電力系統(tǒng)短路故障的特點
1.電力系統(tǒng)短路造成的危害
短路電流由于會產(chǎn)生極大的破壞力,產(chǎn)生的危害極大,主要的危害有以下幾點:
1.1引起投資費用的增加當電流發(fā)生短路時,短路點的電弧會造成電器設備的損壞,同時由于很大的電流通過設備會使設備持續(xù)發(fā)熱,從而破壞了設備的絕緣設置,造成設備的損毀。這就致使電力企業(yè)會經(jīng)常進行電器設備的維修或更換,造成了費用的增加。還有可能因為高架電線溫度的上升造成線路故障點的損壞,引起絕緣體破損,導線熔斷等危害。更有甚者,由于電力系統(tǒng)發(fā)生短路,使并列運行的發(fā)電廠失去同步,造成電力系統(tǒng)的局部癱瘓,引起大面積的停電,從而帶來不可估量的經(jīng)濟損失。
1.2給人民的財產(chǎn)生命造成危害由于電力系統(tǒng)的短路,增加了通信線路中的電磁感應的危害,也提高了跨步電壓的數(shù)據(jù),給住在附近的人民造成生命和財產(chǎn)的安全隱患。
1.3造成通信干擾如果短路的原因為接地線路不對稱導致的電流不平衡,在發(fā)生短路故障時,會產(chǎn)生不平衡的磁通,會與鄰近的線路產(chǎn)生較大的電力差,形成電動勢能,會對通信造成極大的干擾,對設備以及人身安全也會構(gòu)成危脅。
1.4破壞電力系統(tǒng)穩(wěn)定性電力系統(tǒng)出現(xiàn)短路故障時,整個系統(tǒng)瞬間停擺,但與之同步的發(fā)電廠仍處于運行狀態(tài),因此電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性被打破,致使電廠的電力供給停止,造成大面積停電的現(xiàn)象,這是短路故障危害中最為嚴重的后果。
2.我國目前限制短路故障的方法及措施
2.1采用發(fā)電廠與電網(wǎng)相互接線的方式選擇電網(wǎng)的電氣主線與發(fā)電廠相接能夠有效限制短路電流的產(chǎn)生。這種方式一般是為了限制單相接地產(chǎn)生的短路電流,可以采取變壓器中性點不接地的方式,或采用星形接線方式的變壓器來替代有系統(tǒng)樞紐點進行聯(lián)絡的自耦變壓器。這種接線方式一般對于變壓器和輸電線路均采用低壓側(cè)分列運行方式。
2.2采用線路電抗器線路電抗器能夠有效改善電路上的電壓分布,防止無功功率不合理的流動而造成的線路功率損失。它一般用于發(fā)電廠向電網(wǎng)供電達到6-10千伏的配電裝置中,能夠有效限制短路的電流,減少電路所需的開斷容量。
2.3發(fā)展直流輸電系統(tǒng)直流輸電系統(tǒng)是指由換流變壓器、直流輸電線路等多種直流設備組成的輸電系統(tǒng)。直流電能夠通過控制換流器來對輸電系統(tǒng)進行快速調(diào)節(jié),并把電流自動保存為定值,有效防范電流的劇烈變化導致電網(wǎng)的不穩(wěn)定性。而且直流輸電網(wǎng)不會發(fā)生短路電流的相互注入的情況,也從一定程度控制了電路的短路。
2.4采用FCL限制短路電流FCL是指故障電流限制器,它能夠通過減輕斷路器的負擔來對短路電流形成限制。配置適當?shù)南蘖髌鳎軌蛴行Ц纳齐娏ο到y(tǒng)運行頻率的穩(wěn)定性,能夠有效的保護設備和控制電網(wǎng)事故。通常,電壓等級越高,短路故障產(chǎn)生的電流就越大,越難以進行及時開斷,而FCL的使用能夠有效減輕開斷的負擔。如果FCL限流器在短路電流到達極限峰值之前發(fā)揮作用,那么可以有效降低電器設備的熱穩(wěn)定極限,從而大大提高輸電線路的利用率,降低電力系統(tǒng)的投資。
2.5使用性能可靠的繼電保護系統(tǒng)對于已經(jīng)投入使用的變壓器,必須要配備穩(wěn)定可靠的直流電源系統(tǒng)以維護系統(tǒng)的正常使用。由于我國目前電力系統(tǒng)中,變壓器通常遇到短路故障產(chǎn)生的巨大電流時都是自動跳閘后進行強行重啟,這樣會加劇變壓器的損害程度。所以,目前我國的一些電力部門在逐步根據(jù)電力系統(tǒng)的短路故障在瞬間消除的概率和能力,對高架線路取消使用強制重合閘,或者延長合間間隔時間來減少使用重合閘,從而避免因重合閘出現(xiàn)故障而帶來的問題。并且要經(jīng)常性的對短路跳閘進行試驗和檢查。
2.6定期對變電器展開故障診斷排查工作當受到短路電流的沖擊之后,變壓器中的繞組會發(fā)生局部的變形,從而引起安全事故。因為變壓器的繞組變形會引起絕緣體受到損傷,還降低了變壓器繞組的機械性能,若再發(fā)生一次短路故障時,就會因為無法承受巨大的電流而引起設備的損毀。在實際操作中,要根據(jù)變壓器的電容量的變化來判斷繞組是否發(fā)生變形,并且要采用橫向、縱向?qū)Ρ鹊膶崪y來了解變壓器的工作狀態(tài),保證定期對變壓器進行修檢,從而降低事故發(fā)生的概率,保證電網(wǎng)的安全運行。
3.電力短路的預防
首先要做好短路電流的計算工作,選擇正確的電氣設備,并且要采用速斷裝置來保護電氣設備,以便在發(fā)生短路時能夠迅速切斷短路電流,降低損失;其次要使用電抗器來增加系統(tǒng)對電流的阻抗性;然后要注意電氣設備安裝及使用的安全性,比如在變壓器附近的線路上安裝避雷針,以防止雷擊對設備造成影響,同時,工作人員要定期對電路和電氣設備進行檢修和安全隱患排查,在工作中要保持高度的注意力,防止人為的失誤而產(chǎn)生不必要的影響;最后,要保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性,要加強對人員的管理和培訓,當線路的維護人員在帶電區(qū)域進行工作時,要采取防止短路的措施,并要加強對設備和線路的缺陷及時進行整改。結(jié)論總而言之,要提高電力系統(tǒng)的短路電流水平是一個復雜的系統(tǒng)過程,但是各相關(guān)部門一定要將控制短路電流的工作進行有效的規(guī)劃。同時,還應結(jié)合現(xiàn)有的電力技術(shù)水平,積極推動電流市場化及相關(guān)的技術(shù)研究。
作者:張曉戈 單位:天津發(fā)配電及電控設備檢測所

責任編輯:電力交易小郭
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