抗性质，这样，即使在过电压的情况下，在电容分压器的容抗与电磁单元的容抗不可能发生铁磁谐振。所以电容式电压互感器剩余绕组开口三角是否装设二次消谐器要结合变电站具体情况综合考虑后决定，不可盲目装设。'