消除電網(wǎng)諧波對(duì)變電站影響的措施

摘要：文章以新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第五師電力公司所轄變電站為例，從消除電網(wǎng)諧波對(duì)變電站影響入手，試論消除電網(wǎng)諧波對(duì)變電站的影響對(duì)策及措施。提出要消除電網(wǎng)諧波對(duì)變電站的損害，就需要在變電站內(nèi)安裝濾波消諧補(bǔ)償裝置，有效解決諧波的危害。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)諧波；電壓互感器；電氣參數(shù)；變電站

中圖分類號(hào)：TM727 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）28-0141-02

電力企業(yè)安全管理工作，要求電網(wǎng)建設(shè)從技術(shù)上消除諧波，完善電氣安全技術(shù)，研究電氣事故的機(jī)理及對(duì)策，不斷開發(fā)電氣安全領(lǐng)域新技術(shù)等。在管理上，需要健全和完善各種電氣安全組織管理措施，將完善的組織管理和合理的技術(shù)措施有機(jī)結(jié)合，以有效預(yù)防諧波對(duì)電網(wǎng)的危害事故發(fā)生。

1 電網(wǎng)諧波對(duì)變電站造成的事故案例

對(duì)于運(yùn)行中的變電站，電網(wǎng)諧波產(chǎn)生的危害是普遍存在的，電力系統(tǒng)內(nèi)部電磁能量的振蕩、互換及重新分布，導(dǎo)致整個(gè)電力系統(tǒng)中產(chǎn)生較大的內(nèi)部過(guò)電壓。由于系統(tǒng)的變化，使其參數(shù)滿足了共振條件，則引起強(qiáng)烈的具有共振性質(zhì)的振蕩，并導(dǎo)致嚴(yán)重的諧振過(guò)電壓，導(dǎo)致電壓互感器燒毀。

2014年4月13日，新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第五師電力公司所轄35kV霍拉變電站發(fā)生了10kVPT燒毀事故；對(duì)其進(jìn)行更換后僅僅運(yùn)行了兩個(gè)月時(shí)間，又于2014年6月13日再次發(fā)生10kVPT燒毀事件。

2014年6月9日5時(shí)30分，新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第五師電力公司所轄110kV中心變電站35kV中塔線電流互感器C相擊穿接地，直接影響了由此變電站送往青達(dá)拉變電站的35kV中青線，導(dǎo)致35kV青達(dá)拉變電站35kV母線PT發(fā)生爆炸起火，造成青達(dá)拉變電站全站停電的特大事故。事故造成全城停電4個(gè)半小時(shí)，影響惡劣。此變電站2013年就發(fā)生三次10KVPT燒毀事故，35kV母線PT于2014年4月24日發(fā)生過(guò)燒毀事故，對(duì)其進(jìn)行更換后，運(yùn)行僅一個(gè)半月，又發(fā)生此次惡劣事故。

新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第五師電力公司還發(fā)生所轄110kV黃土梁變電站燒毀三組10kV母線電壓互感器、110kV雙河變電站燒毀兩組10kV母線電壓互感器、35kV雅孜木圖變電站燒毀兩組35kV母線電壓互感器、35kV城區(qū)變電站燒毀一組6.3kV母線電壓互感器。除了PT燒毀，其它變電站電壓互感器還經(jīng)常出現(xiàn)一次保險(xiǎn)熔斷現(xiàn)象，也和鐵磁諧振有關(guān)系。

近一年P(guān)T保險(xiǎn)燒斷不完全統(tǒng)計(jì)實(shí)例：2013年4月14日35KV塔斯?fàn)柡Ｗ冸娬?0kVPT保險(xiǎn)燒毀，發(fā)生漏油現(xiàn)象；2013年5月22日35kV異地變電站35kVPT保險(xiǎn)燒斷；2013年6月16日35kV大蓮湖變電站35kVPT保險(xiǎn)燒斷；2013年8月8日110kV中心變電站10kVPT保險(xiǎn)燒斷；2014年6月18日，異地變電站35kVPT保險(xiǎn)燒斷。

2 電網(wǎng)諧波消除原理

電力企業(yè)在消除諧波作業(yè)時(shí)，應(yīng)大力推廣漏觸電保護(hù)、強(qiáng)化絕緣、電氣隔離等新型電氣安全技術(shù)。消除諧波工作啟動(dòng)后，企業(yè)應(yīng)當(dāng)從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、安裝、試驗(yàn)一直到運(yùn)行操作、維護(hù)等程序上加強(qiáng)安全管理，企業(yè)電氣作業(yè)人員應(yīng)掌握安全運(yùn)行條件、規(guī)律，建立和健全專業(yè)人員定期檢查維護(hù)電氣裝置的制度。

嚴(yán)禁電工及其他人員違章作業(yè)，禁止在消除諧波作業(yè)過(guò)程中臨時(shí)停、送電，嚴(yán)禁直接從線路上掛鉤取得臨時(shí)電源和私設(shè)電網(wǎng)等。電氣操作人員應(yīng)經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)考試合格或持有電工合格證者，才允許安裝、維護(hù)電氣

設(shè)備。

消除諧波過(guò)程中，對(duì)于重點(diǎn)、難點(diǎn)和危險(xiǎn)性大的檢修作業(yè)，要加強(qiáng)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督檢查，全面落實(shí)安全生產(chǎn)責(zé)任制，保證消除諧波工作安全可控、在控和能控。

要結(jié)合消除諧波對(duì)變電站支柱絕緣子、開關(guān)、互感器瓷套、端子箱、機(jī)構(gòu)箱等重點(diǎn)部位進(jìn)行安全檢查，防止消除諧波工作中發(fā)生人身觸電、高處墜落以及誤操作事故為重點(diǎn)的安全檢查工作，認(rèn)真開展作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)分析，落實(shí)預(yù)防控制措施，對(duì)危險(xiǎn)性、復(fù)雜度較大的作業(yè)，要組織專業(yè)人員開展現(xiàn)場(chǎng)勘查，編制切實(shí)可行的技術(shù)方案，確保工作計(jì)劃合理、技術(shù)方案正確、安全措施完備。

3 電網(wǎng)諧波消除方法及治理措施

電網(wǎng)諧波治理過(guò)程中，需要給變電站安裝無(wú)功補(bǔ)償，以減少網(wǎng)損、提高供電質(zhì)量?？紤]到變電站的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，變電站還需要安裝弧線圈，以66kV供電架空線路合計(jì)按300km計(jì)算，電容電流為65.5A，需要消弧線圈容量3369kVA。

治理諧波變電站主設(shè)備主要參數(shù)，主變壓器需要安裝三相三線圈變壓器，主變?nèi)萘?0MVA，電壓等級(jí)為220/69/10.5kV。調(diào)壓型式，抽頭電壓，阻抗電壓待初步設(shè)計(jì)階段確定。

需要安裝斷路器，工程涉及到的相關(guān)220kV變電站新增220kV斷路器建議采用31.5kA。并要實(shí)現(xiàn)串聯(lián)諧振回路阻抗最小，利用這個(gè)原理，可以設(shè)計(jì)帶通濾器或事阻濾波器。

帶阻濾波器工作原理如下：向左轉(zhuǎn)|向右轉(zhuǎn)。諧振時(shí)，L和C的阻抗之和最小，電阻R的阻抗不變，輸出電壓最低，理論上為0V。

諧振頻率不能通過(guò)該網(wǎng)絡(luò)。如果是抑制某種固定頻率，可以采用上述電路。反之，如果是為了抑制各種非電網(wǎng)頻率（50Hz）的其他任意諧波，可采用帶通濾波器結(jié)構(gòu)，與帶通濾波器類似，不同的是從R輸出，這樣，只有諧振頻率能夠通過(guò)該網(wǎng)絡(luò)。其他頻率下，由于L和C的總阻抗很大，而R較小，輸出接近0。

4 治理諧波對(duì)系統(tǒng)調(diào)度通道的要求

根據(jù)《新疆電網(wǎng)調(diào)度運(yùn)行管理辦法》（試行）和新電調(diào)規(guī)定“網(wǎng)省、省局調(diào)度與其下轄的下一級(jí)調(diào)度、發(fā)電廠和變電站應(yīng)設(shè)立兩條以上的不同路徑且相互對(duì)立的數(shù)字通信電路”的規(guī)定，本工程需組織主、備通信通道至新疆公司。

4.1 調(diào)度自動(dòng)化對(duì)通道的要求

本期工程調(diào)度自動(dòng)化需增加如下通道：新疆公司省調(diào)：2Mbit/S數(shù)字通信通道；新疆公司地調(diào)：專線數(shù)字通信通道。

4.2 系統(tǒng)保護(hù)對(duì)通道要求

系統(tǒng)繼電保護(hù)需要以下通道：新疆電力公司：需要光纖保護(hù)通道，保護(hù)的方式可采用專用光纖方式。備用通道可采用迂回光纖通道。

4.3 通道組織方案

依據(jù)新疆公司電網(wǎng)通信現(xiàn)狀，根據(jù)新疆公司系統(tǒng)接線的具體情況，為滿足調(diào)度自動(dòng)化和系統(tǒng)繼電保護(hù)對(duì)通道的需求，提出通信電路建設(shè)的方案。依據(jù)調(diào)度管理辦法的規(guī)定，新疆公司對(duì)上級(jí)調(diào)度需組織兩條光纜通道。考慮為規(guī)劃選址階段，本工程暫按最長(zhǎng)線路所址計(jì)列光纜長(zhǎng)度。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述：若要消除電網(wǎng)諧波對(duì)變電站的損害，就需要在變電站內(nèi)安裝濾波消諧補(bǔ)償裝置，以效解決諧波的危害。安裝補(bǔ)償裝置，既能治理諧波又能補(bǔ)償無(wú)功，可徹底解決諧波污染及提高功率因素，經(jīng)濟(jì)效益明顯。濾波消諧無(wú)功補(bǔ)償裝置可同時(shí)濾除2次到60次的諧波電流；校正能力<5%THDi.。

作者簡(jiǎn)介：郭麗（1971-），女，四川宜賓人，新疆博樂(lè)第五師電力公司供電公司變電工區(qū)書記，高級(jí)工程師。