电磁式电压互感器铁磁谐振的原理及其消除措施

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5.25电磁式电压互感器引发铁磁谐振原因及消谐措施分析

5.25电磁式电压互感器引发铁磁谐振原因及消谐措施分析

电磁式电压互感器引发铁磁谐振原因及消谐措施分析近年来,在35kV及以下中性点不接地系统中,电磁式电压互感器饱和引发的铁磁谐振过电压,熔断压变熔丝,烧毁电压互感器,甚至是系统事故案例恨多。

那么,一起了解下系统中的电压互感器有什么作用?电压互感器主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电,用来测量线路的电压、功率和电能等,对电力系统很重要。

根据电压互感器行业市场运行的数据现状,了解到配电网电压互感器使用类型占比如下图。

由于电磁式电压互感器存在铁芯,在励磁特性曲线中,当施加的励磁电流增加,而激励出电压值增加幅度较小或不变,出现拐点。

即随着励磁电流的增加,激励出的电压变化很小或不变(在这过程中电感是下降),称为PT的饱和特性。

电压互感器的空母线突然合闸、系统发生单相接地故障。

在这两种情况下,电压互感器一次电流都会出现很大的励磁涌流;使电压互感器一次电流增大60倍左右,造成电压互感器饱和,从而诱发电压互感器产生过电压。

电压互感器发生铁磁谐振时系统的线电压指示不变,还可能引起其高压侧熔断器熔断,造成继点保护和自动装置的误动作,不仅会给电压互感器造成损害,严重时还可能影响电网安全运行。

通常情况下发生铁磁谐振时会产生以下危害:(1)在一次熔断器尚未熔断时;可能使电压互感器烧毁。

(2)在一次熔断器熔断时,则无法读取系统的正确电压值。

系统发生铁磁谐振,通常采用以下消除措施:(1)当只带电压互感器的空载母线产生基波谐振时;应立即投人一个备用设备,改变电网参数,消除谐振。

(2)当发生单相接地产生电压互感器分频谐振时,应立即投人一个单相负荷。

由于分频谐振具有零序性质,故此时投人三相对称负荷不起作用。

(3)铁磁谐振造成电压互感器一次熔断器熔断或电压互感器烧毁,应加装KLMP系列流敏型消谐器和KLMP系列微机消谐装置,消除铁磁谐振,使电压互感器的正常运行。

综上可知,35kV及以下中性点不接地系统中,选用全绝缘电磁式电压互感器加装KLMP系列流敏型消谐装置,有效防止铁磁谐振过电压,确保设备安全运行。

电磁式电压互感器铁磁谐振产生及治理方法

电磁式电压互感器铁磁谐振产生及治理方法

电磁式电压互感器铁磁谐振产生及治理方法摘要:电磁式电压互感器大量应用于35kV及以下中性点不接地电力系统中,铁磁谐振在电力系统中的频发导致电磁式电压互感器烧损,严重时甚至发生爆炸事故。

本文主要针对某330kV变电站发生铁磁谐振导致电磁式电压互感器烧损并进一步导致主变进区短路使主变绕组烧损进行分析,且对电压互感器发生铁磁谐振的原因及防止措施提出可行性意见,保证电网安全稳定运行。

关键词:电磁式电压互感器、铁磁谐振、消除措施1、引言随着电网高速发展,电磁式电压互感器作为保护与计量设备广泛应用于35kV 及以下电压等级的中性点不接地系统中。

但系统中发生单相接地故障或者开关开断操作时,电磁式电压互感器等电磁元件与电网系统中电容元件以及线路对地电容等形成谐振回路,系统中产生能够激发铁磁谐振的谐振频率。

变电站35kV及以下系统大量安装电磁式电压互感器,然而由于电磁式电压互感器电磁特性,经常发生铁磁谐振,导致电压互感器烧损,严重时甚至发生爆炸事故。

本文结合实际事故进行原因分析,并提出相应的预防治理措施。

2、事故现象及初步结论2.1 事故发生过程某日03时10分40秒,某330kV变电站#1主变低压侧35kV#1电容器#3561开关动作合闸,#1主变三侧电压无异常。

03时25分19秒030毫秒,35kV#1电容器#3561开关动作分闸,#1电容器组退出运行,35kV I段母线三相电压发生畸变,故障录波显示最大电压幅值达到56kV如图1所示。

35kV#1电容器、#2电容器、#1所用变保护报频率异常、装置报警。

该过程持续到03时48分52秒910毫秒,故障持续时间为23分34秒。

图1 #1电容器组退出运行后电压开始畸变03时49分24秒794毫秒,#1主变35kV侧C相电压互感器断线,发生35kV I母C相单相接地故障,35kV#1电容器、#2电容器、#1所用变保护报频率异常、03时49分24秒814毫秒,#1主变保护装置运行异常。

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。

电压互感器铁磁谐振产生原因和抑制措施

电压互感器铁磁谐振产生原因和抑制措施

电压互感器铁磁谐振产生原因和抑制措施摘要:电力系统的结构可以说是很复杂的,电压互感器铁磁谐振会带来一定程度的影响,其中比较常见的便是烧坏电压互感器,进而导致高压电机跳闸使生产停止,造成经济损失。

文章通过对电压互感器铁磁谐振的产生原因进行分析,提出了几点措施,以供相关部门参考利用。

关键词:电压互感器;铁磁谐振;危害;消除措施1引言通常情况下,直接接地系统和不接地系统共同组成电力系统接地系统。

直接接地系统的特点是容易产生并联谐振,不接地系统的特点是当发生单相接地时,容易出现串联谐振。

长期以来,电网的安全、稳定运行受到电力系统谐振过电压的严重影响和制约。

铁磁谐振在中性点不接地系统中所占的比例比较大。

当前,铁磁谐振问题随着电网的不断发展,在中性点直接接地系统中变得越加突出、严重,发生的概率也在逐渐增大,公司系统多次发生铁磁谐振引起的过电压案例,对电网的冲击很大,危害很深,应引起足够的重视。

2产生铁磁谐振的原因铁磁谐振存在三种情况:直接接地系统对地电容引发的铁磁谐振;不接地系统的单相接地引起的铁磁谐振;断路器端口并联的电容形成的铁磁谐振。

电力系统中许多元件是属于电感性的,如电力变压器、互感器、发电机、消弧线圈为电感元件,而线路各导线对地和导线间既存在纵向电感又存在横向电容,这些元件组成复杂的振荡回路,在一定的能量作用下特定参数配合的回路就会出现谐振现象。

由于铁芯电感的磁通和电流之间的非线性关系,电压升高导致铁芯电感饱和,极易使电压互感器发生铁磁谐振。

在中性点不接地系统中,如果不考虑线路的有功损耗和相间电容,仅考虑电压互感器电感与线路的对地电容C,当C大到一定值且电压互感器不饱和时,感抗XL大于容抗XC;而当电压互感器上电压上升到一定数值时,电压互感器的铁芯饱和,感抗XL小于容抗XC,这样就构成了谐振条件,下列几种激发条件可以造成铁磁谐振:(1)当投入电力系统的电力线路长度发生变化时,线路对地电容与线路电阻发生改变。

浅谈电压互感器铁磁谐振产生原因及消除措施

浅谈电压互感器铁磁谐振产生原因及消除措施

浅谈电压互感器铁磁谐振产生原因及消除措施发布时间:2023-03-08T04:25:05.108Z 来源:《福光技术》2023年3期作者:周家典[导读] 本文结合新疆金晖110KV变电站项目10KV二段PT柜由于发生三相铁磁谐振而烧毁电压互感器的案例分析其铁磁谐振特点并给出其相关的抑制措施。

福建中能电气有限公司摘要:根据电压互感器在现场运行发生铁磁谐振当时的内外部电网环境,从而对其产生原理及特点进行分析,提出了5条有效的抑制方案。

关键词:电压互感器、铁磁谐振引言:本文结合新疆金晖110KV变电站项目10KV二段PT柜由于发生三相铁磁谐振而烧毁电压互感器的案例分析其铁磁谐振特点并给出其相关的抑制措施。

在电力系统的输配电回路中,由于电磁式电压互感器是非线性的铁芯电感元件,如果系统出现电力参数的突然变动,则电压互感器的铁芯就有可能饱和,从而造成LC共振回路,激发起持续的、较高幅值的过电压,这就是铁磁谐振过电压。

根据这几十年来电网运行情况表明,在 10kV及以下的中性点不接地系统中,电压互感器引起的铁磁谐振现象是一种常见的故障,严重威胁到了电网的安全运行。

由于单相铁磁谐振的电路是电力系统中最常见的铁磁谐振,因此本文结合我公司客户新疆金晖110KV变电站项目10KV二段PT柜由于发生单相铁磁谐振而烧毁电压互感器的案例,分析其铁磁谐振特点并给出其相关的抑制措施。

案例:新疆金晖工业园区采用110/10KV的供电方式,10KV供电采用电缆敷设;另外10KV采用中性点不接地的供电方式(小电流接地)。

另外发生事故时,多数线路处于空载运行状态,用电负荷很小;整个工业园区正处于紧锣密鼓的安装施工中,由于管理混乱,施工中经常出现10KV电缆被挖断的事故;110KV变电所10KV二段电压互感器柜由于发生铁磁谐振,造成电压互感器烧毁,I段10KV进线柜和110KV 1号主变出线柜失电跳闸事故(2号主变未投运)。

本次故障就现场的情况分析跟10KV电缆经常被挖断有关,造成了单相接地或弧光接地,而后值班人员发现后切除该条线路(造成单相接地或弧光接地突然消失),为铁磁谐振的形成创造了条件,从而导致发生了较为严重的铁磁谐振故障,电压互感器击穿烧毁。

电磁式电压互感器铁磁谐振的原理及其消除措施

电磁式电压互感器铁磁谐振的原理及其消除措施

电磁式电压互感器铁磁谐振的原理及其消除措施白瑞雪,高红杰,李亚峰(西安供电局,陕西西安,710032)摘要:电磁式电压互感器的铁磁谐振是非有效接地系统中常见的一种现象。

HAROLD A.PETERSON建立了铁磁谐振的经典研究模型。

本文阐述了谐振产生的机理,应用PETERSON铁磁谐振经典模型对电压互感器的各种防铁磁谐振措施的原理和其优缺点进行了分析,并对指出在设计中应注意的问题。

关键词铁磁谐振;消谐措施;消谐器;设计;Principle of Electromagnetism Type V oltage Transformer’s Ferro-resonance and VariousTreatments to Eliminate Ferro-resonanceBAI Ruixue, GAO Hongjie, LI Yafeng(Xi’an Power supply Bureau, Xi’an 710032, China)Abstract:E lectromagnetism Type V oltage Transformer’s ferro-resonance is common in non-effective earthing system. HAROLD A. PETERSON builds the classic model for researching ferro-resonance. This paper discusses the mechanism of resonance, and by using HAROLD’ model, analyses the merit and the fault of the various treatments of eliminating ferro-resonance, points out the key factors in design of eliminating ferro-resonance.Key words: Ferro-resonance; Treatments to eliminate ferro-resonance;Resonance eliminator; Design0引言在电力系统中引起电网过电压的原因很多,其中谐振过电压出现频繁,其危害性较大。

供电系统铁磁谐振的产生条件及消除防范措施

供电系统铁磁谐振的产生条件及消除防范措施

供电系统铁磁谐振的产生条件及消除防范措施 0引言我国的中压配电网大多为中性点不接地方式,为了监测变电站母线的线电压及各相的对地电压,通常需在其配电母线接装电压互感器(Potential Transformer 简称PT ),其一次绕组须为星形连接且其中性点须直接接地。

当系统发生故障或异常时可能会使PT 某相端部对地电压升高很多,对于目前普遍使用的电磁式PT 来说在电压升高的过程中PT 励磁电感的非线性特性会使该电感与系统对地电容形成参数匹配,发生铁磁谐振,造成系统的过电压和PT 绕组的过电流,导致PT 入口的高压培断器培断甚至PT 爆炸等事故,严重影响系统的安全运行,在中性点不接地配电系统中,当线路对地电容与PT 铁芯电感参数相匹配时,会发生高频谐振、基频谐振、分频谐振,出现最多的是分频铁磁谐振。

由于分频谐振发生的频率最高,最容易激发,且谐振区域大,而且其危害最大。

这里红岩变至九顶山线路(简称“天红九线”)发生单相接地故障产生铁磁谐振导致九顶山35KV 变电站电压互感器击穿为例,阐述电力系统铁磁谐振产生的原因及机理,并提出相应的防范措施。

1铁磁谐振产生的特征、机理及原因1.1 铁磁谐振的分类及谐振特征在电力系统中,三相铁磁谐振主要是因为电压互感器带铁心的非线性电感引起的,当其接在三相交流电源上时,就可能产生不同频率的谐振,可以是频率为50Hz 的基波谐振,或是频率为 2 次、3次、5次谐波的高频谐振,也会是频率为 1/2、1/3、1/5的分频谐振。

振荡回路的等值电感 0L 和等值电容0C 决定了发生谐振的频率0f ,从)2/(1000C L f π=可以得出,电压互感器的感抗L X 和系统对地电容的容抗cn X 两者的比L cn X X /决定着系统中发生铁磁谐振的不同频率。

铁磁谐振过电压在一定的情况下可自激产生,但大多需要有外部激发条件,回路中事先经历过足够强烈的过渡过程的冲击扰动,逐渐发展成铁磁谐振过电压。

电磁式电压互感器铁磁谐振现象浅析论文

电磁式电压互感器铁磁谐振现象浅析论文

电磁式电压互感器铁磁谐振现象浅析论文摘要:某燃机电厂发生了电磁式电压互感器铁磁谐振现象,针对该现象I简要分析产生电压互感器铁磁谐振的原因及铁磁谐振的危害,并总结了限制电压互感器铁磁谐振的一些措施。

关键词:电压互感器;铁磁谐振;消谐电阻一、绪论铁磁谐振也叫非线性谐振是指发生在含有非线性电感如铁芯电感元件的振荡回路。

铁磁谐振是由铁芯电感元件,如发电机、变压器、电压互感器、电抗器、消弧线圈等和系统的电容元件,如输电线路、电容补偿器等形成共谐条件,激发持续的谐振,使系统产生谐振过电压的过程。

引起铁磁谐振的种类很多,电磁式电压互感器引起的铁磁谐振是一种。

当由于外界原因造成互感器铁芯不同程度的饱和时,系统就会产生谐振现象。

下面为一个电压互感器铁磁谐振的例子。

某燃机电厂有三台机组,均为调峰用机组,机组启动时由静止变频器SFC拖动,转速达到700rpm每分钟700转时,燃机点火,后再经SFC拖动到自持转速2000rpm左右,然后SFC退出,燃机可自行升速到3000rpm。

该厂每台发电机出口接有三组电磁式电压互感器PT,其中第一组PT和第二组PT-次绕组中性点直接接地,第三组PT中性点接至发电机中性点并且经单相电压互感器接地。

该厂燃机在启动时要经SFC带动,带动过程发电机从盘车状态3rpm升速到2000rpm,在这个过程中,发电机工作在低频工况,发电机电压同时又存在谐波,容易发生铁磁谐振。

2021年,该厂一台机组启动过程中,出现了PT铁磁谐振现象,导致两组PT 严重烧毁。

二、电磁式电压互感器铁磁谐振产生的原因电压互感器二次侧负载很小,接近空载,高压侧的励磁感抗则很大。

在合闸或接地故障消失时,会引起互感器铁芯不同程度的饱和,图1给出了铁芯原件的非线性特性曲线。

图1a所示铁芯线圈,其磁链妒及电感随线圈中电流f变化关系曲线如图1 b所示。

由图可知,当电流较小时,可以认为磁链妒与ErTiibrC正比,反映这一关系的电感值L=妒li基本保持不变。

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电磁式电压互感器铁磁谐振的原理及其消除措施白瑞雪,高红杰,李亚峰(西安供电局,陕西西安,710032)摘要:电磁式电压互感器的铁磁谐振是非有效接地系统中常见的一种现象。

HAROLD A.PETERSON建立了铁磁谐振的经典研究模型。

本文阐述了谐振产生的机理,应用PETERSON铁磁谐振经典模型对电压互感器的各种防铁磁谐振措施的原理和其优缺点进行了分析,并对指出在设计中应注意的问题。

关键词铁磁谐振;消谐措施;消谐器;设计;Principle of Electromagnetism Type V oltage Transformer’s Ferro-resonance and VariousTreatments to Eliminate Ferro-resonanceBAI Ruixue, GAO Hongjie, LI Yafeng(Xi’an Power supply Bureau, Xi’an 710032, China)Abstract:E lectromagnetism Type V oltage Transformer’s ferro-resonance is common in non-effective earthing system. HAROLD A. PETERSON builds the classic model for researching ferro-resonance. This paper discusses the mechanism of resonance, and by using HAROLD’ model, analyses the merit and the fault of the various treatments of eliminating ferro-resonance, points out the key factors in design of eliminating ferro-resonance.Key words: Ferro-resonance; Treatments to eliminate ferro-resonance;Resonance eliminator; Design0引言在电力系统中引起电网过电压的原因很多,其中谐振过电压出现频繁,其危害性较大。

过电压一旦发生,往往会造成电气设备的损坏甚至发生停电事故。

尤其是在非有效接地系统中,由于电磁式电压互感器(下面简称TV)为非线性的电感元件,它与线路(母线)的对地电容会形成谐振回路,并在系统接地、开关合闸等激发条件下出现铁磁谐振,使得TV受到过电压和过电流的冲击。

为防止铁磁谐振,常采取一些消谐措施。

由于铁磁谐振现象的复杂性,各种措施均有其局限性。

因此,有必要从系统发生谐振的原理出发,分析防止谐振的各种措施,明确其各自的适用范围和优缺点,减少在使用中的盲目性,对不同的情况采取有针对性的防谐振措施。

1铁磁谐振过电压产生机理正常时TV的励磁阻抗很大,网络对地阻抗呈容性,三相基本平衡,中性点O的位移电压很小,但在某些扰动下,如:①单相接地的发生和消失;②TV的投入;③系统运行方式的改变,或电气设备的投切;④系统负荷发生较大的波动;⑤电网频率发生波动;这些系统的干扰都会使TV中暂态励磁电流急剧增大,电感值下降,于是三相电感值有所不同,使O点出现零序电压。

设L0为TV三相并联的零值电抗,而当L0与3C0回路达到固定振荡频率ω0时,将会在系统中产生谐振现象。

随着系统对地的电容3C0的增大,依次发生高次(2、3次)、基波、1/2次分频谐振。

谐振一旦形成,谐振状态可能“自保持”,维持很长时间不衰减直到遇到新的干扰改变了谐振的条件才可能消除。

Peterson对铁磁谐振的研究得出了铁芯电感的经典伏安特性曲线(见图1(a))和相应的基波、分次谐波或高频谐波谐振过电压区域(见图1(b))。

对于典型的铁芯电感,当外施电压U/3Uϕ和X C0/X Le的相应座标处于Peterson 经典曲线(图1(b))包络线内时极易谐振,在包络线以外时就不会产生谐振[ 1 ]。

Peterson 经典曲线表明:(1)不同X C0/X L e值下, 产生不同的频率谐振区。

X C0/X Le= 0.01~0.07 时, 为分频谐振; XC0/X Le= 0.07~0.55 时,为基频谐振区; X C0/X Le = 0.45~2.8 时, 为高频谐振区。

(2)不同频率谐振区的最低临界电压不同,不同X C0/X Le值下临界动作电压值不同。

分频谐振区要求的外施电压最低, 高频谐振区最高。

在正常额定电压Uϕ下, 即U/3Uϕ=0.55 时已落在分频谐振区内, 系统稍有波动就可激发。

在实际运行条件下, 只要满足一定的参数范围, 工频谐振和分谐波现象最易发生。

图 1 励磁电感的伏安特性曲线和共振区域图2 (a) 为电磁式互感器的谐振回路图。

谐振发生时, 互感器的一相、二相或三相绕组相电压同时升高, 即各相对地的电压发生变动, 而电源电势E1、E2、E3由电网的正序电势所决定维持恒定不变, 因此对地电压的变动表现为电源的中性点“0”发生位移, 故这种过电压现象又称电网中性点的位移现象。

中性点的位移电压即为电网的对地零序电压, 它被反映至互感器的开口三角绕组上。

图2 (b) 为谐振回路的等效电路图。

3C0 中的正序电流不参与震荡过程, 互感器中的零序电流流过流3C0回路, 其零序压降与将3C0移接至电源的中性点是等效的。

高频谐振时,过电压可高达5 U ,但因其激发电压较高,实际中不易产生。

对于分频谐振,绝大多数是2分频, 因其频率等于工频的一半, 励磁电抗相应降低一半, 激磁电流急剧上升, 有时高达额定励磁电流的百倍以上。

TV的严重磁饱和,大电流的时间持续过长, 会使保护TV的熔丝熔断或者造成互感器本身绕组的烧毁事故。

图2 电磁式TV的谐振回路及其等效电路2 各种消谐措施分析2.1 TV中性点经消谐器或电阻电阻接地中性点串入电阻等价于每相对地接入电阻,能够起到消耗能量、阻尼和抑制谐波的作用。

其原理图见图3。

在线路单相接地时,由于中性点对地带有一定电位,能相应减少非故障相TV绕组的电压,降低TV的饱和程度,减少铁磁谐振几率,降低谐振的振幅。

但是电阻的接入使TV开口三角绕组输出电压降低,会影响接地指示装置的灵敏性。

一次消谐器的原理与串接电阻相似,由SiC非线性电阻片与线性电阻(6~7kΩ)串接,在低压时呈高阻值,使谐振在初始阶段不易发展起来。

在线路出现较长时间单相接地时,消谐器上将出现千余伏电压,电阻下降至稍大于6~7 kΩ,使其不至于影响接地指示装置的灵敏度,同时非线性电阻片的热容量相当大,可满足放电电流的要求。

图310 kV TV一次侧中性点经电阻R接地电气结线图采用这种消谐方式要考虑电阻和消谐器本身的热容量和绝缘水平。

如果电阻(消谐器)的热容量及绝缘水平选择不当会造成使引线烧断,电阻(消谐器)烧毁,沿面闪络等。

同时,由于TV的中性点本身不直接接地,最高可能承受数千伏的电压,对TV中性点的绝缘要求较高,不能使用半绝缘的TV。

TV的绝缘选择不当会造成一次中性点对地或对二次端子间的绝缘击穿。

此外,这种消谐方式对各相TV特性的一致性要求较高,如一致性不好正常情况下可能会产生零序电压,打出虚假的接地信号。

TV中性点串电阻或消谐器后,非故障相绕组的电压虽有降低,但幅度有限,TV仍有可能进入饱和区域,不能完全避免谐振。

2.2 TV开口三角绕组接电阻或二次消谐装置TV开口三角绕组接入电阻可消耗谐振零序回路的能量,等效于在线圈的一次侧串接电阻,其电气原理图见图4。

由于电阻接在开口三角绕组两端,会导致一次侧电流增大,也就要求TV的容量要相应增大。

从抑制谐波方面考虑,R值越小,效果越显著,但TV的过载现象越严重,在谐振或单相接地时间过长时甚至会导致保险丝熔断或TV烧毁。

二次消谐装置的原理与接入电阻类似。

装置一般接在开口三角绕组两端,正常运行和出现单相接地时开口三角绕组开路,不影响正常运行和打出接地信号。

在电网发生铁磁谐振时装置导通,将TV 开口三角短接,消耗谐振能量,当谐振消失后,恢复到阻断状态。

从这种消谐方式的原理可看出其不能防止谐振的发生,只是在谐振发生后消耗谐振的能量,使TV的工作点离开谐振区域。

图4 10 kV TV开口三角绕组接电阻的电气原理图2.3采用消弧线圈在系统的中性点上接入消弧线圈相当于在系统中与TV并联了一个电感线圈,而这个电感线圈的电抗值远远小于TV的电抗值,使并联后的电抗值更小于TV和消弧线圈的电抗值,可破坏谐振产生条件,在一定程度上消除谐振。

另一方面若无消弧线圈,单相接地发生间歇性电弧时系统对地电容的多次充放电可能造成TV烧毁、熔丝熔断;有了消弧线圈后,电容对小感抗放电,TV中电流很小,不会因过电流而损坏。

2.4 采用用励磁特性好的TV励磁特性有两个方面:一是励磁特性的量值,即对饱和点的要求。

二是励磁特性的一致性,即不同相互感器间的励磁电抗的差异。

对励磁特性的控制措施主要有两方面,一是改变互感器铁芯的分布,使其不易出现饱和。

二是出厂前对互感器按3台进行配组,提高其一致性。

励磁特性好的TV,在一般的电压水平线不会进入深度其饱和区,不易形成谐振的匹配参数。

分相式TV的励磁特性不如三相五柱式TV,因此较其更容易发生谐振。

理论上线性度3下不越好的TV越不容易产生谐振,但工艺上实现有一定的困难,一般要求TV在1.9Um/饱和。

此外,三相TV励磁特性的一致性不好,会使铁磁谐振的几率增大[ 2 ]。

一般要求三相TV励磁电流最大和最小值之比不超过130%。

在实际运行中,上述几种措施仍不能完全避免谐振的发生。

2.5采用电容式TV或电子式互感器电容式TV可避免TV本身与对地电容之间发生谐振。

但TV自身的分压电容和电感线圈之间也可能产生谐振。

此外,35kV以下无电容式互感器。

电子式互感器,由于无铁磁回路, 不存在铁芯饱和的可能,就从根本上杜绝了发生谐振的可能,但是相应的保护和测量装置都必须与其配套,一般在数字化变电站中采用。

2.6 采用抗谐振型TV或在TV中性点串单相TV采用抗谐振型TV和在TV中性点串单相TV的原理相同,电气原理见图5。

图5 抗谐振型TV的电气原理图在额定正常运行时, 主TV二次侧相电压为57.7 V , 线电压为100V。

电压指示、计量、保护与三TV 接线方式完全类同。

零序互感器二次侧只有1~2 V的不平衡电压。

当生电网发一相接地时, 主TV 中性点的电压将上升到相电压, 零序TV 的二次侧两端电压57.7V,接地指示有足够的灵敏度。

若中性点串入TV的励磁电抗X L0远大于X L1值,则效果更佳。

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