QSA 125A隔離開關便宜

近年來，我國風電得到了跨越式發(fā)展，截至2011年底我國風電并網(wǎng)容量過4500萬kW，已經(jīng)躍居世界位。隨著風電裝機容量的迅速增加，風電接入電網(wǎng)后帶來的運行安全問題越來越引起人們的重視，其中嚴重的是風機脫網(wǎng)問題。目前研究的重點主要集中于由于電網(wǎng)故障造成風機脫網(wǎng)，對由變壓器投切引起的暫態(tài)擾動引發(fā)風機脫網(wǎng)的研究較少。

　　文章從一次變壓器空投造成風機脫網(wǎng)的實例出發(fā)開展研究，分析變壓器空投產(chǎn)生的勵磁涌流對風機運行的影響。變壓器在空載投入電網(wǎng)時，由于變壓器鐵芯磁通的飽和及鐵芯材料的非線性特征，會產(chǎn)生相當大的勵磁電流B7，稱為勵磁涌流840.變壓器空沖時產(chǎn)生的勵磁涌流會引起系統(tǒng)無功變化、電壓波動，有可能使風機因低壓保護動作脫網(wǎng)。同時，由于三相電壓之間有120°相位差，因而三相勵磁電流存在不平衡，會引起電壓不平衡、電流不平衡等現(xiàn)象，風機可能因電壓、電流不平衡保護動作脫網(wǎng)。

　　1脫網(wǎng)風電場概況及事件概述脫網(wǎng)風電場所在的電網(wǎng)接線如所示，風電場A、B、C、D四個風電場都由開閉站E所管轄，經(jīng)過開閉站E和匯集站F之間的線路（EF線）送入?yún)R集站F，然后接入系統(tǒng)。開閉站E所轄地區(qū)四個風電場裝機容量489MW，其中恒定異步風機156MW，直驅(qū)或雙饋風機333MW.接入系統(tǒng)線路較長，EF線大潮流500MW.短路容量較小，開閉站E單相短路電流約為2.三相短路電流約為3.2kA.脫網(wǎng)風電場電網(wǎng)接線示意圖開閉站E至風電場A的架空線路為22. 1km，開閉站E至風電場D的線路長度為79km，開閉站E至匯集站F的線路長度為84.閉站E至風電場B的架空線路長度為21.7km.上述各站的短路容量見表1.表1脫網(wǎng)風電場區(qū)域內(nèi)各變電站短路容量廠站短路電流/kA短路容量/MVA開閉站E匯集站F壓器，裝有100臺1.5MW的雙饋風機，空投前風電出力約10MW.壓器，風電場裝機容量為147MW.變壓器空投前，風電場A兩臺主變正常并網(wǎng)運f丁，風電出力約10MW.風電場B未并網(wǎng)運行，在對風電場B主變進行充電時，造成了風電場A脫網(wǎng)。

　　2風機脫網(wǎng)事件現(xiàn)象分析2.1系統(tǒng)電壓波動分析通過線路空投風電場B升壓站主變，合閘后，引起系統(tǒng)電壓有一定程度下降。三相電壓的變化趨勢基本一致，但幅值略有區(qū)別，三相電壓達到低值的時刻也不相同。

　　脫網(wǎng)的風電場A與空投變壓器所在的風電場B 220kV母線電壓變化趨勢基本一致。由于A站電壓初始值比B略低，因此低電壓比B站也略低。風電場A220kV母線三相電壓低分幅大的C相跌落至變壓器空投前的87.3%.對比風電場A、風電場D以及匯集站F220kV母線A相電壓的PMU錄波結(jié)果，可見三個站母線電壓在空投前后的變化趨勢基本一致，電壓跌落幅度略有區(qū)別。在空投時刻，風電場A的電壓跌落幅度較風電場D略大，匯集站F電壓跌落巾雖度小。

由分析可知，距離系統(tǒng)沖擊點電氣距離越近、短路容量越小的風電場，感受到的沖擊越大。2.2電壓、電流不平衡度分析A、B站各相電壓均表現(xiàn)出一定不平衡。根15543―2008電能質(zhì)量三相電壓不平衡的規(guī)定，電壓不平衡度指電力系統(tǒng)中三相電壓不平衡的程度，用電壓負序基波分量或零序基波分量與正序基波分量的方均根值百分比表示。

　　用以下公式計算電壓不平衡度：其中，U2序電壓計算的電壓不平衡度，U2為負序電壓，R為正序電壓。

　　由公式（1）計算的風電場A電壓不平衡度曲線如所示?？胀肚?，風電場A220kV母線電壓不平衡度約為0.1%左右，空投期間，電壓不平衡度明顯增大，值大值達到2.27%，高于風電場A機組電壓不平衡保護定值（2%）。部分高于2%的點，持續(xù)時間達到330ms，達到了延時100ms保護動作的要求。

　　風電場A220kV母線電壓不平衡度曲線。50.00.50正常方式時，三相電流基本穩(wěn)定，空投變壓器時，風電場A送出線三相電流波動增加，三相電流不平衡較為嚴重。根據(jù)GB/T15543―2008電能質(zhì)量三相電壓不平衡的規(guī)定，電流不平衡度用電流負序基波分量或零序基波分量與正序基波分量的方均根值百分比表示。用以下公式計算電流不平衡度：其中，表示由電流的負序分量計算的電流不平衡度，4為電流的負序分量，1l為電流的正序分量。

　　根據(jù)上述公式計算風電場A送出線電流不平衡度，結(jié)果如所示。由可知，變壓器空投時，風電場A電流不平衡度從接近于零迅速增加，高到326. 62%，電流不平衡度在10%以上的長持續(xù)時間達650ms.A風電機組電流不平衡保護定值為10%，延時100ms動作。據(jù)220kV和35kV側(cè)數(shù)據(jù)估計，風機的電流不平衡都已達到動作定值。

　　風電場A送出線電流不平衡度曲線2.3有功功率與無功功率分析2.3.1空投變壓器所在風電場有功與無功當B站變壓器空投時，風電場B送出線有功功率、無功功率均有不同程度波動。有功功率在出現(xiàn)個較大沖擊之后迅速衰減為0.由于變壓器需吸收無功功率構(gòu)建磁場，因此變壓器空投時變壓器通過送出線從系統(tǒng)吸收無功功率幅值較大，且衰減較慢。在合閘瞬間，送出線通過的無功功率出現(xiàn)階躍沖擊，從系統(tǒng)吸收的無功功率大為75Mvar，可見變壓器空投時需要的無功功率較大，會對系統(tǒng)內(nèi)其他風電場產(chǎn)生較大沖擊。

　　2.3.2脫網(wǎng)風電場有功與無功變壓器空投前，風電場A向系統(tǒng)送出有功功率10.5MW，空投開始后，由于電壓降低以及電壓、電流不平衡等原因，有功功率迅速降低，在空投1.2s后有功功率降為0MW左右，估計此時已有少數(shù)風機脫網(wǎng)。之后90ms內(nèi)，有功功率試圖恢復到8.5MW左右，而后再次迅速降低，并出現(xiàn)劇烈的振蕩波動。

　　空沖前風電場A送出線送出無功-6Mvar，空投時，由于該風電場SVC裝置TCR支路輸出調(diào)節(jié)至0，變壓器向系統(tǒng)送出無功逐漸變?yōu)?2.5Mvar左右，而后變壓器向系統(tǒng)送出無功振蕩增加，大增至-85.5Mvar. 2.3.3脫網(wǎng)風電場無功補償裝置運行的影響風電場A―套TCR型SVC投入運行，感性TCR支路容量為32. 3次容性支路容量為21.6Mvar，5次容性支路容量為24Mvar.變壓器空投前，SVC從系統(tǒng)吸收21.5Mvar無功，空投開始后220kV母線電壓迅速降低至0.95pu左右，經(jīng)過0.6s，SVC調(diào)整其無功輸出至0Mvar，使得220kV母線電壓略微上升。但空投1.2s后有風機可能因電壓不平衡或電流不平衡而發(fā)生脫網(wǎng)，所以220kV母線電壓繼續(xù)降低，220kV母線電壓和SVC無功輸出出現(xiàn)振蕩。約3. 5s后，SVC持續(xù)吸收15Mvar左右無功，使得35kV側(cè)電壓進一步降低。距離空投發(fā)生7.5s時，SVC裝置退出運行，系統(tǒng)電壓逐漸恢復。