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变电站设备状态检修-光伏发电接入DPV的配电线路短路电流分析

我国应该加强对变电站设备状态的监测,在设备检修过程中包括了状态检修、故障监测、状态预测、设备修理这四个方面。在设备监测过程中使用设备监测装置进行监测,从而获取有效的数据信息进行分析,根据分析总结出设备现有的状态;状态监测是将设备的健康状态进行专业的分析,如果出现问题要对设备进行及时的检修,降低设备的损坏程度,从而保证设备的正常使用。 
  1.一次二次设备状态检测 
  在设备监测过程中,设备状态的一次监测主要是对设备的变压器、断路器、电容性设备等进行监测。设备的变压器是用于对设备放电、溶解气体等的监测;设备的断路器是将断路器中的特殊器体、分解物进行相对应的检测;在电容性设备主要针对电容值的漏电现象进行检测。将一些常见的问题进行检测。 
  设备的二次状态检测直流的控制与交流的测量进行监测。直流控制系统主要对设备中直流动力和设备信号回路是否完整进行监测;设备的交流测量系统是根据设备的回路是否绝缘与元件是否完整进行监测。通过对直流控制与交流测量的检测来判断系统中硬件是否出现问题,能否正常使用。 
  2.变电设备故障检测 
  在变电站设备常见的问题故障有很多,在解决问题时通常使用比较法与综合法进行处理。比较法是通过对设备的震动、噪音进行诊断,通过诊断判断出设备是否存在问题。比较方法是将设备与基层的诊断方法进行比较,比较过程中的诊断结果不一定准确,虽然说比较方法很容易但是对故障诊断的结果不一定可靠。设备的综合性治疗方法就是一项非常系统的治疗办法了,综合性治疗在前期时要收集大量的数据,对数据进行不断的分析,总结出一整套全新的设备运行参数信息。然后将这套数据信息与资料库中的专业信息资料进行相对应比较,通过不断的研究总结出设备故障的主要原因。随着时间的发展变电站设备会逐渐变老、设备超负荷工作这些都是故障的原因,因此对设备状态的检修是非常重要的一项任务。 
  变电站设备相关人员在日常生活中也要重视对设备的运行状况,如果设备发生任何异样就应该及时向上级汇报,为变电设备的状态做出有效的预防,从而保证问题发生时也不用担心。在对变电器状态检测过程中如果发生问题可以采用报警门的方式进行,如果发生问题能够及时的给出解决办法,从而提高变电站设备状态的检修效果,更好的使设备运行,打造良好的电力系统。 
  本文对变电站设备状态检修进行了简单的分析,文中还存在一定的不足,希望专业人员加强对变电站设备状态检修的研究。改革开放以来,我国的科技技术水平越来越高,变电站设备状态检修也得到了快速的发展,虽然说设备状态检修中还存在着一定的问题,但是我相信通过人们不断的研究会有将这些问题更好的解决办法。我国应该改进原有设备检修方式,对设备检修进行不断的创新,提高变电站设备检修效率,提高设备的使用效率,有效的减少在设备维护过程中的一些人员,减少检修成本,从而促进电力设备的发展,提高社会经济效益。将变电站设备状态检修进行不断的创新,提高设备的运行效率与稳定性,共同创建一个更加美好的和谐家园。

光伏发电接入DPV的配电线路短路电流分析

1.DPV短路电流特性
  光伏发电系统通过逆变器接入配电网。逆变器一般脉宽调制(PWM)方式,其电流输出特性具有电流源的性质。为减少造价,逆变器使用的功率器件(IGBT)的过流能力有限,其最大输出电流是额定电流的1.2倍~1.5倍。
  配电网故障时,在DPV因短路保护或反孤岛保护动作脱网之前,逆变器维持对配电网的供电,输出的短路电流与其在故障阶段具体采用的控制策略有关。逆变器一般是通过检测其端电压是否低于整定值判断配电网是否发生了故障,为保证故障检测的可靠性,低电压检测都带有2个~4个周期(系统频率是50Hz时等于40ms~100ms)的动作时限。在这段时间内,逆变器维持故障前的有功功率与无功功率输出不变。
  2.DPV对短路电流的影响
  2.1 本线路故障时出口短路电流
  出口短路电流指的是流过变电站线路出口断路器的短路电流。
  (1)本线路外DPV的影响。
  故障线路外接入的DPV向故障线路注入短路电流,使出口短路电流增加。分析三相短路时故障线路外DPV向故障线路注入的短路电流的等效电路如图1所示,其中ZS是系统等效阻抗,IPV1是故障线路外DPV提供的短路电流,ZL是故障点k与母线B之间的阻抗,得到出口短路电流的变化量ΔIK1为:


图1分析故障线路外DPV向故障线路注入的短路电流的等效电路图
  由图1所知,ΔIK1的大小与故障线路外DPV提供的短路电流成正比,此外,还与系统阻抗以及故障点到母线的距离有关。在靠近母线处故障时,ZL≈0,可以认为故障线路外DPV提供的短路电流全部流入故障线路;在故障点距离母线比较远时, 远大于系统阻抗ZS,故障线路外DPV的短路电流大部分流入系统中,出口短路电流的变化量很小。
  (2)本线路上DPV的影响。
  故障线路上故障点上游接入的DPV提供的短路电流将抬高其并网点的电压,进而使系统提供的短路电流,即出口短路电流减少。同等容量下,故障点上游DPV对出口短路电流的影响与其接入位置有关。
  分析故障点上游DPV对出口短路电流影响的等效电路如图2所示,逆变器输出的短路电流为IPV2,ZL1与ZL2分别是P点到母线B与故障点k的等效阻抗,出口短路电流的变化量ΔIK2是IPV2向系统侧提供的短路电流,其计算公式为:


  式中可见,ΔIK2与故障点上游接入的逆变器的短路电流成正比,并且与系统阻抗以及故障点的位置有关。并网点越靠近母线,故障点距离并网点越远,出口短路电流的变化量越大。


图2分析故障点上游逆变器对出口短路电流影响的等效电路图
  考虑极端情况,逆变器接在靠近母线处,故障点在线路末端,可认为逆变器输出的短路电流全部流入系统中;假设逆变器输出的短路电流与系统短路电流同相位,线路上逆变器引起的出口短路电流减少值最大等于线路上所有逆变器最大短路电流之和。
  (3)DPV对出口短路电流的总体影响。
  根据上面的分析,故障线路外的DPV使出口短路电流增加,而故障线路上故障点上游的DPV使出口短路电流减少。两种极端情况为:
  一是在靠近母线处故障时,本线路外DPV提供的短路电流全部流入故障点,而本线路DPV提供的短路电流对出口短路电流没有贡献,出口短路电流增加的最大值是故障线路外所有DPV提供的短路电流之代数和。
  二是线路距离比较长,本线路上逆变器接在靠近母线的地方线路末端故障时,本线路外DPV对出口短路电流几乎没有影响,本线路上的DPV使出口短路电流出现最小值,减少的最大值等于线路上逆变器最大短路电流之代数和。
  实际配电网中,故障线路外DPV的容量可达数十兆伏安,近距离故障时,出口短路电流的增加值可达数千安培,有可能使出口短路电流超过出口断路器的额定遮断电流。一条配电线路上接入的DPV可能接近线路的额定容量,线路末端故障时,由其造成的出口短路电流的减少值可能有上千安培,可能对线路出口保护的动作灵敏度带来较大的影响。
  3.相邻线路故障时出口短路电流
  与上述故障点下游线路短路电流类似,相邻线路故障时本线路上的DPV向故障点注入反向短路电流,出口短路电流是本线路上所有DPV提供的短路电流之和。如图3所示系统中,本线路接有两个DPV,提供的短路电流分别是IPV3与IPV4,在其他线路上故障时,本线路流向故障点的出口短路电流IK为IPV3与IPV4之和。


图3分析非故障线路时出口短路电流的示意图
  与故障点下游短路电流的情况类似,反向出口短路电流的最大值是线路上所有DPV短路电流最大值的代数和。
  4.接地故障零序电流
  DPV对接地故障零序电流的影响,取决于其中性点接地方式。如果DPV中性点采用直接接地或小电阻接地方式,则会在配电网发生接地故障时向接地点提供故障电流,它们对零序电流的影响与对相间短路电流的影响类似。
  中国中压配电网中性点采用不接地方式或者只在变电站内经过消弧线圈或小电阻一点接地的方式,所接入的DPV中性点不接地,不会向配电网中接地点提供接地电流,因此,不会对单相接地故障的零序电流产生实质性的影响。

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