电压互感器铁磁谐振的发生原因及防范措施
浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施

浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施电压互感器是传统电力系统中常用的一种电能互换设备,其作用是将高电压系统中的电压转换成低电压系统中的电压,同时通过信号变送将电量信号传输到监控设备中进行处理。
然而在电力系统中,电压互感器在运行过程中往往会发生一些故障,其中铁磁谐振过电压是一种常见的故障现象。
铁磁谐振过电压是指当电压互感器的次级绕组发生短路故障时,由于电磁感应作用,将会在互感器铁磁环中形成谐振回路,使得电压互感器产生较高的局部过电压,这种过电压称为铁磁谐振过电压。
铁磁谐振过电压的产生是由于互感器次级绕组的短路导致的,因此,防范措施应该从电压互感器本身和其安装条件入手。
首先,要保证电压互感器的质量和性能。
选择高品质的电压互感器是防范铁磁谐振过电压的关键。
现代电力系统中使用的电压互感器通常采用高性能绝缘材料、优良导体材料以及工艺精湛的制造工艺,可有效避免铁磁谐振过电压问题。
同时,要经常对电压互感器进行检查和维护,及时更换老化的部件,以确保设备的正常运行。
其次,电压互感器的安装条件也需要特别关注。
在电压互感器的安装中,应尽量避免使用过长的次级导线,以免产生不必要的带电侧感应电压。
同时,在铁磁谐振过电压较为严重的地区,还应加装暂态电压抑制器(TVS)等降压设备,有效抑制过电压的产生。
在电压互感器的周围还应设置良好的接地系统,以确保过电压的安全导出。
总之,防范电压互感器的铁磁谐振过电压需要从设备的质量和性能以及安装条件着手。
只有在设备的质量和性能都得到保证的情况下,配合恰当的安装条件和措施,才能更加有效地预防电压互感器故障,确保电力系统的稳定运行。
浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施

浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施电压互感器(Voltage Transformer,简称VT)作为电力系统中常用的电测量装置,其主要功能是将高压侧电压降低到安全范围内,以便进行电能测量、保护和控制。
在某些特殊工况下,VT可能会出现铁磁谐振,导致过电压产生,进而对设备和系统安全产生威胁。
对于电压互感器的铁磁谐振过电压防范措施需要引起我们的高度重视。
铁磁谐振是指电力系统中电压互感器产生谐振的现象,主要由于电压互感器的铁心元件与电力系统谐振电容形成谐振回路,使得系统中的电压产生高频振荡,导致过电压的出现。
1.选择合适的电压互感器参数:需要根据电力系统的额定电压和频率,选择合适的电压互感器额定电压和变比。
正确选择电压互感器的参数,可以减小系统中的电流谐振,降低谐振幅值,从而减小谐振过电压的产生。
2.合理设计电压互感器的阻尼电阻:在电压互感器的次级绕组中加入适当的阻尼电阻,可以提高电压互感器的阻尼,降低谐振振荡的幅值,减小谐振过电压的可能性。
阻尼电阻的阻值大小需要根据实际情况进行优化设计。
3.增加铁芯的短路开关:为了在需要的时候能够快速地将电压互感器的铁芯短路,可以在电压互感器的铁芯上增加短路开关。
通过控制短路开关的状态,可以有效地控制铁芯的磁导率,避免谐振过电压的产生。
4.合理布置电力设备和线路:在设计电力系统时,需要合理布置电力设备和线路,减小电力系统中的电感耦合。
通过合理布置线路,降低电力系统中的电感耦合,可以减小谐振回路的形成概率,降低谐振过电压的可能性。
5.增加有源补偿装置:有源补偿装置可以根据电力系统中的谐振情况,实时监测并补偿电气系统中的电能,减小谐振过电压的产生。
通过增加有源补偿装置,可以有效地提高电力系统的稳定性和可靠性。
浅析电压互感器铁磁谐振解决方案

浅析电压互感器铁磁谐振解决方案电压互感器铁磁谐振问题一直是电力系统中一个比较棘手的问题,铁磁谐振会导致电压互感器的输出不稳定,甚至损坏整个电气设备。
为了解决这一问题,电力系统工程师们一直在探索各种解决方案。
本文将从电压互感器铁磁谐振的原因分析入手,探讨一些解决方案,并分析它们各自的优缺点。
我们来看一下电压互感器铁磁谐振的原因。
铁磁谐振是指在电力系统中,由于互感器铁芯受到谐振电容的作用,导致电压互感器输出端的短路电流急剧增大,进而引起互感器的过热、损坏甚至整个系统的故障。
其主要原因有两点:一是电力系统中的负载变化和电容负载的存在;二是电压互感器的设计和设置不当。
针对电力系统负载变化和电容负载的存在,可以采取以下解决方案之一:1.增加电压互感器的阻尼通过在电压互感器的二次侧串联阻尼电阻来提高系统的阻尼比,减小谐振电容对电压互感器的影响,从而抑制铁磁谐振的产生。
这种解决方案的优点在于成本低廉、易于实施,但缺点是阻尼电阻会降低电压互感器的测量精度。
2.在谐振电容上串联电阻在谐振电容上串联适当的电阻,减小谐振电容的充电速度,降低谐振电流的峰值,从而解决铁磁谐振问题。
这种解决方案的优点是能够有效抑制铁磁谐振的产生,但需要对系统进行重新设计,成本较高。
在实际工程中,通常会综合考虑以上各种解决方案,采取多种措施来解决电压互感器铁磁谐振问题。
可以同时增加电压互感器的阻尼和在谐振电容上串联电阻,或者优化电压互感器的设计并调整设置参数。
除了上述提到的解决方案之外,还可以考虑使用数字电压互感器来替代传统的模拟电压互感器。
数字电压互感器采用数字信号处理技术,不仅能够实现更高精度的电压测量,还能够通过数字滤波技术有效抑制谐振电流,从根本上解决铁磁谐振问题。
但数字电压互感器的成本较高,需要配合数字保护装置使用,对系统的要求也较高。
电压互感器铁磁谐振问题的解决方案需要综合考虑电力系统的实际情况、成本和技术可行性。
在实际工程中,工程师们需要结合具体情况,选择合适的解决方案,确保电压互感器能够稳定可靠地工作,为电力系统的安全运行提供保障。
浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施

浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施1. 引言1.1 电压互感器在电力系统中起着至关重要的作用电压互感器在电力系统中起着至关重要的作用。
它是电力系统中必不可少的设备之一,主要用于测量、监控和传输电力系统中的电压信号。
通过电压互感器,我们可以及时准确地获取电力系统中的电压信息,帮助运行人员了解系统运行状态,及时调整电力系统的运行参数,确保系统的安全稳定运行。
电压互感器广泛应用于电力系统的各个环节,包括高压输配电网、变电站、电力监测系统等。
它能够将高压信号转换为适合测量仪表或保护设备使用的低压信号,为电力系统的运行和管理提供了重要的技术支持。
没有电压互感器,电力系统的安全稳定运行将无法保障,难以及时有效地对系统中出现的问题做出反应和处理。
电压互感器在电力系统中的作用不容忽视。
它不仅是电力系统正常运行的关键设备,同时也是电力系统安全运行的重要保障。
只有充分认识到电压互感器的重要性,才能更好地确保电力系统的安全稳定运行。
【至关重要】。
2. 正文2.1 铁磁谐振对电压互感器的影响铁磁谐振是电力系统中常见的问题,对电压互感器会产生一定的影响。
铁磁谐振是指在电流经过互感器铁芯时,由于其自身的铁磁特性而导致的谐振现象。
这种谐振会导致互感器铁芯中的铁芯损耗增加,同时也会影响其正常的工作状态。
具体来说,铁磁谐振会导致电压互感器的性能受到影响,使其输出的信号出现波动或失真,甚至在严重的情况下可能导致互感器损坏。
对于电力系统而言,互感器是非常重要的设备,一旦出现问题可能会导致系统运行不稳定甚至发生故障。
防范铁磁谐振对电压互感器的影响是非常必要的。
采取一系列的措施来减少铁磁谐振现象的发生,可以有效地保护电压互感器的正常运行和延长其使用寿命。
在日常运行中,需要密切监测互感器的工作状态,及时发现问题并采取相应的措施进行处理,以确保电力系统的安全稳定运行。
通过不断完善措施和技术,可以有效预防铁磁谐振对电压互感器的影响,提高系统的可靠性和安全性。
浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施

浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施电压互感器是电力系统中常用的测量仪器,也是系统中的重要装置之一。
但是,在电力系统的运行中,电压互感器的使用也面临着很多问题,如铁磁谐振过电压。
铁磁谐振过电压是电压互感器在谐振情况下,长时间处于高电压状态下,容易造成设备损坏,甚至导致安全事故发生。
因此,需要采取有效措施,加强电压互感器的防范措施,以保障电力系统的安全稳定运行。
一、铁磁谐振过电压的成因及危害电压互感器中的铁芯是由硅钢片叠压而成,其导磁特性是非线性的。
一般情况下,电压互感器的负载比较小,电压互感器的电路谐振是极难发生的。
但是,如果出现负载开路(如断路器拆卸等操作),则使得电压互感器中的感应电流大幅度减小,电感值变大,当电容注入电流时,系统中的电容和电感共振,形成铁磁谐振。
当发生脉冲放电或过电流的冲击时,电感器内部的电压猛地升高,这就是铁磁谐振过电压的成因之一。
铁磁谐振过电压会造成设备局部击穿,损坏电容、电抗器等电力设备,对电力系统的可靠性和安全性造成严重威胁。
另外,如果频繁发生铁磁谐振过电压现象,还会造成电网负荷调节不稳定,导致电压波动,影响系统的稳定性。
二、电压互感器的防范措施1.调整电压互感器的谐振频率电压互感器的谐振频率是通过电容和电感器之间建立的谐振回路来实现的。
因此,在设计和安装过程中,可以调整电容和电感器之间的参数,以达到一定的谐振频率,减少铁磁谐振过电压的发生。
2.加装过电压保护装置过电压保护装置是电力系统中重要的防护装置之一,其作用是对电力系统中的过电压进行有效的控制。
在电压互感器的设计和安装过程中,可以增加过电压保护装置的投入,当电压互感器出现谐振时,过电压保护装置可以及时地将过电压抑制在一定范围内,从而保护电力系统的运行安全。
3.系统电容投入系统电容投入可以改善电网系统的功率因数和电压水平,同时还可以抑制铁磁谐振过电压的发生。
在电网系统的设计和运行中,可以根据需要增加系统电容的投入,减少电容和电感器之间的谐振,从而保护电力设备的运行安全。
浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施

浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施电压互感器是一种用于测量电力系统中电压的设备,其作用是将高压电网的电压信号变换为低压信号,以便与保护设备或测量设备相连。
当电网中出现铁磁谐振情况时,往往会给电压互感器带来负面影响,甚至引发过电压事故。
对电压互感器的铁磁谐振过电压进行有效的防范措施,显得尤为重要。
铁磁谐振过电压是指在电网中存在电容性电压降与电容性感应电流之间的共振现象,当系统中存在频率相同的电容性电压降和感应电流时,就会形成共振。
在电网中,由于各种原因,例如电容性电压降和高电压电网中的感应电流,会引起电网中的谐振。
而电压互感器作为电力系统中的重要设备之一,其铁磁谐振过电压会导致其损坏,甚至对整个电网的稳定性和安全性造成影响。
为了有效防范电压互感器的铁磁谐振过电压,需要采取一系列的措施。
首先是合理选用电压互感器的类别和型号。
电压互感器的类别和型号应根据具体的电力系统条件和要求来选定,避免盲目选用不合适的电压互感器,导致频率与系统谐振频率相接近,从而产生谐振现象。
其次是合理设置电压互感器的接线方式。
在电网的设计和施工中,应按照要求合理设置电压互感器的接线方式,减少因连接方式不当导致的谐振风险。
还需加强对电网的监测和维护。
通过对电网的实时监测和及时维护,可以及时发现存在的谐振风险,采取相应的措施进行处理,保障电网的稳定运行。
除了以上措施外,还可以采用谐振阻抗装置来防范电压互感器的铁磁谐振过电压。
谐振阻抗装置是一种专门用于防范电网谐振现象的装置,其作用是在谐振发生时,通过调节电路的阻抗来阻止电路共振,从而有效地防范铁磁谐振过电压。
谐振阻抗装置可以根据具体的电网条件和需求设计定制,安装在电网中的关键位置,有效地避免电压互感器因谐振而产生过电压。
加强对电压互感器的维护和检修也是防范铁磁谐振过电压的重要手段。
定期对电压互感器进行检查和维护,及时清除电压互感器周围的杂物,保证电压互感器正常运行,并避免因外界物体的干扰而引起谐振现象。
浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施

浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施电压互感器是电力系统中常见的一种测量设备,其作用是将高压变电器的高电压变换为低电压用于测量和保护系统。
电压互感器在运行过程中会受到各种干扰和影响,其中铁磁谐振过电压是一个常见的问题。
本文将对电压互感器铁磁谐振过电压的原因进行分析,并提出相应的防范措施。
一、铁磁谐振过电压的原因1. 铁芯饱和电压互感器的铁芯在运行过程中,会受到系统电压的影哨,当系统电压过高时,铁芯可能会发生饱和现象。
当铁芯饱和时,会导致互感器的谐振频率发生变化,从而产生过电压。
2. 负载变化3. 保护动作在系统故障或过载状态下,保护设备会进行动作,引发短时过电压。
这种过电压也可能引起电压互感器的铁磁谐振现象。
1. 加强互感器绝缘为了防范铁磁谐振过电压的发生,首先要确保互感器的绝缘性能良好。
在选择互感器时,应选择具有较高击穿电压的绝缘材料,以提高互感器的绝缘强度。
2. 优化互感器设计在互感器的设计过程中,应该根据系统的电压和负载特性,优化互感器的结构和参数,以减少铁磁谐振过电压的可能性。
3. 使用补偿电容器在互感器的设计中,可以加入合适的补偿电容器来抵消铁磁谐振过电压。
补偿电容器的选择和布置是一个复杂的工程问题,需要根据实际系统情况进行综合考虑。
4. 定期检测为了确保电压互感器的正常运行,需要定期对其进行检测和维护。
通过定期检测,可以及时发现互感器存在的问题,并采取相应的措施进行修复。
5. 系统优化在系统设计和运行过程中,应该保持系统的稳定性,避免出现系统过载或短路等故障情况,以减少铁磁谐振过电压的发生。
电压互感器铁磁谐振过电压是一个常见的问题,但通过合理的设计和操作措施,可以有效地防范和解决这一问题,从而确保电力系统的安全稳定运行。
希望本文的分析和建议能够为电力系统工程技术人员在实际工作中提供一些参考和帮助。
浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施

浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施电压互感器是电力系统中常用的测量设备,可以将高压侧的电压转换为低压侧的测量信号。
然而,在实际应用中,电压互感器存在着一些问题,其中之一就是铁磁谐振过电压。
本文将对电压互感器铁磁谐振过电压的防范措施进行浅析。
铁磁谐振过电压是指电压互感器在工作过程中,由于线路谐振引起的电压过大的现象。
该现象主要由于电压互感器的铁芯具有一定的感应电抗,当线路频率接近或等于谐振频率时,互感器的感应电抗与线路的电容所组成的并联谐振回路会导致电压过大。
这不仅会对电力系统的安全运行产生影响,还会给设备带来潜在的损坏。
为了防止铁磁谐振过电压的产生,可以采取以下措施:1. 频率扩展法:通过扩宽电力系统的频率范围,使得线路频率远离互感器的谐振频率,从而避免谐振现象的发生。
这种方法可以通过调整电力系统中其他设备的运行频率来实现,但需要注意的是,频率的扩展可能会引入其他的问题,如设备的可靠性和稳定性等。
2. 阻尼降低法:在互感器的谐振频率处增加合适的阻尼,降低谐振回路的品质因数,减小谐振过电压的幅值。
这可以通过在互感器的绕组中串入一定的电阻来实现,或者通过改变铁芯的材料和尺寸来提高阻尼。
3. 电容补偿法:在互感器的低压侧增加合适的电容,使得低压侧的感抗与铁磁谐振回路的感抗相互抵消,从而降低谐振过电压的幅值。
需要注意的是,电容的选取应根据系统的实际情况进行调整,以确保有效补偿并避免引入新的问题。
4. 系统设计优化法:通过对电力系统的拓扑结构和参数进行优化,使得电力系统工作频率远离互感器的谐振频率,从而减少谐振过电压的产生。
这需要综合考虑多个因素,如电容器的安装位置、电力系统的接地方式等,需要结合实际情况进行具体调整。
总之,电压互感器铁磁谐振过电压是电力系统中的一个重要问题,需要采取合适的防范措施来降低谐振过电压的发生。
以上提到的措施仅为浅析,实际应用中还需要根据系统的具体情况进行综合考虑和优化设计,以确保系统的安全运行。
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电力系统中存在着许多储能元件,当系统进行操作或发生故障时,变压器、互感器等含铁芯元件的非线性电感元件与系统中电容串联可能引起铁磁谐振,对电力系统安全运行构成危害。
在中性点不接地的非直接接地系统中,铁磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压是常见的,是造成事故较多的一种内部过电压。
这种过电压轻则使电压互感器一次熔丝熔断,重则烧毁电压互感器,甚至炸毁瓷绝缘子及避雷器造成系统停运。
在一定的电源作用下会产生串联谐振现象,导致系统中出现严重的谐振过电压。
1、电压互感器引起铁磁谐振的发生原因分析在中性点不接地系统中,为了监视对地绝缘,母线上常接有Y接线的电磁式电压互感器,如图1所示,图中u0为电源电势,C为线路等设备的对地电容,L为电压互感器激磁电感,R0为中性点串联消谐电阻。
在正常运行状态下电压互感器励磁感抗很大,其数值范围在兆殴级以上且各相对称。
C数值视线路长短而定,线路愈长容抗愈小,即以1 km线路而言,其每相对地电容约0.004μF ,故其容抗小于1 MΩ,所以整个网络对地仍呈容性且基本对称,电网中性点的位移电压很小,接近地电位。
但电压互感器的励磁电感随通过的电流大小而变化,其U-I特性如图2所示。
由图2可见,曲线的起始一段接近直线,其电感相应地保持常数。
当激磁电流过大时,铁芯饱和,则L值随之大大降低。
正常运行时铁芯工作在直线范围,当系统中出现某些波动,如电压互感器突然合闸的巨大涌流、线路瞬间单相弧光接地等,使电压互感器发生三相不同程度的饱和,以至破坏了电网的对称,电网中性点就出现较高的位移电压,造成工频谐振或激发分频谐振。
2、铁磁谐振的特点对于铁磁谐振电路,在相同的电源电势作用下,回路可能不只有一种稳定的工作状态。
电路到底稳定在哪种工作状态,要看外界冲击引起的过渡过程的情况。
TV的非线性铁磁特性是产生铁磁谐振的根本原因,但铁磁元件的饱和效应本身,也限制了过电压的幅值。
此外回路损耗也使谐振过电压受到阻尼和限制。
当回路电阻大于一定的数值时,就不会出现强烈的铁磁谐振过电压。
串联谐振电路,产生铁磁谐振过电压的的必要条件是ω0 = 1/L0C<ω。
因此铁磁谐振可在很大的范围内发生。
维持谐振振荡和抵偿回路电阻损耗的能量均由工频电源供给。
为使工频能量转化为其它谐振频率的能量,其转化过程必须是周期性,且有节律的,即…1/2(1,2,3…)倍频率的谐振。
铁磁谐振对TV的损坏,铁磁谐振(分频)一般应具备如下三个条件。
1、电磁式电压互感器(TV)的非线性效应,是产生铁磁谐振的主要原因。
2、TV感抗为容抗的100倍以内,即参数匹配在谐振范围。
3、要有激发条件,如投入和断开空载母线、TV突然合闸、单相接地突然消失、外界对系统的干扰或系统操作产生的过电压等。
由前面分析可知,事故中具备了3个条件,才导致了此次事故。
当良站10 kV系统发生单相接地时,故障点流过电容电流,未接地的两相B、C相电压升高31/2,对系统产生扰动,在这一瞬间电压突变过程中,TV高压线圈的非接地两相的励磁电流就要突然增大,甚至饱和,由此构成相间串联谐振。
饱和后的TV励磁电感变小,系统网络对地阻抗趋于感性,此时若系统网络的对地电感与对地电容相匹配,就形成共振回路,激发各种铁磁谐振过电压。
尤其是分频铁磁谐振可导致相电压低频摆动,励磁感抗成倍下降,产生过电压,过电压幅值可达到近2~3.5Ue以上,但此过电压达不到避雷器的动作电压1.7 kV,故母线避雷器并未动作。
同时,感抗下降会使励磁回路严重饱和,励磁电流急剧加大,电流大大超过额定值,据试验,分频谐振的电流可达正常电流的240倍以上,导致铁芯剧烈振动。
TV是在这样大的电流下运行,使本身的温度也迅速升高,当热量积累到一定程度,干式TV中大量绝缘纸、绝缘介质会受热气化,体积急速膨胀,而存放绝缘纸、绝缘介质的干式互感器内部空间有限,当压强积累到一定程度时便产生了TV爆炸。
3、铁磁谐振频率区域的判别(分频、高频……)电力网中发生不同频率的谐振,与系统中导线对地分布电容的容抗Xc0,和电压互感器并联运行的综合电感的感抗Xm,两者的比值Xc0/Xm有直接关系。
Xco视具体情况而定,架空线路Xco=350×31/2/L,kΩ/km;电缆Xco=10×31/2/L,kΩ/km;变压器线圈对地电容的容抗Xc0一般取600~1 000 kΩ。
其中L为线路长度,单位km。
Xm为由电压互感器的二次侧感抗100 V/I折算到一次侧的感抗。
其中I为二次侧的实际测试电流。
3.1 分频谐振当比值Xc0/Xm较小(在0.01~0.07)时发生的谐振是分频谐振。
电容和电感在振荡时能量交换所需的时间较长,振荡频率较低,表现为:过电压倍数较低,一般不超过2.5倍相电压;三相电压表的指示数值同时升高,并周期性摆动,线电压正常。
3.2 高频谐振当比值Xc0/Xm较大(在0.55~2.8)时发生的谐振是高频谐振。
发生高频谐振时线路的对地电容较小,振荡时能量交换较快。
表现为过电压倍数较高;三相电压表的指示数值同时升高,最大值可达到4~5倍相电压,线电压基本正常;谐振时过电流较小。
3.3 基频谐振当比值Xc0/Xm接近于1时,发生谐振的谐振频率与电网频率相同,故称之为基频谐振。
其表现为:三相电压表中指示数值为两相升高、一相降低,线电压正常;过电流很大,往往导致电压互感器熔丝熔断,严重时甚至会烧坏互感器;过电压不超过3.2倍相电压,伴有接地信号指示,称为虚幻接地现象。
当Xc0/Xm≤0.01或Xc0/Xm≥2.8时,系统不会发生铁磁谐振。
在不同的谐振区域,谐振的外施触发电压是不同的。
分频谐振区谐振外施电压为最低,在正常额定电压下系统稍有波动就可触发谐振。
而高频谐振区的谐振外施电压最高。
在同一谐振区域内不同的Xc0/Xm比值下,谐振的最低外施触发电压(临界值)也是不同的。
良站10 kV TV 二次侧的实际测试电流为19 A,则TV的感抗Xm = 100 V/I = 5.2 MΩ。
出线总长为:95.034 km,10 kV线路电容值为0.004μF/km,良站10 kV出线的容抗比情况如表2所示。
根据表1良站线路和TV 的参数Xc0/Xm数大于0.01且小于0.07,说明在系统扰动时(如发生单相接地时)良站是有可能出现铁磁谐振的,且其中主要是分频谐振。
4、防止铁磁谐振的措施电网的不断发展使线路参数发生变化,铁磁式电压互感器的大量使用,使电网产生铁磁谐振的可能性增大。
所以,为了使电网安全可靠供电,必须采取有效措施防止铁磁谐振的发生。
防止铁磁谐振的产生,应从改变供电系统电气参数着手,破坏回路中发生铁磁谐振的参数匹配。
这样既可防止电压互感器发生磁饱和,又可预防电压互感器铁磁谐振过电压的产生。
4.1 改变电气参数4.1.1 装设继电保护设备当电网发生单相接地故障时,为改变电压互感器的谐振参数,可通过装设一套继电保护设备来实现。
该装置是利用单相接地时所产生的较大谐振电流,启动电流继电器投入,将电压互感器二次侧开口三角处绕组短接。
当故障排除后,保护装置恢复原状,电压互感器恢复正常运行。
4.1.2 选用不易饱和的或三相五柱式电压互感器10 kV系统中使用的电压互感器,应选用励磁感抗大于1.5 MΩ的电压互感器。
4.1.3 减少电压互感器台数在同一电网中,应尽量减少电压互感器的台数,尤其是限制中性点接地电压互感器的台数。
如变电所的电压互感器,只作为测量仪表和保护用时,其中性点不允许接地。
4.1.4 串接单相互感器在三相电压互感器一次侧中性点串接单相互感器,使三相电压互感器等值电抗显著增大,以满足Xc0/Xm≤0.01的条件,可避免因深度饱和而引起的谐振。
4.1.5 每相对地加装电容器此法可使网络等值电容变小,网络等值电抗不能与之匹配,从而消除谐振。
4.1.6 在中性点装设消弧线圈在10 kV系统中发生谐振,且单相接地电流值较大或接近30 A时,可将中性点通过消弧线圈接地。
4.1.7 投入备用线路当系统中只有一组电压互感器投入的情况下,若供电线路总长度较短时,可投入部分备用线路,以增加分布电容来防止谐振的发生。
4.2 消耗谐振能量4.2.1 在TV开口三角形侧并联阻尼电阻当电网运行正常时,电压互感器二次侧开口三角处绕组两端没有电压,或仅有极小的不对称电压。
当电网发生单相接地故障时,由于此电阻阻值较小,故绕组两端近似于短接,起到了改变电压互感器参数的作用。
这一措施不仅能防止电压互感器发生磁饱和,而且能有效地消耗谐振能量,防止产生谐振过电压。
此方法常用在要求不太高的变电站,如消谐电阻采用电灯泡或电阻丝,当其损坏后将不会有消谐作用;当系统发生单相接地时,在开口三角侧将产生100 V的电压,而由于电灯泡或电阻丝的冷态电阻是较小的,这将在TV开口三角侧流过较大的电流引起TV损坏。
4.2.2 在电压互感器一次侧中性点与地之间串接消谐电阻R0(又称消谐器)此电阻可用以削弱或消除引起系统谐振的高次谐波。
模拟试验表明:当R0/Xm≥5.51×10-3时,即使系统发生单相接地故障,也不会激发分频铁磁谐振。
但阻值太大,则会影响系统接地保护的灵敏度。
消谐电阻R0的计算。
先测出各电压互感器二次侧的励磁感抗Xm,求出各电压互感器并联后的Xm值,再折算至一次侧,即为系统总的Xm。
R0的值应在0.008 8~0.0500Xm间选择。
R0的容量可按P0=U20/R0 = (3R0Uφ/Xm)2/R0来选择。
消谐电阻应按电压互感器中性点处串接R0后,用开口三角处电压UΔ的变化量ΔUΔ%来校验。
ΔUΔ%= (-ΔU%)>5%UΔ%= 1/6(3R0/Xm)2(1+2Xm/Xj)×100%式中Xj——电压互感器在Uj下的励磁电抗。
选择消谐器应选择通流500mA以上的铜材产品。