理论教育 研究故障限流技术的重要性

研究故障限流技术的重要性

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:短路故障对电力系统的正常运行以及电气设备本身具有严重的危害作用。③短路故障破坏电力系统并列运行的稳定性并引起系统振荡,从而可能导致并列运行的发电机失去同步,造成大面积停电,甚至使整个系统瓦解。如何限制短路电流已成为我国电网发展中一个不可回避的重大技术和经济问题。

研究故障限流技术的重要性

随着我国电网规模的日益扩张、电力系统中负荷的迅速增长、大容量机组的不断投入运行以及各大区电网的互联,电力系统短路电流水平也日益增高,许多地区特别是沿海经济发达地区电网的短路电流水平,已经达到甚至超过电力规程所限定的最大允许值。巨大的短路电流不但增加了系统主设备的选择配置难度,而且严重威胁系统的安全运行,因此,日益严重的短路故障问题必须得到足够的重视和有效解决。

短路故障对电力系统的正常运行以及电气设备本身具有严重的危害作用。具体包括以下方面:①短路电流通过电气设备中的导体时,其强烈热效应会引起导体或其绝缘的破坏;另一方面,导体也会受到很大的电动力冲击,致使导体变形,甚至损坏。②短路故障还会引起电网中电压降低,特别是靠近短路点处的电压显著下降,结果可能使用户的供电质量受到影响,从而造成产品报废及设备损坏等严重后果。③短路故障破坏电力系统并列运行的稳定性并引起系统振荡,从而可能导致并列运行的发电机失去同步,造成大面积停电,甚至使整个系统瓦解。④不对称接地短路引起的不平衡电流将产生严重的不平衡磁通,在邻近通信线路内形成相当大的感应电动势,造成对通信系统的干扰,甚至危及通信设备及人身安全。

为保证电力系统的安全、可靠与稳定运行,这就需要更新电网内各种输变电设备,诸如高压断路器、变压器、互感器以及变电站母线、构架、导线、支撑绝缘子和接地网等,以满足短路电流水平增高所带来的更加苛刻的要求,使得电网投资成本大大增加,甚至可能导致电网无高压断路器可选。因此,必须采取行之有效的技术措施限制短路电流,否则,新建变电站的设备投资和现有变电站的设备改造将付出巨额代价。目前,世界上大多数国家都采取一定措施对各级电网的短路水平予以适当限制。(www.daowen.com)

根据我国电网发展规划,在一些负荷密度大的城市和地区的500kV和220kV变电站中,预期短路电流水平将可能超过100kA。资料表明,三峡水电站可能的最大短路电流周期分量可达到300kA。目前国际上可生产的开关设备,除了用于严酷电网条件的少量气体绝缘金属封闭开关设备(Gas Insulated Switch-gear,GIS),其最大短路开断电流可达100 kA(国内无此生产能力),大部分高压断路器的额定短路开断电流在63kA以下,一般难以满足开断系统较大短路电流的要求,而且随着全国联网不断加强以及电网容量不断扩大,这种矛盾会越来越突出。如何限制短路电流已成为我国电网发展中一个不可回避的重大技术和经济问题。

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