(文山电力)
摘要：电磁谐振是电路里的电感和电容等蓄能元件在特定的条件下产生的电磁共振，分并联谐振和串联谐振。在没有特别需要和设备控制的情况下，这种谐振是有害的，能对电器设备造成很大的破坏。这种谐振的原理和通常的 、 谐振一样，是蓄能元件的相互释能引起的，蓄能元件的容量越大，谐振的能量就越强。对电力系统而言，若发生电磁谐振，将影响电力系统设备的安全运行，使电力系统安全、可靠、稳定、连续供电的局面遭到破坏，影响重要用户的正常供电；严重时，会造成大面积的停电事故，除了给企业造成不良的社会影响，还会使企业蒙受损失。因此，电力系统中要时时刻刻防控电磁谐振的发生。
关键词：电力系统；交流电路；无源一端口网络；串联谐振；并联谐振
一、电磁谐振产生的原因及分析
电磁谐振现象是交流电路中产生的一种特殊现象，在实际电路中，它既被广泛地应用，有时又需要避免电磁谐振情况发生。
任何电力系统网络都可以简化为一个无源一端口网路。对于无源一端口网络，它的入端阻抗或导纳的值通常与电路频率有关。一个包含有电感和电容的无源一端口网络，其入端阻抗或导纳一般为一复数。但在某些特定的电源频率下，其入端阻抗或导纳的虚部可能变为零，此时阻抗或导纳呈纯电阻特性，使端口电压与电流的相位相同。无源一端口网络出现这种现象时称为电磁谐振现象，是一个包含有电感和电容的由 、 、 元件组成的电路在一定条件下发生的一种特殊现象。下面分别分析讨论电力系统串联谐振与并联谐振现象。
1、串联谐振产生的原因及分析
措，控制和限制电磁谐振。禁止电磁环网便是控制和限制电磁谐振的一个重要举措，当特殊方式下短时间必须电磁环网才能保证供电可靠性时，则必须采取限制负荷电流的措施，以免一旦发生电磁谐振情况，尽快解环，把电磁谐振对系统的危害降低到最低限度。如图5所示为文山电网网络图，图中因保密需要，省略去了厂站名称、容量及线路名称、规格、路径长度。图中黑细线条部分为110kV线路，蓝粗线条部分为220kV线路，红粗线条部分为500kV线路；以1为首编号的为110kV断路器编号，以2为首编号的为220kV断路器编号；110kV线路部分靠近断路器编号处加短红线表示线路此处解环运行。从图中可以看出，正常运行方式下，禁止电磁环网。只有在特殊运行方式下，采用局部电磁环网，确保供电可靠性，但电磁环网线路负荷电流必须控制在给定负荷电流之下，甚是交换功率按零功率控制，这是为了避免一旦发生电磁震荡而解环时造成大幅功率摆动而使系统失稳，导致系统瓦解。我们可以看看供电局发的电网风险预警通知，内情如下：根据云南电网10月份停电计划安排，2016年10月15日至18日500kV红砚甲、乙线同停进行消缺工作。为避免文山电网较大事故的风险，届时运行方式将调整为经220kV鲁草双回、220kV文南双回、110kV文龙金、文回稼线与红河电网电磁环网运行，220kV文南双回线+110kV文龙金线、文回稼线断面交换功率按零功率控制，如图6所示。各有关部门、单位共同协调做好500kV红砚甲、乙线停电前的设备隐患排查、运行控制、设备运维和应急管理等相关工作，确保特殊运行方式下文山电网安全稳定运行。图6中，红色粗线条为220kV线路，黑粗线条为110kV线路；回龙变为110kV变电站，砚山变为500kV变电站，富宁站为±500kV换流站，其余为220kV变电站、发电厂。从供电局发的电网风险预警通知可以看出，电磁环网是在迫不得已的情况下，采用的一种特殊运行方式，并相应的采取严格的功率交换限制措施，保证电磁环网运行状态下系统的安全可靠运行。
图5 文山电网网络图
图6 500kV红砚甲、乙线同时停电期间文山电网与主网并网方式
另一控制和限制电磁谐振重要举措是安装自动跟踪补偿装置，自动跟踪无功分量，采用过补偿的原则，控制和限制电磁谐振的发生。采用自动跟踪补偿装置对系统进行跟踪补偿已逐步得到推广应用。对于局部如发电厂因接线方式的固定或别的限制无法采用改变运行方式来控制和限制电磁谐振时，则可在接线中增加一段电缆即可解决。这在部分中小型发电厂中应用于解决电磁谐振较为广泛。落水洞水电厂就是采用增加一段电缆解决电磁谐振的。落水洞水电厂是一个中小型水力发电厂，投运之初，机组试投运时，一直无法与系统并网发电。因没有谐振检测设备，无法从实测数据中得出结论。经过分析讨论判断可能是发生了谐振而使机组无法并网发电，后来在电路中采取加一段电缆便得到了解决，使机组顺利并网发电。
总而言之，电磁谐振在工程实际中，一方面即被广泛应用，以兴其利；另一方面，又必须采取必要措施，加以控制和限制电磁谐振的发生，以避其害。
参考文献
[1]范承志，孙盾，童梅.电路原理.北京：机械工业出版社，2009.11.
[2]于永源，杨绮雯.电力系统分析.北京：中国电力出版社，2004.
[3]曾克娥，电力系统继电保护原理.北京：中国电力出版社，2005
论文作者:韦呈速
论文发表刊物:《电力设备》2016年第24期
论文发表时间:2017/1/16
标签：谐振论文; 电磁论文; 文山论文; 无源论文; 电网论文; 电力系统论文; 线路论文; 《电力设备》2016年第24期论文;