DL/T 2044-2019 输电系统谐波引发谐振过电压计算导则

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  • 5.4.1本标准中的谐波源包括电力设 生的暂态谐波和运行中的稳态谐波。暂态谐波 源包括变压器合闸和线路故障清除后引发的变压器励磁涌流等;稳态谐波源包括FACTS装置 直流输电系统、非线性负荷等

    5.4.2暂态谐波源的模拟

    5.4.3稳态谐波源模拟

    直流输电系统、FACTS等设备宜详细建模冶金标准,非线性负荷等可采用谐波电流注入的方式模拟。

    5.5.1系统运行方式应全面考虑全接线方式、检修方式及特殊方式。严苛工况重点考虑小负 荷、小开机,及对谐波潮流有重要影响的设备检修方式。 5.5.2对象网络内节点电压宜按照运行方式中可能出现的最大值进行调节。

    5.6.1谐振过电压为基波与各次谐波电压叠加,计算时应考虑相位影响进行多次仿真计算。 5.6.2记录操作100ms后各站点母线相电压最大值, 5.6.3记录操作3s后各站点母线电压总谐波畸变率最大值。

    6.1110kV及以上电压等级系统,取含谐波母线相电压瞬时值不超过GB/T50064规定的工频过电压 有效值折算成的峰值电压。35kV不接地系统,取含谐波母线线电压瞬时值不超过GB/T50064规定的 工频过电压有效值折算成的峰值电压。具体相电压及线电压峰值上限如表1所示。

    表1不同电压等级过电压上限

    于稳态谐波,母线电压总谐波畸变率不超过GB/T 14549规定的电网谐波电压限值;对于暂态 操作或故障3s后,母线电压总谐波畸变率宜不超过11%

    3输电系统谐波引发谐振过电压算例参见附录

    7.1针对励磁涌流引发的谐振过电压,可采用带合闻电阻断路器、加装选相合闻、变压器消磁等单 个或综合措施进行抑制,也可在过电压风险较高的站点加装全波过电压保护,详见附录E。 7.2针对稳态谐波引发的谐振过电压,可通过加装滤波器等措施进行抑制。

    附录A (资料性附录) 膝点及饱和等值电抗图例说明

    图A.1外部电网等值算例接线示意图

    踏波引发谐振过电压风险前期筛查步

    波引发谐振过电压风险前期筛查步骤

    Za11 Zn12 Z1 Zlm .. Z. Z.m Z .

    其中,m为母线数;Znj为系统中i母线与j母线之间的谐波互阻抗,均是通过线路分布参数求得 根据互阻抗的定义,Zni在数值上等于当母线i上注入单位大小的n次电流,而其他节点均处于开路 态时,母线的电压。

    4计算谐波注入引发谐振过电压(核实公式的标幺值、编号、符号等)。

    谐波注入后,因各次谐波叠加造成电压瞬时值偏高。考虑极端情况,即每次谐波的峰值均在同 出现,电压瞬时值V,达到最大为:

    其中,V为初始线电压有效值,I,为n次谐波注入电流有名值。 当母线i上注入谐波电流时,母线i的电压瞬时值V不超过标准,需满足:

    V2 (V+ZI.Zm V3

    2(+1.Zm)< V2 1.3U, V3

    变压器励磁涌流是典型的暂态谐波,最大励磁涌流可达变压器额定电流的5~10倍,建议一般三绕 组变压器最大励磁涌流可取5倍变压器额定电流,两绕组变压器励磁涌流可取10倍变压器额定电流。 为充分暴露风险,2、3、4、5次谐波比例可取30%、25%、10%、5%。

    附录C (规范性附录) 外部网络等值步骤

    外部电网等值步骤如下:

    a)在频率[fstanfema]范围内建立全网基波及各次谐波导纳矩阵Y,,计算对象网络中观测点(观测 点宜选择谐波源所在站点)的基波及谐波阻抗Zn; 预设等值边界集(如图B.1等值边界1或等值边界2),在边界等值母线处(如图B.1等值母 线11、等值母线12或等值母线21、等值母线22、等值母线23)进行Ward等值,形成保留网 络; c)在频率[fan,fona]范围内形成保留网络基波及各次谐波导纳阵Yegar,计算等值后观测点基波及 谐波自阻抗Zem 比较Z和Zeun的幅值和相位,当在频率[fsarfena]内Z和Zeun误差小于给定值时,对应方案为 等值方案。如果不满足要求,继续向外扩展等值边界,直到满足要求为止。

    图C.1外部电网等值算例接线示意图

    本附录描述了一个实际工程中谐波引发谐振过电压计算案例。 本附录是一个简略的知识性介绍,目的是为技术人员更好地理解谐波引发谐振过电压计算方

    D. 2.1 算例模型

    图D.1某弱联系电网拓扑图

    D.1所示某工程为例给出谐波引发谐振过电压计算步骤。变压器数据如下所示(空载损耗、铜 备阻抗单位:p.u.)

    D.2.2谐振过电压计算步骤

    图D.2某弱联系电网等值后拓扑图

    图D.3变电站12空充主变时,励磁涌流大小

    D.4变电站12空充主变时,变电站17电压瞬时

    E.1变压器侧断路器采用带合闸电阻断路器

    合闸电阻提前主断口接入时间额 和3.30k 串乐等级断 合闸电阻阻值宜选取不小于5002

    E.2变压器侧断路器加装选相合闸

    E.3合闸前变压器消磁

    E.4加装全波过电压保护

    在计算谐振过电压超标站点可装设全波过电压保护,保护装置7次及以下谐波测量误差宜小 发生谐波引发谐振过电压时 或切除负荷功能

    E.5可参考的谐振过电压抑制措施效果

    以附录D算例为例,分别采用以下措施: a)变压器高压侧采用带合闸电阻断路器(阻值15002,接入时间12ms)铁路图纸,最大涌流不超过15 各过电压测量点无明显过电压,如图E.1和图E.2所示,

    图E.1合闸电阻(接入时间12ms)投入后励磁涌流曲线

    图E.2变压器加装合闸电阻(接入时间12ms)后各站母线电压曲线

    图E.3应用基于交流消磁法的选相合闸及合闸电阻(接入时间8ms)协调控制法后的励磁涌流

    图E.4应用基于交流消磁法的选相合闸及合闸电阻(接入时间8ms)协调控制

    城镇建设标准4应用基于交流消磁法的选相合闸及合闸电阻(接入时间8ms)协调控制法后的母线电压

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