谐振产生及防范

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谐波谐振产生的原因及危害分析

谐波谐振产生的原因及危害分析

谐波谐振产生的原因及危害分析摘要:在电网运行中,不可避免地会产生谐波和谐振。

当谐波谐振发生时,其电压幅值高、变化速度快、持续时间长,轻则影响设备的安全稳定运行,重则可使开关柜爆炸、毁坏设备,甚至造成大面积停电等严重事故。

本文就其定义、产生原因、危害及预防措施作以介绍,供参考。

1.定义谐波是一个周期的正弦波分量,其频率为基波频率的整数倍,又称高次谐波。

通俗地说,基波频率是50HZ,那么谐波就是频率为100HZ、150HZ、200HZ...N*50HZ的正弦波。

谐振是交流电路的一种特定工作状况,是指在含有电阻、电感、电容的交流电路中,电路两端电压与其电流一般是不同相位的,当电路中的负载或电源频率发生变化,使电压相量与电流相量同相时,称这时的电路工作状态为谐振。

谐波在电网中长期存在,而谐振仅是电网某一范围内的一种异常状态。

2.产生的原因谐波的产生是由于电网中存在着非线性负荷(谐波源),如电力变压器和电抗器、可控硅整流设备、电弧炉、旋转电机、家用电器等,另外,当系统中发生谐振时,也要产生谐波。

谐振的发生是由于电力系统中存在电感和电容等储能元件,在某些情况下,如电压互感器铁磁饱和、非全相拉合闸、输电线路一相断线并一端接地等,在部分电路中形成谐振。

谐波也可产生谐振,由谐波源和系统中的某一设备或某几台设备可能构成某次谐波的谐振电路。

3.造成的危害3.1谐波的危害谐波电流和谐波电压的出现,对公用电网是一种污染,它使用电设备所处的环境恶化,也对周围的通信系统产生干扰。

电力电子设备广泛应用以前,人们对谐振及其危害就进行过一些研究,并有一定认识,但那时谐波污染没有引起足够的重视。

近三四十年来,各种电力、电子装置的迅速使用,使得公用电网的谐波污染日趋严重,由谐波引起的各种故障和事故也不断发生,谐波危害的严重性才引起人们高度的关注。

谐波对公用电网和其他系统的危害大致有以下几个方面。

(1)谐波使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗,降低了发电、输电及用电设备的效率,大量的3次谐波流过中性线时会使线路过热甚至发生火灾。

谐振产生的原因、分类、危害及防范措施

谐振产生的原因、分类、危害及防范措施

谐振产生的原因、分类、危害及防范措施一、谐振的类型一般可认为电力系统中的电容和电阻元件是线性参数,电感元件是非线性参数。

由于振荡回路中包含不同特性的电感元件,谐振有三种不同的类型:1.线性谐振。

谐振回路由不带铁芯的电感元件(如输电线路的电感、变压器的漏感)或励磁特性接近线性的带铁芯的电感元件(如消弧线圈,其铁芯中有气隙)和系统中的电容元件所组成。

在正弦电源作用下,当系统自振频率与电源频率相等或接近时,可能产生线性谐振。

2.铁磁谐振。

谐振回路由带铁芯的电感元件(如空载变压器、电压互感器)和系统中的电容元件组成。

受铁芯饱和的影响,铁芯电感元件的电感参数是非线性的,这种含有非线性电感元件的回路,在满足一定谐振条件时,会产生铁磁谐振。

目前在我国的10kV 系统中,运行着大量的电磁式电压互感器(PT),当出现单相直接接地、单相弧光接地、母线空载时突然合闸等情况时,由于电压互感器铁心电感的非线性,很容易发生谐振。

当PT 一次电感与系统对地电容满足谐振条件时,将产生很高的过电压和过电流,从而引起PT一次熔断器烧毁,甚至爆炸,严重威胁电网的安全运行。

3.参数谐振。

谐振回路由电感参数作周期性变化的电感元件(如凸极发电机的同步电抗在Xd-Xq间周期变化)和系统电容元件(如空载线路)组成。

当参数配合恰当时,通过电感的周期性变化,不断向谐振系统输送能量,将会造成参数谐振。

二、铁磁谐振的特点铁磁谐振是电力系统自激振荡的一种形式,其本质是一种LC振荡,是由于变压器、电压互感器等铁磁电感的饱和作用引起的持续性、高幅值谐振过电压现象。

其主要特点为:1、铁磁谐振存在自保持现象。

激发因素消失后,铁磁谐振过电压仍然可以继续长期存在;2、铁磁谐振过电压一般不会非常高,过电压幅值主要取决于铁心电感的饱和程度。

3、谐振回路中铁心电感为非线性的,电感量随电流增大、铁心饱和而下降;4、铁磁谐振需要一定的激发条件,使电压、电流幅值从正常工作状态转移到谐振状态。

浅谈10kV系统产生谐振过电压原因及控制对策

浅谈10kV系统产生谐振过电压原因及控制对策

浅谈10kV系统产生谐振过电压原因及控制对策摘要在10kV配电网中,常常发生电磁式电压互感器烧毁的现象,其原因都是因为某些故障或者不正常运行致使电压互感器内的铁芯饱和,诱发铁磁谐振的产生,致使电压互感器内部产生过电压,过电流,严重威胁电力系统的安全运行。

本文通过对配电系统电压互感器频繁损坏的现象,简要阐述铁磁谐振的现象与机理,产生的条件,提出了控制谐振过电压的措施,与大家交流学习。

关键词铁磁谐振;过电压;防范措施引言长期以来,电力系统铁磁谐振过电压严重威胁着电网的安全运行,在10kV 系统中,电磁式电压互感器引发的铁磁谐振过电压导致的设备事故时有发生。

这种过电压持续时间长,对系统的安全运行构成很大威胁,轻者可导致电压互感器烧损,高压熔丝熔断及匝间短路或爆炸;重者发生避雷器爆炸、母线短路等事故。

本文通过对配电系统电压互感器频繁损坏的现象,简要阐述铁磁谐振的现象,产生的条件及防范措施,总结了针对此类故障采取防范措施的一些运行经验。

1 铁磁谐振过电压产生的机理[1-2]目前,我国企业在35kV或者是其以下的配电网,有许多都是采用中性点和不接地的方式进行运行的,因此其中的很大一部分选用的都是比较传统的消线圈完成接地。

因此在其具体进行运行的问题可以看出,中性点的不接地系统,会受到电压的互感器铁心饱和使得铁磁谐振过的电压相对多一些。

中性点不接地运行方式的电力系统单相接地后,两相电压瞬时升高,三相铁心受到不同的激励而呈现不同程度的饱和,电压互感器各相感抗发生变化(各相电感值不同),中性点位移,产生零序电压。

由于线路电流持续增大,导致电压互感器铁心逐渐磁饱和,其电感值迅速减小,当满足ωL=1/ωC时,产生谐振过电压。

在发生谐振时,电压互感器一次励磁电流急剧增大,使高压熔丝熔断。

如果电流尚未达到熔丝的熔断值,但超过了电压互感器额定电流,长时间处于过电流状况下运行,可造成电压互感器烧损。

电力系统中存在着许多非线性感性元件,如发电机、变压器、电压互感器等,这些感性元件和系统中存在的分布电容组成复杂的LC振荡回路,有可能激发铁磁谐振产生过电压。

电压互感器铁磁谐振的发生原因及防范措施

电压互感器铁磁谐振的发生原因及防范措施

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。

电力系统谐振过电压产生的原因及防范措施

电力系统谐振过电压产生的原因及防范措施

电力系统谐振过电压产生的原因及防范措施摘要电力系统中,厂站因过电压引起故障甚多,特别是谐振过电压,对设备甚至系统安全稳定运行影响大。

分析原因,找出问题,提出防治措施很有必要。

关键词谐振过电压;PT;铁芯饱和;防范措施0 引言我国电力系统分为不同电压等级,35kV及以下配电网采取中性点不接地和经消弧线圈接地方式;110kV及以上配电网采取中性点直接接地方式。

过电压种类多,主要有谐振、雷电和操作过电压;其中谐振过电压较常见,作用时间长、次数频繁、危害大,须采取措施预防。

1 谐振过电压产生原因电网运行中,正常时中性点不接地系统PT铁芯饱和易引起谐振过电压;中性点不接地方式发生单相故障可引起谐振过电压。

运维人员操作或事故处理方法不当亦会产生谐振过电压。

另外设备设计选型、参数不匹配也是谐振过电压产生原因。

2 铁磁谐振为满足电网测量、保护需要,电力系统中配置大量电感电容元件,如:互感器、电抗器等电感元件;电容器、线路对地电容等电容元件。

当进行设备操作或系统故障时,电感电容元件构成振荡回路,在一定条件下产生谐振,损坏设备影响系统。

2.1 原因分析图1某水厂单串接线图,采用接线,110kV系统中性点直接接地,变压器、PT等分相运行,变压器、PT高压绕组接成Y0,该厂多次发生铁磁谐振过电压。

原因:图1 某水电站单串接线图1)故障时产生谐振过电压。

当系统发生单相故障时,因整个电网系统中电感电容元件参数不匹配,两者共同作用,为谐振产生创造条件,最终导致铁磁谐振过电压发生;2)操作时产生谐振过电压。

110kV开关为双断口且并联均压电容,停送电操作时,先拉5012、5013,再拉50126,其他刀闸均接通。

110kV环网通过开关断口电容构成带电磁式PT空母线产生谐振。

2.2 等值电路图该厂输出线路发生单相接地故障,瞬时A相线路产生接地电流,因避雷器参数不匹配,构成谐振回路而产生谐振过电压。

图2 简化电路图如图2,L1是1B一次侧电感,L2是2B一次侧电感,Lm是PT一次侧电感,C0是空长线路对地电容,RL是电阻,k为故障点。

浅谈铁路10kv电力系统中铁磁谐振现象及防范

浅谈铁路10kv电力系统中铁磁谐振现象及防范

浅谈铁路10kv电力系统中铁磁谐振现象及防范文章对铁路10kv电力系统设备运行中出现的铁磁谐振现象进行研究分析,提出防范措施,以提高电力设备供电可靠性。

标签:铁磁谐振;研究分析;防范措施引言普速铁路10kv电力系统和高速铁路电力配电所调压变压器一次侧中性点不接地,单相接地故障时电流很小,允许运行接地运行2h。

在这种系统中,时常会出现这样一些现象,如:在分、合断路器时,出现瞬时接地信号指示、电压互感器高压保险熔断;在出现单相接地时,电压互感器高压保险熔断或电压互感器烧毁;负载小的时候,出现三相电压指示严重不对称。

这些故障现象很多都是铁磁谐振造成的,为确保供电可靠性,提高信号等重要负荷供电质量,有必要对此进行研究,并提出防范措施。

1 铁磁谐振的原理铁路10kv电力系统中大量存在着有铁心的电感线圈和电容的电器设备及大量电缆,为铁磁谐振的发生创造了条件。

有电感和电容的电路,在一定条件下就会出现谐振。

电容、电感串联的电路,会出现电压谐振;电容、电感并联的电路,会出现电流谐振。

在分、合闸操作时就会引起谐振现象发生。

实际的电力系统电路复杂,不仅是三相的,电容也不一定是明显的电容器,可能是空载电缆线路或架空线路,电感线圈可能是变压器、互感器、电抗器,激发因素也不一定明显。

下面举例说明。

例如:当10kv电力系统发生单相接地时,因铁磁谐振造成电压互感器高压熔断器熔丝熔断。

图1 10KV电力系统接线图图2 等效电路图如图1所示,系统中性点是不接地的,但是电压互感器的中性点是接地的,它的高压绕组与外线对地电容构成L、C并联回路,图中,BI代表变压器的二次绕组,Ca、Cb、Cc代表三相对地电容,La、Lb、Lc代表电压互感器一次绕组,可以看成是带铁心的线圈。

当C相接地时,故障点流过电容电流,该系统的等效电路如图4所示。

因为Cc、Lc被短路,所以图中没有画出,La、Ca组成一个并联回路,两端电压Uca是1.732倍的相电压,在这一瞬间电压突变过程中,电压互感器高压线圈的非接地两相的励磁电流就要突然增大,呈现不同程度的饱和,电压互感器的各相感抗发生变化,各相电感值不相同,中性点位移,产生零序电压。

铁磁谐振的产生及防范措施

铁磁谐振的产生及防范措施

铁磁谐振的产生及防范措施周烨新疆伊犁电力有限责任公司(伊宁835000)摘要: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。

关键字:非线性谐波;谐振过电压;电感和电容;消谐措施铁磁谐振是电力系统自激振荡的一种形式,是由于变压器、电压互感器等铁磁电感的饱和作用引起的持续性、高幅值谐振过电压现象。

其主要特点为:(1)谐振回路中铁心电感为非线性的,电感量随电流增大、铁心饱和而趋于平稳。

(2)铁磁谐振需要一定的激发条件,使电压、电流幅值从正常工作状态转移到谐振状态。

如电源电压暂时升高、系统受到较强烈的电流冲击等。

(3)铁磁谐振存在自保持现象。

激发因素消失后,铁磁谐振过电压仍然可以继续长期存在。

(4)铁磁谐振过电压一般不会非常高,过电压幅值主要取决于铁心电感的饱和程度。

(5)谐振过电压属于内部过电压的一种,主要产生的原因是由于电力系统中存在电感和电容等储能元件。

在某些情况下,如电压互感器铁磁饱和、非全相拉合闸、输电线路一相断线并一端接地等,在部分电路中形成谐振。

铁磁谐振有两个特点:(1)当电源的电压和频率一定时,L和C的参数在比较大的范围内都可能发生谐振;(2)发生谐振时,在电容及电感上的过电压虽然比电源电压高,但它们是定值,不会趋向于无限。

这种过电压倍数一般为1.5~2.5倍相电压,极个别可达3.5倍以上。

1产生的原因1.1接线方式方面具备如下特点:电源的中性点不接地,有星接的中性点接地的电压互感器;母线及其有电联系的系统有一定数值的等值电容。

1.2电路中必须具有下述条件:铁芯电感的起始值和等值电容组成的自振频率小于并接近于共振频率。

这一来,若电感数值减小,回路的自振频率都能增加到恰好等于共振频率;电路中电阻应小于某临界值;非线性电感的变化范围应足够大。

1.3设备方面的原因:电压互感器的伏安特性不好,铁芯过早饱和;母线上接有空载架空线路或电缆线路;开关检修质量不良,特别是三相不同时合闸。

大型发电机谐振引起的定子接地保护动作原因分析与防范

大型发电机谐振引起的定子接地保护动作原因分析与防范

大型发电机谐振引起的定子接地保护动作原因分析与防范一、原因分析:1.定子绝缘故障:由于长期运行和老化,定子绝缘可能发生损坏或老化,导致与铁心接触,形成接地故障。

当发电机进入谐振区域时,电流过大,导致定子绝缘的接地位置电压不平衡,触发定子接地保护动作。

2.谐振回路存在:大型发电机谐振回路是由发电机定子、定子输出电缆和负载之间的谐振电抗元件组成的。

当谐振回路存在时,由于谐振电抗元件的电流增加,导致大型发电机输出电流增加,造成定子接地保护动作。

谐振回路的存在可能是由于电缆长度与频率之间存在谐振关系,或者是由于负载的电感和电容等原因。

3.外界故障扰动:外界故障扰动包括雷击、电线杆倒塌、动力电缆短路等。

当发生这些故障时,可能导致大型发电机绕组短路,从而形成定子接地故障并触发保护动作。

二、防范措施:为了防止大型发电机谐振引起的定子接地保护动作,可以采取以下防范措施:1.定期检测和维护:定期进行大型发电机的绝缘检测,及时发现和修复定子绝缘故障,防止接地故障的发生。

2.优化电网结构:调整谐振回路中的元件参数,避免电缆长度与频率之间存在谐振关系。

合理设计和选择电缆的长度和类型,减少谐振回路的存在,降低定子接地保护动作的触发概率。

3.安装避雷装置:在大型发电机和电线杆周围安装合适的避雷装置,能够有效地防止雷电引起的故障,减少定子接地保护动作的发生。

4.增加综合接地电阻:合理设计和安装大型发电机的接地装置,增加综合接地电阻,减小接地电流,降低定子接地保护动作的触发概率。

5.加强设备运行监测:对大型发电机的运行状态进行实时监测,及时发现和处理异常情况,减少设备故障导致的定子接地保护动作。

总之,大型发电机谐振引起的定子接地保护动作是一种常见的故障,通过加强设备维护、优化电网结构、安装避雷装置、增加综合接地电阻和加强设备运行监测等措施,可以有效地防范和减少定子接地保护动作的发生,提高大型发电机的安全可靠运行。

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谐振产生及控制(郑岩编著资料节录共参考)电站厂用电受电、系统倒送电、发电机并网送出、电厂升压站220kv/500kv母线受电,6kv/10kv母线受电、各类电动机试转及带机械试运、投切各类变压器,均有可能出现系统谐振。

因此,在设备选型时要合理配置,主接线及电路设计应计算;分部试运方案和整套启动试运方案中,应有防谐振措施和预案。

系统过电压分为:谐振过电压、操作过电压、雷电过电压、系统过电压等。

现重点阐述谐振过电压。

(一)谐振基础理论在有电阻、电感、电容的交流电路中,电路两端的电压、电流、相位有些不同。

如果调整电感和电容的参数或电源频率,可以使相位相同,电路呈纯电阻性,电路达到这种状态为谐振。

此时,电路总阻抗达到极限值,可分为串联谐振和并联谐振。

1、串联谐振:是电感电压与电容电压等值异号,即电感电容吸收等值异号的无功功率,使电路吸收的无功功率为零,电场能量和磁场能量此曾彼减,互相补偿,这部分能量在电场和磁场中间振荡,电磁场能量总和不变,激励供给电路能量转为电阻发热。

2、并联谐振:是电感电流与电容电流等值异号,即电感电容吸收等值异号的无功功率,使电路吸收的无功功率为零。

则能量转换,出现振荡,电阻发热等现象与串联谐振相同。

(二)电力系统谐振与振荡区别1、电力系统的谐振:是电力系统中电容和电抗之间的无功功率的交换;振荡是机组功角的摆动。

系统的谐振是电流增大或减小,越接近谐振中心,电流表电压表功率表变化快。

和短路的区别是不会出现零序量。

2、电力系统的振荡:在正常情况下,电力系统中的各个发电机均保持同步;但在特殊情况下,如短路、故障切除、新电源投入或切除等,则并列的发电机的电势差、相角差将随时间变化,系统中各点电压和各回路的电流随时间变化,这种现象称为振荡。

又分同步振荡和异步振荡。

(三)电力系统谐振种类及成因1、铁磁谐振:是由铁芯的电感元件(发电机、变压器、互感器、电抗器、消弧线圈等)与系统的电容元件(输电线路、电容补偿器等)形成共谐条件,激发持续的铁磁谐振,使系统产生谐振过电压。

又分电压大扰动的铁磁谐振和变电站空母线谐振。

成因:(1)有线路接地、断线、短路器非同期合闸等引起的系统冲击;(2)切、合母线或系统扰动激发的谐振;(3)系统在某种特殊运行方式下,参数匹配,达到谐振条件。

2、电力系统铁磁谐振及成因在复杂的电力网络中,存在很多电感及电容元件,尤其在不接地系统中,更易出现谐振。

(1)电力系统铁磁谐振及成因:在稳定的系统中,出现电源电压升高,或电感线圈涌流,使铁芯饱和,其电抗值减少,易满足串联谐振条件,发生磁谐振现象。

成因:电压互感器突然投入;线路发生单相接地;系统运行方式突然改变或大容量电气设备投切;电网频率的波动;负荷不平衡的变化。

(2)中性点不接地铁磁谐振:电厂系统中有Yo接线的电磁式的电压互感器,网络对地参数除了电力导线和设备对地电容Co外,还有励磁电感L,由于系统中性点不接地,则电压互感器的高压绕组成为三相对地的唯一金属通道。

正常情况下,三相基本平衡,中性点的位移电压很小。

但在某些断路器合闸或线路接地故障消除后,三相对地电阻不平衡,它与线路对地电容形成谐振回路。

激发铁磁谐振过电压。

(3)中性点直接接地铁磁谐振:则电压互感器绕组分别与各相电源电势相连,电网中各点电位被固定,不会出现中性点位移过电压。

若中性点经消弧线圈接地,其电感值远小于电压互感器的励磁电感,相当电压互感器的电感被短接,电压互感器变化不会引起过电压。

但是,由于操作不当或某些倒闸过程,电路内受电强烈冲击扰动,使电感两端出现短时间的电压升高、大电流振荡过程或铁芯电感的涌流现象,与断路器的均压电容形成铁磁谐振。

(四)铁磁谐振对系统的影响1、中性点不接地,其运行方式是单相接地。

接地电弧不能自动熄灭,必然产生电弧过电压,一般为3-5倍相电压或更高,致使电网绝缘薄弱地方被击穿;且易造成相间短路。

2、发生谐振是,电压互感器一次励磁电流急剧增大,使高压熔丝熔断;若电流未达到熔化值,电流又超出额定电流许多,长时间运行,必然造成电压互感器烧毁。

3、谐振发生后,电路由原来的感性状态变为容性状态,电流基波相位发生180º反转,导致逆序分量胜过正序分量,从而使小容量电机反转。

4、产生高零序电压分量,出现虚幻接地和不正确的接地信号。

(五)常用消谐方法及注意事项1、中性点不接地的消谐措施:(1)选择电压互感器伏安特性好的产品。

起始饱和电压 1.5Ue,电压互感器不易进入饱和区,不易构成参数匹配的谐振。

注意:虽出现谐振概率小,一旦发生过电压、则过电流更大,危害的险情更大。

(2)在母线上装设中性点接地的三相星形电容器组。

增加对地电容,使谐振区的阻抗比XCo/XL的比值小于0.01时(谐振区的阻抗比比值一般在0.01-3),可防止谐振。

经试验表明:阻抗比0.01-0.08为1/2分频谐振区;阻抗比0.08-0.8为基波谐振区;阻抗比0.6-3为高频谐振区。

注意:当改变电网零序电容时,阻抗比发生变化,谐振状态可能发生转变;如果零序电容过大或过小,则脱离谐振区域,就不会产生谐振。

(3)电流互感器高压侧中性点经电阻接地。

此时在接地时,形成三相对地电容的冲放电过程的通道,不会走电压互感器高压绕组,不会产生漏流,也就不会出现谐振。

注意:当接地消失是,电压互感器的高压侧,易出现叠加涌流;由于加装电阻接地,抑制涌流,等于改善伏安特性。

(4)电压互感器一次侧中性点经零序电压互感器接地。

称为抗谐振电压互感器,其原理是提高电压互感器零序励磁特性,提高电压互感器烧毁能力。

注意:电压互感器中性点仍承受较高电压,谐振依然存在。

(5)电压互感器二次侧开三角绕组接阻尼电阻。

一次侧中性点串接单相电压互感器,或在电压互感器二次开口三角处接入阻尼电阻,用于消除电源供给谐振的能量,抑制铁磁谐振过电压,其电阻值越小,相当电网中性点接地,谐振不易发生。

注意:此措施对非谐振区内的电流流过电压互感器的大电流不起限制作用。

(6)中性点经消弧线圈接地。

瞬间单相接地故障可经消弧线圈的动作消除,保证系统不断电;永久性接地故障时,消弧线圈动作可维持系统运行一定时间。

注意:不当的操作或某种倒闸过程,也曾经出现过电压互感器谐振。

2、中性点直接接地系统谐振消除方法(1)尽量保证断路器三相同期,防止非全相运行;(2)改用电容式电压互感器(CVT);(3)带空载线路能很好消谐;(4)与高压绕组串接或并接一个阻尼绕组,可消除基频谐振;(5)电容吸能消谐,对幅值较高的基频谐振有效,但对幅值较低的基频谐振难以奏效;(6)在开口三角形回路中接入消谐装置,能自动消除基频和分频谐振;(7)采用光纤电压互感器,可有效的消除谐振,价格较高。

新产品待进一步实践验证有效性。

3、新技术防谐振(1)一次消谐装置:是保护电压互感器谐振的新产品,用在6-35KV的中性点不接地系统中,串联于电压互感器与中性点之间。

可限制电压互感器过电压,限制单相接地或电弧接地时流过电压互感器的过电流,消除铁磁谐振。

是采用大容量非线性电阻片组成,如ZB-RXQ.LXQ系列。

(2)微机消谐装置(二次):采用高性能单片微机作为核心元件,对PT三角电压(即零序电压)进行循环检测,正常工作时电压小于30V,内装大功率消谐元件(固态继电器),处于阻断状态,对系统运行不发生影响。

当PT开口电压大于39V,系统出现故障;消谐装置进行数据采集及信号处理,启动消谐电路,使固态继电器导通,让铁磁谐振在阻尼作用下消失。

CPU系统会记录、存储、报警,显示谐振信息(时间、频率、电压值)。

CPU处理完后,恢复到原来工作状态。

如ZB-WXZ系列。

该装置,可消除17Hz(1/3分频)、25Hz(1/2分频)、50Hz(工频)、150Hz(3倍工频)。

(六)运行操作防谐振1、控制阻抗比值,避开谐振区(1)控制阻抗比≤0.01,阻抗比≥3;(2)应避开运行相电压Up除以额定电压等于0.58,此时,极易发生分频或基频谐振;(3)当电压互感器的XL一定时,增加Co,则XCo减少,阻抗比亦减小,防止铁磁谐振的有效方法。

倒闸操作增加Co方法,加外接电容,介入空载线路或空载变压器,拉开母联分断路器。

2、控制电源电压,降低铁磁谐振工作点,使Up/Ue≠0.58;3、倒闸的正确操作:按操作规程、方案、操作票的顺序和要求进行操作。

(七)谐振实例1、事故一:某110KV变电站,有110KV单母分段、35KV单母分段、10KV单母分段运行;10KVⅠ段接511变电所,两条负荷线、电容器;Ⅱ段接电容器。

某月某日23时12分:监控语音报警,“10KV母线Ⅰ段接地”,“10KV母线Ⅱ段接地”信号;监控屏显示Ⅱ段电压值:Ua=6.21KV、Ub=7.03 KV、Uc=7.80 KV、3Uo=64.11V;23时14分:511开关过负荷告警,线路、电容器告警,PT断线信号;23时15分:Ⅱ段电压值继续升高,Ua=8.94 KV、Ub=9.91 KV、Uc=12.00 KV、3Uo=119.97V;23时18分:遥控断开514开关,电压恢复正常。

原因及处理:Ⅱ支线某厂变压器引线熔断后搭在变压器外壳上,三相系统平衡性破坏,出现零序电流、中性点偏移和对地电位Uo,即开口三角有零序电压,零序电压叠加在二次侧三相电压上,三相电压不平衡。

是因为发生高次谐波谐振(铁磁谐振),发出一系列信号,值班员正确判断出接地引起的故障,并快速切除。

2、事故二:某电厂6KV厂用电受电后,陆续进行分系统调试,在送风机电机倒闸送电时,同一母线上的另一断路器短路,产生弧光将电建电气检查维护电工灼伤。

经分析:厂用电母线的各类负荷设计部门经计算安排稳妥。

但是,在分部试运阶段,根据安装情况,投入变压器、电机空转、试转那种机械是个变数,不知哪一工况或参数,使L-C出现产生铁磁谐振;电压互感器、断路器、TV中性点接地、负载等状态不明朗;此阶段仪表自控投入又不完整,未能及时发现过电压大电流而引发所致。

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