近年來(lái),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展,電力系統(tǒng)繼電保護(hù)在原理上和技術(shù)上都有了很大的變化。可靠性研究是繼電保護(hù)及自動(dòng)化裝置的重要因素,由于電力系統(tǒng)的容量越來(lái)越龐大,供電范圍越來(lái)越廣,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜,繼電保護(hù)動(dòng)作的可靠性就顯得尤為重要,對(duì)繼電保護(hù)可靠性的研究與探討就很有必要。鑒于繼電保護(hù)的重要性,對(duì)其定期進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)是完全必要的,決不能只是在出現(xiàn)不正確動(dòng)作后再去分析和修復(fù)。因此對(duì)繼電保護(hù)檢修策略及措施也很重要。本文就這方面的問(wèn)題,結(jié)合本人多年的工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行探討。
1、影晌繼電保護(hù)可靠性的因素
繼電保護(hù)裝置是一種自動(dòng)裝置,在電力系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)著保證電力系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的重要任務(wù),當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時(shí),繼電保護(hù)裝置會(huì)向值班人員發(fā)出信號(hào),提醒值班人員及時(shí)采取措施、排除故障,使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。繼電保護(hù)裝置在投入運(yùn)行后,便進(jìn)入了工作狀態(tài),按照給定的整定值正確的執(zhí)行保護(hù)功能,時(shí)刻監(jiān)視供電系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的變化,出現(xiàn)故障時(shí)正確動(dòng)作,把故障切除。當(dāng)供電系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí),保護(hù)裝置不動(dòng)作。這就有 “正確動(dòng)作”和“正確不動(dòng)作兩種完好狀態(tài),說(shuō)明保護(hù)裝置是可靠的。 如果保護(hù)裝置在被保護(hù)設(shè)備處于正常運(yùn)行而發(fā)生“誤動(dòng)” 或被保護(hù)設(shè)備發(fā)生故障時(shí),保護(hù)裝置卻 “拒動(dòng)或無(wú)選擇性動(dòng)作,則為“不正確動(dòng)作”。就電力系統(tǒng)而言,保護(hù)裝置 “誤動(dòng)或無(wú)選擇性動(dòng)作”并不可怕,可以由自動(dòng)重合閘來(lái)進(jìn)行糾正,可怕的是保護(hù)裝置的 “拒動(dòng)”,造成的大面積影響,可能導(dǎo)致電力系統(tǒng)解列而崩潰。而導(dǎo)致繼電保護(hù)工作不正常的原因可能有以下幾種。
(1)繼電保護(hù)裝置的制造廠家在生產(chǎn)過(guò)程中沒(méi)有嚴(yán)格進(jìn)行質(zhì)量管理、把好質(zhì)量關(guān)。
(2)繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行過(guò)程中受周圍環(huán)境影響大。由于其周圍空氣中存在大量的粉塵和有害氣體,同時(shí)又受到高溫的影響,將加速繼電保護(hù)裝置的老化,導(dǎo)致性能改變。有害氣體也會(huì)腐蝕電路板和接插座,造成繼電器點(diǎn)被氧化,引起接觸不良,失去保護(hù)功能。
(3)晶體管保護(hù)裝置易受干擾源的影響,如電弧、閃電電路、短路故障等諸多因素,導(dǎo)致發(fā)生誤動(dòng)或拒動(dòng)。
(4)保護(hù)可靠性在很大程度上還依賴于運(yùn)行維護(hù)檢修人員的安全意識(shí)、技能和責(zé)任心。繼電保護(hù)的可靠性與調(diào)試人員有密切關(guān)系,如技術(shù)水平低、經(jīng)驗(yàn)少、責(zé)任心不強(qiáng)發(fā)現(xiàn)和處理存在問(wèn)題的能力差等。
(5)互感器質(zhì)量差,在長(zhǎng)期的運(yùn)行中,工作特性發(fā)生變化,影響保護(hù)裝置的工作效果。
(6)保護(hù)方案采用的方式和上下級(jí)保護(hù)不合理,選型不當(dāng)。
2、提高繼電保護(hù)可靠性的措施
貫穿于繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)、選型、制造、運(yùn)行維護(hù)、整定計(jì)算和整定調(diào)試的全過(guò)程,而繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性主要決定于繼電保護(hù)裝置的可靠性和設(shè)計(jì)的合理性。其中繼電保護(hù)裝置的可靠性又起關(guān)鍵性作用。由 于保護(hù)裝置投入運(yùn)行后,會(huì)受到多種因素的影響,不可能絕對(duì)可靠,但只要制定出各種防范事故方案,采取相應(yīng)的有效預(yù)防措施,消除隱患,彌補(bǔ)不足,其可靠性是能夠?qū)崿F(xiàn)的。提高繼電保護(hù)可靠性的措施應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
(1)保護(hù)裝置在制造過(guò)程中要把好質(zhì)量關(guān),提高裝置整體質(zhì)量水平,選用故障率低、壽命長(zhǎng)的元器件,不讓不合格的劣質(zhì)元件混進(jìn)其中。同時(shí)在設(shè)備選型時(shí)要盡可能的選擇質(zhì)量好,售后服務(wù)好的廠家。
(2)晶體管保護(hù)裝置設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮安裝在與高壓室隔離的房?jī)?nèi),免遭高壓大電流、斷路故障以及切合閘操作電弧的影響。同時(shí)要防止環(huán)境對(duì)晶體管造成的污染,有條件的情況下要裝設(shè)空調(diào)。電磁型、機(jī)電型繼電器外殼與底座間要加膠墊密封,防止灰塵和有害氣體侵入。
(3)繼電保護(hù)專業(yè)技術(shù)人員在整定計(jì)算中要增強(qiáng)責(zé)任心。計(jì)算時(shí)要從整個(gè)網(wǎng)絡(luò)通盤(pán)考慮,認(rèn)真分析,使各級(jí)保護(hù)整定值準(zhǔn)確,上下級(jí)保護(hù)整定值匹配合理。
(4)加強(qiáng)對(duì)保護(hù)裝置的運(yùn)行維護(hù)與故障處理能力并進(jìn)行定期檢驗(yàn),制定出反事故措施,提高保護(hù)裝置的可靠性。
(5)從保證電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性方面考慮,要求繼電保護(hù)系統(tǒng)具備快速切除故障的能力。為此重要的輸電線路或設(shè)備的主保護(hù)采用多重化設(shè)施,需要有兩套主保護(hù)并列運(yùn)行。
(6)為了使保護(hù)裝置在發(fā)生故障時(shí)有選擇性動(dòng)作,避免無(wú)選擇性動(dòng)作,在保護(hù)裝置設(shè)計(jì)、整定計(jì)算方面應(yīng)考慮周全、元器件配合合理、才能提高保護(hù)裝置動(dòng)作的可靠性。
3、新形勢(shì)下繼電保護(hù)檢修策略及措施
鑒于繼電保護(hù)的重要性,對(duì)其定期進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)是完全必要的,決不能只是在出現(xiàn)不正確動(dòng)作后再去分析和修復(fù)。繼電保護(hù)定期檢修的根本目的應(yīng)是 “確保整個(gè)繼電保護(hù)系統(tǒng)處在完好狀態(tài),能夠保證動(dòng)作的安全性和可靠性”。因此,原則上定檢項(xiàng)目應(yīng)與新安裝項(xiàng)目有明顯區(qū)別,只進(jìn)行少量針對(duì)性試驗(yàn)即可。應(yīng)將注意力集中在對(duì)保護(hù)動(dòng)作的安全性和可靠性有重大影響的項(xiàng)目上,避免為檢修而檢修,以獲取保護(hù)定期檢驗(yàn)投資效益的最大回報(bào)。建議以下幾點(diǎn):
(1)盡快研究新形勢(shì)下的新問(wèn)題,制定新的檢修策略修訂有關(guān)規(guī)程 (對(duì)大量出現(xiàn)的非個(gè)別現(xiàn)象,不宜由運(yùn)行單位自行批準(zhǔn)),指導(dǎo)當(dāng)前乃至今后一個(gè)時(shí)期的繼電保護(hù)檢驗(yàn)工作,積極開(kāi)展二次設(shè)備的狀態(tài)檢修,為繼電保護(hù)人員 “松綁”,使檢修對(duì)系統(tǒng)安全和繼電保護(hù)可用性的影響降到最低。
(2)在檢修策略的制定上應(yīng)結(jié)合微機(jī)保護(hù)的自檢和通信能力,致力于提高保護(hù)系統(tǒng)的可靠性和安全性,簡(jiǎn)化裝置檢修,注重二次回路的檢驗(yàn)。
(3)今后,在設(shè)計(jì)上應(yīng)簡(jiǎn)化二次回路;運(yùn)行上加強(qiáng)維護(hù)和基礎(chǔ)管理,注重積累運(yùn)行數(shù)據(jù),尤其應(yīng)注意對(duì)裝置故障信息的統(tǒng)計(jì)、分析和處理,使檢修建立在科學(xué)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上;在基本建設(shè)上加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)和繼電保護(hù)的更新改造,注重設(shè)備選型,以提高繼電保護(hù)系統(tǒng)的整體水平,為實(shí)行新策略創(chuàng)造條件。
(4)大力開(kāi)展二次線的在線監(jiān)測(cè),研究不停電檢修整個(gè)繼電保護(hù)系統(tǒng)的技術(shù)。
(5)著手研究隨著變電站綜合自動(dòng)化工作的進(jìn)展,保護(hù)裝置分散布置、集中處理、設(shè)備間聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)化、光纖化繼電保護(hù)運(yùn)行和故障信息網(wǎng)建成后的保護(hù)定檢工作發(fā)展方向。
(6)廠家應(yīng)進(jìn)一步提高微機(jī)保護(hù)的自檢能力和裝置故障信息的輸出能力,研制適應(yīng)遠(yuǎn)方檢測(cè)保護(hù)裝置要求的新型保護(hù)。
4、結(jié)語(yǔ)
本文討論了供電系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置的可靠性問(wèn)題,提出了探討繼電保護(hù)可靠性的必要性、影響繼電保護(hù)可靠性的因素及提高繼電保護(hù)可靠性的對(duì)策。其可靠性問(wèn)題不僅與設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行維護(hù)和檢修調(diào)試
等有密切關(guān)系而且繼電保護(hù)裝置維護(hù)人員也將起到關(guān)鍵性作用。最后本文討論了保護(hù)檢驗(yàn)的目的、建議盡快修訂有關(guān)規(guī)程,研究制定新形勢(shì)下的繼電保護(hù)檢修策略。
很多朋友前一陣都會(huì)在新聞媒體上看到,某市某區(qū)域計(jì)劃性的停電,那么為什么要停電,原因就是需要檢修電網(wǎng),那么就電氣專業(yè)知識(shí)角度和大家簡(jiǎn)單介紹一下電網(wǎng)檢修的主要方面是什么?
電網(wǎng)檢修就是供電部門(mén)將結(jié)合“安全生產(chǎn)管理,勞動(dòng)安全與作業(yè)環(huán)境,人身安全,設(shè)備及季節(jié)性事故預(yù)防,防寒防凍責(zé)任制,防火,防爆重點(diǎn),交通安全,防風(fēng),應(yīng)急搶修”等幾個(gè)方面對(duì)線路,設(shè)備進(jìn)行全面綜合檢查。
電網(wǎng)檢修益處很多:
比如是秋冬季檢修。檢修的目的就是提高線路設(shè)備抵御惡劣氣候,外力破壞和承接大負(fù)荷的能力,大幅度提高用電的可靠性。因?yàn)榍锒居秒娏勘容^大,特別是冬季,所以電網(wǎng)檢修很重要。
電網(wǎng)檢修時(shí)家里會(huì)停電么? 供電部門(mén)會(huì)在電網(wǎng)檢修之前通過(guò)媒體,微信平臺(tái)等多種信息傳播方式,通知所需停電的地點(diǎn)范圍及時(shí)間段。這樣大家提前了解情況,做好準(zhǔn)備。減少因電網(wǎng)檢修帶來(lái)的不便,避免發(fā)生不必要的事故。
那為什么電網(wǎng)要進(jìn)行季節(jié)性檢修呢?
電網(wǎng)進(jìn)行季節(jié)性檢修的原因是由于供電設(shè)施和設(shè)備長(zhǎng)期暴露在外,在經(jīng)歷長(zhǎng)期高溫,強(qiáng)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)之后,一些電力設(shè)備不可避免地存在安全隱患,供電部門(mén)一般會(huì)在每年春季和秋季對(duì)供電線路和設(shè)備進(jìn)行常規(guī)檢修,就是為了把經(jīng)過(guò)電網(wǎng)長(zhǎng)期運(yùn)行所帶來(lái)的缺陷加以整改和修復(fù),確保迎峰度冬期間廣大電力客戶的用電需求。
因此,電網(wǎng)進(jìn)行季節(jié)性檢修時(shí)必須的,也是保證電網(wǎng)正常運(yùn)行的重要保障措施。
電力系統(tǒng)過(guò)電壓主要分以下幾種類型:大氣過(guò)電壓、工頻過(guò)電壓、操作過(guò)電壓、諧振過(guò)電壓。
大氣過(guò)電壓:由直擊雷或雷電感應(yīng)突然加到電力系統(tǒng)中,使電氣設(shè)備所承受的電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其額定值。大氣過(guò)電壓可以分為直擊雷過(guò)電壓和感應(yīng)雷過(guò)電壓。電力系統(tǒng)遭受大氣過(guò)電壓后,可使輸配電線路及電氣設(shè)備的絕緣發(fā)生擊穿或閃絡(luò),造成停電以致危害人的生命安全。特點(diǎn)是持續(xù)時(shí)間短暫,沖擊性強(qiáng),與雷擊活動(dòng)強(qiáng)度有直接關(guān)系,與設(shè)備電壓等級(jí)無(wú)關(guān)。因此,220KV以下系統(tǒng)的絕緣水平往往由防止大氣過(guò)電壓決定。防止大氣過(guò)電壓,通常采取裝設(shè)避雷針、避雷線、避雷器,合理提高線路絕緣水平,采用自動(dòng)重合閘裝置等措施。
工頻過(guò)電壓:系統(tǒng)中在操作或接地故障時(shí)發(fā)生的頻率等于工頻(50 Hz)或接近工頻的高于系統(tǒng)最高工作電壓的過(guò)電壓。特點(diǎn)是持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),過(guò)電壓倍數(shù)不高,一般對(duì)設(shè)備絕緣危險(xiǎn)性不大,但在超高壓、遠(yuǎn)距離輸電確定絕緣水平時(shí)起重要作用當(dāng)系統(tǒng)操作、接地跳閘后的數(shù)百毫秒之內(nèi),由于發(fā)電機(jī)中磁鏈不可能突變,發(fā)電機(jī)自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器的慣性作用,使發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)保持不變,這段時(shí)間內(nèi)的工頻過(guò)電壓稱為暫時(shí)工頻過(guò)電壓。隨著時(shí)間的增加,發(fā)電機(jī)自動(dòng)電壓調(diào)節(jié)器產(chǎn)生作用,使發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)有所下降并趨于穩(wěn)定,這時(shí)的工頻過(guò)電壓稱為穩(wěn)態(tài)工頻過(guò)電壓。產(chǎn)生工頻過(guò)電壓的主要原因是:空載長(zhǎng)線路的電容效應(yīng),不對(duì)稱接地引起的正序、負(fù)序和零序電壓分量作用,系統(tǒng)突然甩負(fù)荷使發(fā)電機(jī)加速旋轉(zhuǎn)等。限制工頻過(guò)電壓應(yīng)針對(duì)具體情況采取專門(mén)的措施,常用的方法有:采用并聯(lián)電抗器補(bǔ)償空載長(zhǎng)線的電容效應(yīng),選擇合理的系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式,對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行快速電壓調(diào)整控制等等。
操作過(guò)電壓:由于操作(如斷路器的合閘和分閘)、故障或其他原因,使系統(tǒng)參數(shù)突然變化,系統(tǒng)由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種狀態(tài),在此過(guò)渡過(guò)程中系統(tǒng)本身的電磁能振蕩而產(chǎn)生的過(guò)電壓。 ,特點(diǎn)是具有隨機(jī)性,但最不利情況下過(guò)電壓倍數(shù)較高。操作過(guò)電壓原因及規(guī)避措施
1 電網(wǎng)的操作過(guò)電壓一般由下列原因引起
A.線路合閘和重合閘; B.空載變壓器和并聯(lián)電抗器分閘; C.線路非對(duì)稱故障分閘和振蕩解列; D.空載線路分閘。 線路合閘和重合閘過(guò)電壓對(duì)電網(wǎng)設(shè)備絕緣配合有重要影響,應(yīng)采用有合閘電阻的斷路器對(duì)該過(guò)電壓加以限制。避雷器可作為變電所電氣設(shè)備操作過(guò)電壓的后備保護(hù)裝置,該避雷器同時(shí)是變電所的雷電過(guò)電壓的保護(hù)裝置。 設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)A、C 類過(guò)電壓,應(yīng)結(jié)合電網(wǎng)條件加以預(yù)測(cè)。
2 線路合閘和重合閘操作過(guò)電壓
空載線路合閘時(shí),由于線路電感-容的振蕩將產(chǎn)生合閘過(guò)電壓。線路重合時(shí),由于電源電勢(shì)較高以及線路上殘余電荷的存在,加劇了這一電磁振蕩過(guò)程,使過(guò)電壓進(jìn)一步提高。因此斷路器應(yīng)安裝合閘電阻,以有效地降低合閘及重合閘過(guò)電壓。 應(yīng)按電網(wǎng)預(yù)測(cè)條件,求出空載線路合閘、單相重合閘和成功、非成功的三相重合閘(如運(yùn)行中使用時(shí))的過(guò)電壓分布,求出包括線路受端的相對(duì)地及相間統(tǒng)計(jì)操作過(guò)電壓。預(yù)測(cè)這類操作過(guò)電壓的條件如下: A.空載線路合閘,線路斷路器合閘前,電源母線電壓為電網(wǎng)最高電壓; B.成功的三相重合閘前,線路受端曾發(fā)生單相接地故障;非成功的三相重合閘時(shí),線路受端有單相接地故障。 空載線路合閘、單相重合閘和成功的三相重合閘(如運(yùn)行中使用時(shí)),在線路受端產(chǎn)生的相對(duì)地統(tǒng)計(jì)操作過(guò)電壓,不應(yīng)大于2 2UXG 。
3 分?jǐn)嗫蛰d變壓器和并聯(lián)電抗器的操作過(guò)電壓
由于斷路器分?jǐn)噙@些設(shè)備的感性電流時(shí)強(qiáng)制熄弧所產(chǎn)生的操作過(guò)電壓,應(yīng)根據(jù)斷路器結(jié)構(gòu)、回路參數(shù)、變壓器(并聯(lián)電抗器)的接線和特性等因素確定。該操作過(guò)電壓一般可用安裝在斷路器與變壓器(并聯(lián)電抗器)之間的避雷器予以限制。對(duì)變壓器,避雷器可安裝在低壓側(cè)或高壓側(cè),但如高低壓電網(wǎng)中性點(diǎn)接地方式不同時(shí),低壓側(cè)宜采用磁吹閥型避雷器。當(dāng)避雷器可能頻繁動(dòng)作時(shí),宜采用有高值分閘電阻的斷路器。
4 線路非對(duì)稱故障分閘和振蕩解列操作過(guò)電壓
電網(wǎng)送受端聯(lián)系薄弱,如線路非對(duì)稱故障導(dǎo)致分閘,或在電網(wǎng)振蕩狀態(tài)下解列,將產(chǎn)生線路非對(duì)稱故障分閘或振蕩解列過(guò)電壓。 預(yù)測(cè)線路非對(duì)稱故障分閘過(guò)電壓,可選擇線路受端存在單相接地故障的條件,分閘時(shí)線路送受端電勢(shì)功角差應(yīng)按實(shí)際情況選取。 有分閘電阻的斷路器,可降低線路非對(duì)稱故障分閘及振蕩解列過(guò)電壓。當(dāng)不具備這一條件時(shí),應(yīng)采用安裝于線路上的避雷器加以限制。
5 對(duì)于空載線路分閘過(guò)電壓
應(yīng)采用在電源對(duì)地電壓為1.3UXG 條件下分閘時(shí)不重燃的斷路器加以防止。
6 變電所應(yīng)安裝避雷器
以防止操作過(guò)電壓損壞電氣設(shè)備。安裝位置如下: A.出線斷路器線路側(cè)的每一線路入口側(cè),稱安裝于該位置的避雷器為線路避雷器; B.出線斷路器變電所側(cè),稱安裝于該位置的避雷器為變電所避雷器。 所有避雷器具體安裝位置和數(shù)量尚應(yīng)結(jié)合4.4.2 確定。 注:線路入口處無(wú)并聯(lián)電抗器時(shí),如預(yù)測(cè)(對(duì)斷路器合閘需考慮合閘電阻一相失靈條件)
該處過(guò)電壓不超過(guò)避雷器操作過(guò)電壓保護(hù)水平時(shí),可不必在該處安裝避雷器。
7 具有串聯(lián)間隙避雷器的額定電壓
應(yīng)不低于安裝點(diǎn)的電網(wǎng)工頻過(guò)電壓水平。
8 應(yīng)用金屬氧化物避雷器限制操作過(guò)電壓時(shí)
應(yīng)參照廠家產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū),使其長(zhǎng)期運(yùn)行電壓值、工頻過(guò)電壓、諧振過(guò)電壓允許持續(xù)時(shí)間符合電網(wǎng)要求。
9 避雷器的操作過(guò)電壓通流容量
允許吸收能量應(yīng)符合電網(wǎng)要求(對(duì)斷路器合閘需考慮合閘電阻一相失靈的條件)。 此外,還應(yīng)校核避雷器上的電壓是否超過(guò)其規(guī)定保護(hù)水平。當(dāng)超過(guò)時(shí),應(yīng)考慮其對(duì)絕緣配合的影響。
10 為監(jiān)測(cè)運(yùn)行電網(wǎng)的工頻過(guò)電壓
諧振過(guò)電壓和操作過(guò)電壓,宜在變電所安裝過(guò)電壓波形或幅值的自動(dòng)記錄裝置,并妥為收集實(shí)測(cè)結(jié)果。
限制操作過(guò)電壓的措施有;選用滅弧能力強(qiáng)的高壓開(kāi)關(guān);提高開(kāi)關(guān)動(dòng)作的同期性;開(kāi)關(guān)斷口加裝并聯(lián)電阻;采用性能良好的避雷器,如氧化鋅避雷器;使電網(wǎng)的中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行。
諧振過(guò)電壓:電力系統(tǒng)中一些電感、電容元件在系統(tǒng)進(jìn)行操作或發(fā)生故障時(shí)可形成各種振蕩回路,在一定的能源作用下,會(huì)產(chǎn)生串聯(lián)諧振現(xiàn)象,導(dǎo)致系統(tǒng)某些元件出現(xiàn)嚴(yán)重的過(guò)電壓。諧振過(guò)電壓分為以下幾種:
(1) 線性諧振過(guò)電壓 諧振回路由不帶鐵芯的電感元件(如輸電線路的電感,變壓器的漏感)或勵(lì)磁特性接近線性的帶鐵芯的電感元件(如消弧線圈)和系統(tǒng)中的電容元件所組成。
(2) 鐵磁諧振過(guò)電壓 諧振回路由帶鐵芯的電感元件(如空載變壓器、電壓互感器)和系統(tǒng)的電容元件組成。因鐵芯電感元件的飽和現(xiàn)象,使回路的電感參數(shù)是非線性的,這種含有非線性電感元件的回路在滿足一定的諧振條件時(shí),會(huì)產(chǎn)生鐵磁諧振。
(3) 參數(shù)諧振過(guò)電壓 由電感參數(shù)作周期性變化的電感元件(如凸極發(fā)電機(jī)的同步電抗在Xd ~ Xq間周期變化)和系統(tǒng)電容元件(如空載線路)組成回路,當(dāng)參數(shù)配合時(shí),通過(guò)電感的周期性變化,不斷向諧振系統(tǒng)輸送能量,造成參數(shù)諧振過(guò)電壓。
限制諧振過(guò)電壓的主要措施有:
(1) 提高開(kāi)關(guān)動(dòng)作的同期性 由于許多諧振過(guò)電壓是在非全相運(yùn)行條件下引起的,因此提高開(kāi)關(guān)動(dòng)作的同期性,防止非全相運(yùn)行,可以有效防止諧振過(guò)電壓的發(fā)生。
(2) 在并聯(lián)高壓電抗器中性點(diǎn)加裝小電抗,用這個(gè)措施可以阻斷非全相運(yùn)行時(shí)工頻電壓傳遞及串聯(lián)諧振。 (3) 破壞發(fā)電機(jī)產(chǎn)生自勵(lì)磁的條件,防止參數(shù)諧振過(guò)電壓
1、什麼是變頻器?
變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。
2、PWM和PAM的不同點(diǎn)是什麼?
PWM是英文Pulse Width Modulation(脈沖寬度調(diào)制)縮寫(xiě),按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖寬度,以調(diào)節(jié)輸出量和波形的一種調(diào)值方式。PAM是英文Pulse Amplitude Modulation(脈沖幅度調(diào)制)縮寫(xiě),是按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖幅度,以調(diào)節(jié)輸出量值和波形的一種調(diào)制方式。
3、電壓型與電流型有什麼不同?
變頻器的主電路大體上可分為兩類:電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器,直流回路的濾波是電容;電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器,其直流回路濾波石電感。
4、為什麼變頻器的電壓與電流成比例的改變?
非同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩是電機(jī)的磁通與轉(zhuǎn)子內(nèi)流過(guò)電流之間相互作用而產(chǎn)生的,在額定頻率下,如果電壓一定而只降低頻率,那麼磁通就過(guò)大,磁回路飽和,嚴(yán)重時(shí)將燒毀電機(jī)。因此,頻率與電壓要成比例地改變,即改變頻率的同時(shí)控制變頻器輸出電壓,使電動(dòng)機(jī)的磁通保持一定,避免弱磁和磁飽和現(xiàn)象的產(chǎn)生。這種控制方式多用於風(fēng)機(jī)、泵類節(jié)能型變頻器。
5、電動(dòng)機(jī)使用工頻電源驅(qū)動(dòng)時(shí),電壓下降則電流增加;對(duì)於變頻器驅(qū)動(dòng),如果頻率下降時(shí)電壓也下降,那麼電流是否增加?
頻率下降(低速)時(shí),如果輸出相同的功率,則電流增加,但在轉(zhuǎn)矩一定的條件下,電流幾乎不變。
6、采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),電機(jī)的起動(dòng)電流、起動(dòng)轉(zhuǎn)矩怎樣?
采用變頻器運(yùn)轉(zhuǎn),隨著電機(jī)的加速相應(yīng)提高頻率和電壓,起動(dòng)電流被限制在150%額定電流以下(根據(jù)機(jī)種不同,為125%~200%)。用工頻電源直接起動(dòng)時(shí),起動(dòng)電流為6~7倍,因此,將產(chǎn)生機(jī)械電氣上的沖擊。采用變頻器傳動(dòng)可以平滑地起動(dòng)(起動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng))。起動(dòng)電流為額定電流的1.2~1.5倍,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為70%~120%額定轉(zhuǎn)矩;對(duì)於帶有轉(zhuǎn)矩自動(dòng)增強(qiáng)功能的變頻器,起動(dòng)轉(zhuǎn)矩為100%以上,可以帶全負(fù)載起動(dòng)。
7、V/f模式是什麼意思?
頻率下降時(shí)電壓V也成比例下降,這個(gè)問(wèn)題已在回答4說(shuō)明。V與f的比例關(guān)系是考慮了電機(jī)特性而預(yù)先決定的,通常在控制器的存儲(chǔ)裝置(ROM)中存有幾種特性,可以用開(kāi)關(guān)或標(biāo)度盤(pán)進(jìn)行選擇。
8、按比例地改V和f時(shí),電機(jī)的轉(zhuǎn)矩如何變化?
頻率下降時(shí)完全成比例地降低電壓,那麼由於交流阻抗變小而直流電阻不變,將造成在低速下產(chǎn)生地轉(zhuǎn)矩有減小的傾向。因此,在低頻時(shí)給定V/f,要使輸出電壓提高一些,以便獲得一定地起動(dòng)轉(zhuǎn)矩,這種補(bǔ)償稱增強(qiáng)起動(dòng)。可以采用各種方法實(shí)現(xiàn),有自動(dòng)進(jìn)行的方法、選擇V/f模式或調(diào)整電位器等方法。
9、在說(shuō)明書(shū)上寫(xiě)著變速范圍60~6Hz,即10:1,那麼在6Hz以下就沒(méi)有輸出功率嗎?
在6Hz以下仍可輸出功率,但根據(jù)電機(jī)溫升和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩的大小等條件,最低使用頻率取6Hz左右,此時(shí)電動(dòng)機(jī)可輸出額定轉(zhuǎn)矩而不會(huì)引起嚴(yán)重的發(fā)熱問(wèn)題。變頻器實(shí)際輸出頻率(起動(dòng)頻率)根據(jù)機(jī)種為0.5~3Hz.
10、對(duì)於一般電機(jī)的組合是在60Hz以上也要求轉(zhuǎn)矩一定,是否可以?
通常情況下時(shí)不可以的。在60Hz以上(也有50Hz以上的模式)電壓不變,大體為恒功率特性,在高速下要求相同轉(zhuǎn)矩時(shí),必須注意電機(jī)與變頻器容量的選擇。
11、所謂開(kāi)環(huán)是什麼意思?
給所使用的電機(jī)裝置設(shè)速度檢出器(PG),將實(shí)際轉(zhuǎn)速反饋給控制裝置進(jìn)行控制的,稱為“閉環(huán)”,不用PG運(yùn)轉(zhuǎn)的就叫作“開(kāi)環(huán)”。通用變頻器多為開(kāi)環(huán)方式,也有的機(jī)種利用選件可進(jìn)行PG反饋。
12、實(shí)際轉(zhuǎn)速對(duì)於給定速度有偏差時(shí)如何辦?
開(kāi)環(huán)時(shí),變頻器即使輸出給定頻率,電機(jī)在帶負(fù)載運(yùn)行時(shí),電機(jī)的轉(zhuǎn)速在額定轉(zhuǎn)差率的范圍內(nèi)(1%~5%)變動(dòng)。對(duì)於要求調(diào)速精度比較高,即使負(fù)載變動(dòng)也要求在近於給定速度下運(yùn)轉(zhuǎn)的場(chǎng)合,可采用具有PG反饋功能的變頻器(選用件)。
13、如果用帶有PG的電機(jī),進(jìn)行反饋後速度精度能提高嗎?
具有PG反饋功能的變頻器,精度有提高。但速度精度的植取決於PG本身的精度和變頻器輸出頻率的解析度。14、失速防止功能是什麼意思?
如果給定的加速時(shí)間過(guò)短,變頻器的輸出頻率變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)轉(zhuǎn)速(電角頻率)的變化,變頻器將因流過(guò)過(guò)電流而跳閘,運(yùn)轉(zhuǎn)停止,這就叫作失速。為了防止失速使電機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),就要檢出電流的大小進(jìn)行頻率控制。當(dāng)加速電流過(guò)大時(shí)適當(dāng)放慢加速速率。減速時(shí)也是如此。兩者結(jié)合起來(lái)就是失速功能。
15、 有加速時(shí)間與減速時(shí)間可以分別給定的機(jī)種,和加減速時(shí)間共同給定的機(jī)種,這有什麼意義?
加減速可以分別給定的機(jī)種,對(duì)於短時(shí)間加速、緩慢減速場(chǎng)合,或者對(duì)於小型機(jī)床需要嚴(yán)格給定生產(chǎn)節(jié)拍時(shí)間的場(chǎng)合是適宜的,但對(duì)於風(fēng)機(jī)傳動(dòng)等場(chǎng)合,加減速時(shí)間都較長(zhǎng),加速時(shí)間和減速時(shí)間可以共同給定。
16、 什麼是再生制動(dòng)?
電動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中如果降低指令頻率,則電動(dòng)機(jī)變?yōu)榉峭桨l(fā)電機(jī)狀態(tài)運(yùn)行,作為制動(dòng)器而工作,這就叫作再生(電氣)制動(dòng)。
在公共電網(wǎng)上存在著各形式的干擾。除了供電中斷可以明顯察覺(jué)外,絕大多數(shù)干擾都是不容易察覺(jué)的。然而,正是這種不易察覺(jué)的干擾對(duì)正常運(yùn)行的電器電子設(shè)備存在著嚴(yán)重的威脅。如:雷電在電網(wǎng)上感應(yīng)的干擾可使瞬間電壓高達(dá)二萬(wàn)伏以上,將電網(wǎng)上的用電設(shè)備燒毀。
高次諧波在零線上的干擾會(huì)嚴(yán)重影響高頻通訊設(shè)備的工作,使數(shù)字電路誤操作,從而導(dǎo)致通訊中斷,系統(tǒng)數(shù)據(jù)丟失等的嚴(yán)重后果。
習(xí)慣上將電網(wǎng)干擾分為下述幾種:
一、低頻干擾。
A.過(guò)壓:電壓持續(xù)高于額定值的10%以上。
B.欠壓:電壓持續(xù)低于額定值的15%以下。
C.?dāng)嚯姡捍笥?00ms的供電中斷。
D.間斷:小于300ms供電中斷。
E.浪涌:電壓高于額定值的10%以上,持續(xù)時(shí)間1至數(shù)個(gè)周期。
F.頻率漂移:頻率偏移正常值的±2%。
二、高頻干擾。
A.尖峰:高于額定電壓若干倍,有時(shí)可高達(dá)數(shù)千伏,持續(xù)時(shí)間為毫秒級(jí)的短時(shí)過(guò)壓。
B.毛刺:高于額定電壓若干倍,有時(shí)可高達(dá)上萬(wàn)伏,持續(xù)時(shí)間為微秒級(jí)的瞬時(shí)過(guò)壓。
C.高次諧波:由于負(fù)載的非線性引起的電網(wǎng)波形的畸變。
D.低頻干擾產(chǎn)生的主要原因?yàn)椋捍笮碗娖鞯拈_(kāi)、關(guān)機(jī);電網(wǎng)負(fù)荷變化過(guò)大(超載或輕載);負(fù)載短路等。
高頻干擾產(chǎn)生的主要原因?yàn)椋?br />
由電網(wǎng)供電的非線性負(fù)載;高頻工作方式的設(shè)備產(chǎn)生的輻射;雷電;電器設(shè)備開(kāi)關(guān)機(jī)的瞬間等。如何消除形形色色的干擾對(duì)用電設(shè)備造成的影響,為用電設(shè)備提供高可靠性,高質(zhì)量的純凈的電源,當(dāng)前普遍的做法是:
A.使UPS具有穩(wěn)壓、穩(wěn)頻功能,排除了電壓過(guò)高、過(guò)低及頻率漂移的影響。
B.UPS自帶電池組,解決了電網(wǎng)故障及停電的問(wèn)題。
C.使用諧波濾波器,有效地濾除高次諧波。
D.使用射頻干擾(RFI)濾波器,消除射頻干擾。
E.采用良好的屏蔽措施。
(1)EVADA UPS采用了先進(jìn)的DSP控制技術(shù)雙重隔離的在線工作方式使其具有十分優(yōu)良的穩(wěn)壓穩(wěn)頻抗干擾性能,IGBT整流器的輸入電壓范圍可寬達(dá)±25%(一般UPS為±15%),在此范圍內(nèi)輸出電壓均穩(wěn)定在額定值。從而徹底解決了輸入電壓過(guò)高或過(guò)低的問(wèn)題。