10KV铁路电力系统谐振过电压产生原因及抑制措施讲解
电力系统谐振过电压分析 叶强

电力系统谐振过电压分析叶强摘要:过电压一旦产生,往往造成电气设备的损坏和大面积的停电事故。
多年来电力生产运行的记载和事故分析表明,中低压电网中过电压事故大多数都是由谐振现象所引起的。
由于谐振过电压作用时间较长,引起谐振现象的原因又很多,因此在选择保护措施方面造成很大的困难。
因此,本文对电力系统谐振过电压进行了分析。
关键词:谐振过电压;产生原因;分类一、产生谐振过电压的原因目前,我国配电网,大部分仍采用中性点不接地方式运行,其中有少部分采用老式的消弧(消谐)线圈接地。
从电网的运行实践证明,中性点不接地系统中一方面由于电压互感器铁心饱和引起的铁磁谐振过电压比较多,尽管采取不少限制谐振过电压的措施,如:消谐灯、消谐器、TV高压中性点增设电阻或单只TV 等,但始终没有从根本上得到解决,TV烧毁、熔丝熔断仍不断发生;另一方面由于中性点不接地运行方式的主要特点是单相接地后,允许维持一定时间,一般为2h不致引起用户断电,但随着中低压电网的扩大,出线回路数增多、线路增长,中低压电网对地电容电流易大幅度增加,单相接地时接地电弧不能自动熄火必然产生电弧过电压,一般为3~5倍相电压甚至更高,致使电网中绝缘薄弱的地方放电击穿,并会发展为相间短路造成设备损坏和停电事故。
而采用老式消弧线圈接地方式的系统由于结构的限制,只能运行在过补偿状态,不能处在全补偿状态,所以脱谐度整定得比较大,约在20%~30%,对弧光过电压无抑制效果。
并需要手动调节分接头,然而此时却不能随电网,对地电容电流的变化及时将电压调整到最佳的工作位置,影响功能发挥,也不适应电网无人值班变电所的需要。
二、电力系统谐振过电压的分类电力系统中一些电感、电容元件在系统进行操作或发生故障时可形成各种振荡回路,在一定的能源作用下,会产生串联谐振现象,导致系统某些元件出现严重的过电压,这一现象叫电力系统谐振过电压。
谐振过电压分为以下几种。
2.1线性谐振过电压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)和系统中的电容元件所组成。
电力系统中的谐振过电压

电路中的电感元件因带有铁芯,会产生饱和现象,这种含有非 线性电感元件的电路,在满足一定条件时,会发生铁磁谐振。 电力系统中发生铁磁谐振的机会是相当多的。国内外运行经验 表明,它是电力系统某些严重事故的直接原因。
TK1
8 9
TK 3
2 3
为消除电网谐振,要求G<1,即要求电抗器的零序电 抗大于正序电抗,实际系统就采用并联电抗器的中性 点串接小电抗的方法来满足G<1的要求。
若线路中不接并联电抗器,当发生单相不对称开断时, 在开断相上亦会产生感应电压。该感应电压是由非开 断相与开断相的相间电容和开断相的对地电容分压传 递而来的。
谐振的类型
电感元件是线性的;完全满足线性谐 振的机会极少,但是,即使在接近谐 振条件下,也会产生很高的过电压。
线性谐振条件是等值回路中的自振频 率等于或接近电源频率。其过电压幅 值只受回路中损耗(电阻)的限制。
谐振
线性谐振 参数谐振 铁磁谐振
电感参数在某种情况下发生周期性的 变化 ;参数谐振所需能量来源于改变
够自熄,这可避免单相电弧接地故障跳闸,这是中性点不
接地电网的优点。但当超过上述允许值时,接地电弧往往
不能自熄,并将产生间歇性电弧接地过电压。
在变压器中性点上接消弧线圈L。当系统中性点接有消弧 线圈时,单相接地时流过消弧线圈的电流为
IL
U xg L
流过故障点的电流 Ic
ICIjd IL
消弧线圈的补偿可由脱谐度Vc
电抗器的补偿度
TK
QL QC
XC1 XL1
[整理]铁磁谐振过电压
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电压互感器铁磁谐振过电压浅析摘要:高压系统中的铁磁谐振过电压是电力系统常见的过电压之一,是由于变电站倒闸操作或在运行时接地故障消除等原因引起的,其实质就是电磁式电压互感器励磁特性饱和,激发铁磁谐振。
发生铁磁谐振过电压,不但对大量电力设备和系统安全运行带来危害,还严重危及人身安全,必须予以足够重视和防范。
关键词:铁磁谐振过电压防范措施一、引言由于10kV设备多为高压三相设备,当单相接地时,为了保证三相电压还能继续保持平衡、对称的关系,系统能够持续运行,提高供电可靠性,因此10kV系统多采用不接地运行方式。
为了能正确识别单相接地故障,并对电网电压进行监测,这就需要10kV系统中的电压互感器中性点接地。
当母线空载或出线较少时,因合闸充电或在运行时接地故障消除等原因的激发,会使电压互感器过饱和,则可能产生铁磁谐振过电压,出现相对地电压不稳定、接地指示误动作、电压互感器高压保险丝熔断等异常现象,严重时会导致电压互感器烧毁,继而引发其它事故。
二、铁磁谐振过电压原理铁磁谐振仅发生在含有铁芯电感的电路中。
当电感元件带有铁芯时(如变压器、电压互感器等),一般都会出现饱和现象,这时电感不再是常数,而是随着电流或磁通的变化而变化,在满足一定条件时,就会产生铁磁谐振现象。
铁磁元件的饱和特性,使其电感值呈现非线性特性,所以铁磁谐振又称为非线性谐振。
为探讨铁磁谐振过电压最基本的特性,可利用图1的L-C串联谐振电路进行分析。
假设正常运行条件下,其初始感抗大于容抗(ωL > 1/ωC),电路不具备谐振的条件,而电感线圈中出现涌流时就有可能使铁芯饱和,感抗下降,使ωL = 1/ωC,满足串联谐振条件,产生谐振。
图1 串联铁磁谐振电路图2为铁芯电感和电容上的电压(U L、U C)(有效值)随电流变化的曲线。
U C为一直线;在铁芯为饱和时U L基本上是一直线,当电流增大,铁芯饱和后,电感值减小,U L不再是直线,因此两条伏安特性曲线必相交,这时产生铁磁谐振的前提。
论谐振过电压产生原因及防治

论谐振过电压产生原因及防治[摘要]谐振过电压在电力系统中屡见不鲜,但在实际运行中,很多人员对谐振过电压的了解很片面。
谐振过电压对电网造成危害极大.诸如造成电压互感器熔丝熔断、电压互感器烧毁、电网设备绝缘损毁,甚至造成相间短路、保护装置误动作等等,所以加深对其认识,并加强防治措施非常必要。
[关键词]谐振过电压产生原因分类中图分类号:tm 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2013)20-265-01在电力生产和电力运行的中低压电网中,故障的形式和操作方式是多种多样的,谐振性质也各不相同。
因此,应该了解各种不同类型谐振性质与特点,掌握其振荡的性质和特点,制订防振和消振的对策与措施。
l.产生谐振过电压的原因目前,我国配电网,大部分仍采用中性点不接地方式运行,其中有少部分采用老式的消弧(消谐线圈接地。
从电网的运行实践证明.中性点不接地系统中一方面由于电压互感器铁心饱和引起的铁磁谐振过电压比较多,尽管采取不少限制谐振过电压的措施,如:消谐灯、消谐器、tv高压中性点增设电阻或单只tv等,但始终没有从根本上得到解决.tv烧毁、熔丝熔断仍不断发生;另一方面由于中性点不接地运行方式的主要特点是单相接地后,允许维持一定时间,一般为2h不致于引起用户断电,但随着中低压电网的扩大,出线回路数增多、线路增长,中低压电网对地电容电流易大幅度增加,单相接地时接地电弧不能自动熄火必然产生电弧电电压,一般为3~5倍相电压甚至更高.致使电同中绝缘薄弱的地方放电击穿,并会发展为相问短路造成设备损坏和停电事故。
而采用老式消弧线圈接地方式的系统由于结构的限制,只能运行在过补偿状态,不能处在全补偿状态,所以脱谐度整定的比较大,约在20%~30%,对弧光过电压无抑制效果。
并需要手动调节分接头.然而此时却不能随电网,对地电容电流的变化及时将电压调整到最佳的工作位置,影响功能发挥,也不适应电网无人值班变电所的需要。
2.电力系统谐振过电压的分类电力系统中一些电感、电容元件在系统进行操作或发生故障时可形成各种振荡回路_在一定的能源作用下,会产生串联谐振现象,导致系统某些元件出现严重的过电压这一现象叫电力系统谐振过电压。
电力系统电压谐振处理措施分析

电力系统电压谐振处理措施分析摘要: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相对频繁,其危害性较大。
过电压发生,往往会造成电气设备的损坏、烧毁,甚至发生停电事故。
由于谐振过电压作用时间较长,而且不能用避雷器限制,因此在选择保护措施方面有较大的困难。
为避免这一现象的发生,确保供电的安全、可靠,本文结合实际提出相应的解决对策。
关键词:电压谐振、措施、处理分析引言:电力系统中过电压现象较为普遍。
引起电网过电压的原因主要有谐振过电压、操作过电压、雷电过电压以及系统运行方式突变,负荷剧烈波动引起系统过电压等。
其中,谐振过电压出现频繁,其危害很大。
过电压一旦发生,往往造成系统电气设备的损坏和大面积停电事故发生。
据多年来电力生产运行的记载和事故分析表明,中低压电网中过电压事故大多数是由于谐振现象引起的。
日常工作中发现,在雷电、刮风、阴雨等特殊天气时,变电站35kV及以下系统发生间歇性接地的频率较高,当接地使得系统参数满足谐振条件时便会发生谐振,同时产生谐振过电压。
谐振会给电力系统造成破坏性的后果:谐振使电网中的元件产生大量附加的谐波损耗,降低发电、输电及用电设备的效率,影响各种电气设备的正常工作;导致继电保护和自动装置误动作,并会使电气测量仪表计量不准确;会对邻近的通信系统产生干扰,产生噪声,降低通信质量,甚至使通信系统无法正常工作。
1 铁磁谐振对电力系统安全运行的影响当线路发生单相接地或断路器操作等干扰时,造成电压互感器电压升高,三相铁芯受到不同的激励而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。
由于线路电流持续增大,导致电压互感器铁芯逐渐磁饱和,当满足ωL=1/ωC时,即具备谐振条件,从而产生谐振过电压,其造成的主要影响如下:1.1 中性点不接地系统中,其运行方式的主要特点是单相接地后,允许维持一定的时间,一般为2h不致于引起用户断电。
但随着中低压电网的扩大,出线回路数增多、线路增长,电缆线路的逐渐增多,中低压电网对地电容电流亦大幅度增加,单相接地时接地电弧不能自动熄灭必然产生电弧过电压,一般为3—5倍相电压甚至更高,致使电网中绝缘薄弱的地方放电击穿,并且在过电压的作用下极易造成第二点接地发展为相间短路造成设备损坏和停电事故,严重威胁电网安全运行。
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。
电力系统谐振消除方法

电力系统谐振消除方法电力系统铁磁谐振一直影响着电气设备和电网的安全运行,特别是对中性点不直接接地系统,铁磁谐振所占的比例较大,因此对此类铁磁谐振问题研究得较多。
本文针对电力系统谐振消除方法进行探讨和分析,并提出一些意见,为相关工作者提供参考。
电力系统中过电压现象较为普遍。
引起电网过电压的原因主要有谐振过电压、操作过电压、雷电过电压以及系统运行方式突变,负荷剧烈波动引起系统过电压等。
其中,谐振过电压出现频繁,其危害很大。
过电压一旦发生,往往造成系统电气设备的损坏和大面积停电事故发生。
据多年来电力生产运行的记载和事故分析表明,中低压电网中过电压事故大多数是由于谐振现象引起的。
日常工作中发现,在刮风、阴雨等特殊天气时,变电站35kV及以下系统发生间歇性接地的频率较高,当接地使得系统参数满足谐振条件时便会发生谐振,同时产生谐振过电压。
谐振会给电力系统造成破坏性的后果:谐振使电网中的元件产生大量附加的谐波损耗,降低发电、输电及用电设备的效率,影响各种电气设备的正常工作;导致继电保护和自动装置误动作,并会使电气测量仪表计量不准确;会对邻近的通信系统产生干扰,产生噪声,降低通信质量,甚至使通信系统无法正常工作。
1.谐振及铁磁谐振谐振是一种稳态现象,因此,电力系统中的谐振过电压不仅会在操作或事故时的过渡过程中产生,而且还可能在过渡过程结束后较长时间内稳定存在,直到发生新的操作谐振条件受到破坏为止。
所以谐振过电压的持续时间要比操作过电压长得多,这种过电压一旦发生,往往会造成严重后果。
运行经验表明,谐振过电压可在各种电压等级的网络中产生,尤其在35kV及以下的电网中,由谐振造成的事故较多,已成为系统内普遍关注的问题。
因此,必须在设计时事先进行必要的计算和安排,或者采取一定附加措施(如装设阻尼电阻等),避免形成不利的谐振回路,在日常工作中合理操作防止谐振的产生,降低谐振过电压幅值和及时消除谐振。
在6~35kV系统操作或故障情况下,系统振荡回路中往往由于变压器、电压互感器、消弧线圈等铁芯电感的磁路饱和作用而激发起持续性的较高幅值的铁磁谐振过电压。
电力系统谐振原因及处理措施分析

一、概述铁磁谐振就是由铁心电感元件,如发电机、变压器、电压互感器、电抗器、消弧线圈等与与系统的电容元件,如输电线路、电容补偿器等形成共谐条件,激发持续的铁磁谐振,使系统产生谐振过电压。
电力系统的铁磁谐振可分二大类:一类就是在66kV及以下中性点绝缘的电网中,由于对地容抗与电磁式电压互感器励磁感抗的不利组合,在系统电压大扰动(如遭雷击、单相接地故障消失过程以及开关操作等)作用下而激发产生的铁磁谐振现象;另一类就是发生在220kV(或110kV)变电站空载母线上,当用220kV、110kV带断口均压电容的主开关或母联开关对带电磁式电压互感器的空母线充电过程中,或切除(含保护整组传动联跳)带有电磁式电压互感器的空母线时,操作暂态过程使连接在空母线上的电磁式电压互感器组中的一相、两相或三相激发产生的铁磁谐振现象,即串联谐振,简单地讲就就是由高压断路器电容与母线电压互感器的电感耦合产生谐振由于谐振波仅局限于变电站空载母线范围内,也称其为变电站空母线谐振。
二、铁磁谐振的现象1、铁磁谐振的形式及象征1)基波谐振:一相对地电压降低,另两相对地电压升高超过线电压;或两相电压降低、一相电压升高超过线电压、有接地信号发出2)分次谐波:三相对地电压同时升高、低频变动3)高次谐波:三相对地电压同时升高超过线电压2、串联谐振的现象:线电压升高、表计摆动,电压互感器开口三角形电压超过100V三、铁磁谐振产生的原因及其分析:1、铁磁谐振产生的原因:1)、有线路接地、断线、断路器非同期合闸等引起的系统冲击2)、切、合空母线或系统扰动激发谐振3)、系统在某种特殊运行方式下,参数匹配,达到了谐振条件2、串联谐振产生的原因:进行刀闸操作时,断路器隔离开关与母线相连,引发断路器端口电容与母线上互感器耦合满足谐振条件3、电力系统铁磁谐振产生的原因分析电力系统就是一个复杂的电力网络,在这个复杂的电力网络中,存在着很多电感及电容元件,尤其在不接地系统中,常常出现铁磁谐振现象,给设备的安全运行带来隐患,下面先从简单的铁磁谐振电路中对铁磁谐振原因进行分析。
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10KV 铁路电力系统谐振过电压产生原因及抑制措施摘要:铁路10KV 电力系统是中性点不接地系统,中性点直接接地的三相五柱电磁式电压互感器线圈电感和电网对地电容与构成谐振条件,在运行中容易产生铁磁谐振,引起内部过电压。
本文通过对10KV 中性点不接地运行方式下谐振过电压的分析,说明产生谐振过电压的条件、种类及特点,并针对各种抑制谐振过电压的措施进行探讨,得出可行性结论。
关键词:铁路;电力;过电压;抑制措施1 概述铁路10KV 电力系统均为中性点不接地系统(小电流接地),发生单相接地故障时,由于对线电压不产生影响,允许继续运行2个小时,提高了供电的可靠性和连续性,但是存在着易产生过电压的问题。
在10KV 配电所的每一段母线上均接有一台三相五柱电磁式电压互感器,其一次线圈中性点直接接地。
由于电网对地电容与压互的线圈电感构成谐振条件,在运行中容易产生铁磁谐振,引起内部过电压,这种过电压持续时间长,甚至能长时间自保持,对系统的安全运行威协极大,它是导致压互高压熔丝熔断和压互烧损、避雷器爆炸的主要原因,也是某些重大事故的诱发原因之一。
近五年以来,在我段管内共发生谐振过电压烧坏压互高压保险12次,烧毁10KV 压互1台,压互瓷瓶内部引出线烧断1次。
2 铁路10KV 电力系统谐振过电压产生的条件2.1 内部条件铁路10KV 电力系统是中性点不接地系统,为了监视系统的三相对地电压,10 kV配电所每段母线上均接有Y/Y/接线的三相五柱电磁式压互。
母线电压互感器的高压侧接成Y 型,其中性点是接地的,由于铁路10KV 电力系统中电缆较多,各相对地电容较高,电网对地电容与压互的电感相匹配构成谐振条件。
当发生谐振时,压互感抗显著下降,励磁电流急剧增大,可达到额定值的数十倍,造成压互烧毁或保险熔断。
2.2 外界激发条件激发产生谐振过电压的外部条件有以下几种:(1)线路发生单相接地或瞬间接地。
(2)向带有三相五柱电磁式压互的空母线充电(不带馈线负荷的情况下空送母线)。
(3)空载线路投切操作。
(4)电力线路有雷电感应。
(5)电网负荷轻,电压高发生传递过电压。
3 铁路10KV 电力系统过电压种类及特点3.1 过电压种类铁路10KV 电力系统过电压主要分为谐振过电压、雷电过电压和操作过电压,其中谐振过电压在正常运行操作中出现频繁,危害性较大;过电压一旦发生,往往造成电气设备损坏和大面积停电事故。
运行经验表明,铁路10KV 电力系统中过电压大多数都是由铁磁谐振所引起的。
在实际运行中,故障形式和操作方式是多种多样的,谐振性质也各不相同。
因此,为了制订防振和消振的对策与措施,应该了解各种不同类型谐振的性质与特点。
3.1.1 基波谐振通常发生在配电所全所停电作业完成后,向带有电磁式三相五柱压互的空母线送电充电时。
表现为三相电压一相降低,但不为零,另外两相电压升高超过线电压,我们也称作“虚幻接地”。
往往引起压互高压熔丝熔断、压互过热冒油甚至烧损。
这种现象一般在馈线送电后就可消失。
3.1.2 分频谐振分频谐振多由雷电感应引起,在线路较短,电磁式压互较多,正常时中性点不平衡电压较高的系统发生。
发生分频谐振时三相电压表的指示轮流升高,且不稳定,升高后数值约为线电压值。
容易造成压互温度升高,严重时甚至冒油。
3.1.3 高次谐波谐振在线路电容足够小,且负荷较轻,母线电压较高时发生。
此时三相电压表指示同时升高,数值基本相同,一般不超过线电压值,即在工频电压的谐波上叠加了高次谐波分量(主要是三次谐波)。
发生高次谐波谐振时压互温度升高,相应电压等级的设备绝缘较弱部位会出现放电现象。
3.2 谐振过电压的特点铁路10KV 电力系统发生单相接地时不影响线电压值,允许维持不超过2小时的运行时间,以减少用户断电。
大多数单相接地故障因接地点接触不良高阻接地,在接地点出现瞬燃瞬熄的电弧放电,从而造成电压突变,极易引发电能、磁能振荡。
单相接地时接地电弧不能自动熄灭,必然产生弧光过电压,一般为3~5倍相电压甚至更高,致使系统中绝缘薄弱的地方击穿放电,并发展为相间短路造成开关跳闸和设备损坏事故。
对于电缆出线的供电回路,由于电容电流大,单相接地后电弧不能自行熄灭,产生的弧光过电压往往导致相间短路使电缆、中间(终端)头及避雷器击穿。
线路发生单相接地时,系统突变两相电压瞬时升高,线路对地电容与中性点接地的压互绕组形成并联振荡回路,电压互感器三相铁芯会高度饱和,各相感抗发生变化,电感值不相同,中性点位移,产生零序电压。
由于线路电流持续增大,导致电压互感器铁芯饱和,其电感迅速减小,当电感降到满足ωL =1/ωC 时,具备了谐振条件,就会产生并联谐振过电压。
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。
如果电流超过了电压互感器额定电流,熔丝却没有及时熔断,压互就会长时间处于过电流状态而烧损。
铁路电力系统由于供电线路长,自闭、贯通线路供电臂一般达到40KM 左右,变压器较多,常因电缆及避雷器故障形成单相接地,引起系统谐振,产生间歇性过电压,致使非接地的两相电压升高到线电压,由于不能及时切除故障线路,电缆、避雷器长时间运行在非正常电压下。
避雷器流过数倍于正常的泄漏电流,迅速劣化,而电缆的非接地相对地(屏蔽及钢铠)耐压由6KV 提升到10KV ,最终导致避雷器爆炸或电缆击穿。
4 抑制过电压措施铁磁谐振过电压在铁路10KV 电力系统中频繁发生。
这种过电压持续时间长,因而对系统的安全运行威胁极大,它是导致高压熔丝熔断和电磁式电压互感器烧损爆炸的重要原因。
铁路10KV 系统一般都是作为沿线各站及区间的信号主备电源,大部分是一级负荷,因此也是重大事故的诱发原因之一。
下面就常用的消除谐振过电压的措施分别进行讨论。
4.1 自动调谐接地补偿装置采用自动调谐原理的接地补偿装置,能够较好地解决谐振过电压的问题。
4.1.1 装置组成目前自动调谐接地补偿装置组成如图1所示,主要由接地变压器、电动式消弧线圈、微机控制部分、阻尼电阻部分、中性点专用互感器和非线性电阻五大部分组成。
图1 自动调谐接地补偿装置4.1.2 作用接地变是作为人工中性点接入消弧线圈,并能够当作所用变使用。
消弧线圈电流通过有载开关调节并实现远方自动控制。
采用予调节方式,即在正常运行方式情况下,根据电网参数的变化而随时调节消弧线圈的分接头到最佳位置。
自动跟踪和自动调谐利用微机控制器实现。
通过测量位移电压和中性点电流与电压之间的相位,能自动计算、判断、发出指令进行调整,显示有关参数。
并且能追忆、报警、自动打印和信号远送,满足无人值班变电所的需要。
自动调谐接地补偿装置能够实现全补偿运行或很小的脱谐度,主要是由于在消弧线圈的一次回路中串入了大功率的阻尼电阻,增大阻尼率,降低中性点谐振过电压的幅值使之达到相电压的5%~10%。
当系统的电容电流与消弧线圈工作电流相等时,即在谐振时中性点电压限制在允许值以下,这样就可实现全补偿,这是残流为最小的最佳工作方式,接地时残流很小,不会引起弧光过电压。
4.2 可控硅多功能消谐装置可控硅多功能消谐装置,也是仰制铁磁谐振过电压,保护高压熔丝和电压互感器免遭损坏的理想的自动保护装置。
4.2.1 用途消谐器是一种特别配置的非线性复合电阻,串接在压互一次侧中性点回路,它的接入相当于在压互一次侧每相对地都接入电阻,能够起到抑制压互过电压、过电流、阻尼和抑制谐波的作用。
可控硅多功能消谐装置是单一功能消谐装置的升级换代产品。
能消除电网中常见的多种频率铁磁谐振。
可有效地防止电压互感器的烧损,确保电网的安全运行。
4.2.2 结构与原理多功能消谐装置主要由变压器、单(双)向可控硅、选频电路、触发电路、计数显示电路等部分组成。
4.2.3 主要功能特点集多种功能于一体,电路简单,工作可靠,系统正常时,开口三角电压Uo≈0,装置处于备用状态,因此装置功耗可忽略,使用寿命长久。
消谐频率范围宽,对电网中常见的17HZ 和25HZ 等各种频率的铁磁谐振均能有效消除。
抗干扰力强,当电网中发生单项接地等异常现象时,装置可靠不动。
4.3 中性点接消弧线圈对由电压互感器铁心饱和引起的铁磁谐振过电压的限制,目前虽然有多种方式,但效果大多不够理想,这是由于铁磁谐振过电压本身是一个非线性过程,现象比较复杂。
我们知道分频谐振有1/2、1/3、1/6及1/8等,高频谐振有2、3次,还有工频谐振,有时几种谐振同时发生,一些消谐措施不能有效的限制。
在系统上有多台电磁式压互时,必须要使系统参数发生较大的变化才能将谐振过电压抑制住。
如果在系统的中性点上接入消弧线圈破坏它的谐振条件,能够有效地抑制谐振过电压的发生。
其原理也很简单,如图2所示。
压互的励磁感抗比较大(千欧至兆欧级,而消弧线圈的感抗(百欧级比较小,这样谐振条件ωL=1/ωC 很难满足,谐振就不会发生。
另一方面无消弧线圈时单相接地发生间歇性电弧时电容上多次充放电造成压互烧毁、熔丝熔断;有了消弧线圈后,电容对小感抗放电,压互中电流就很小,不会烧毁了。
所以在中性点接入消弧线圈,对于由电压互感器铁心饱和引起的铁磁谐振过电压具有很好的限制作用。
4.4 压互中性点经消谐器接地安装消谐器后,系统感容等效电路可用图2表示。
图2 安装消谐器后压互回路示意图压互中性点接入消谐器后,可以限制系统在一相接地或弧光接地时流过压互另两相的高压绕组的过电流。
如图2接线示意图中,当系统C 相(或A 、B 相)发生单相接地时,C 相对地电压:U CX =0,在此情况下,若没装消谐器,则:U AX =UBX =UAC =UBC = Uφ此时流过A 、B 两相高压绕组的电流为:…………………式(1)式中:X LE --压互的单相感抗即I 为正常值的√3倍。
因此,即使系统不发生过电压,单相接地时也可能烧坏另两相的高压绕组。
若系统因单相接地而引起过电压,则此电流会更大。
当压互高压侧中性点上安装消谐器后,在C 相单相接地时,流过A 、B 两高压绕组的电流为:…式(2)只要当6R 2- RXLE >0,即:时,式(2)中电流值就小于式(1中的电流值,即通过A 、B 两相高压绕组的电压受到消谐器R 的限制。
而实际上消谐电阻的阻值与感抗之比(R/XLE )远大于0.28。
因此消谐器的接入,削弱了单相接地时流过非故障相互感器高压绕组的电流,可有效地防止压互过电压和过电流。
4.5 压互开口三角绕组接电阻由于电阻接在开口三角绕组两端,必然会导致一次侧电流增大,也就是说压互的容量要相应增大。
从抑制谐波方面考虑,R 值越小,效果越显著,但压互的过载现象越严重,在谐振或单相接地时间过长时甚至会导致保险丝熔断或压互烧毁。
一般来说接入10 kV 压互开口三角绕组的电阻取16.5~33Ω。
4.6 其他抑制谐振过电压的措施4.6.1 选用励磁特性好,不易饱和的电压互感器。