供电系统铁磁谐振的产生条件及消除防范措施
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电力系统中常用的一种电器设备,用于测量电力系统中的电压值。
在电力系统中,由于各种原因造成的过电压是一个常见问题,而电压互感器的铁磁谐振过电压是其中的一个重要方面。
本文将从铁磁谐振过电压的原理和特点入手,对其防范措施进行浅析。
我们来了解一下电压互感器的工作原理。
电压互感器是通过感应电磁感应原理,将高压一侧的电压信号转换为低压一侧的电压信号,并且保持信号的频率和相位不变。
电压互感器通常由铁芯和绕组组成,通过磁场的感应来完成电压的转换。
在正常情况下,电压互感器可以正常工作,为电力系统提供准确的电压测量信号。
铁磁谐振过电压是电压互感器常见的故障之一。
铁磁谐振过电压指的是在电力系统中,由于电容感抗对谐波电压的共振效应,导致电压互感器铁芯和绕组之间的谐振现象。
当电力系统中的谐波电压频率与电压互感器的铁芯和绕组的谐振频率相匹配时,就会引起铁磁谐振过电压。
铁磁谐振过电压会导致电压互感器的绕组产生过电压,严重时甚至会损坏电压互感器,影响系统正常运行。
为了防范电压互感器铁磁谐振过电压,我们可以采取一些措施。
对于电力系统中的谐波电压,我们可以采取滤波措施,通过安装滤波器等设备,将谐波电压的影响降到最低,减小铁磁谐振过电压的可能性。
可以采用电压互感器的阻尼措施,通过在电压互感器的绕组中加入阻尼电阻或者串联电感等元件,来抑制铁磁谐振现象,减小谐振过电压的发生。
还可以加强对电压互感器的维护和检测工作,定期检查电压互感器的性能和状态,确保其正常工作。
除了以上的几种措施外,还可以在电力系统设计和运行中加强对谐振过电压的预防和识别。
在电力系统设计中,可以合理规划电压互感器的位置和布置,避免谐振效应的发生。
在系统运行中,可以利用先进的电力系统监测设备和故障诊断技术,及时发现并处理电压互感器铁磁谐振过电压的问题,确保系统的安全稳定运行。
电压互感器铁磁谐振过电压是电力系统中常见的一种故障现象,会对系统正常运行产生不利影响。
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。
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。
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。
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。
铁磁谐振

铁磁谐振定义:定义:设备的电容与邻接设备磁饱和电感之间的振荡。
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。
铁磁谐振系统的中性点不接地系统,当系统遭到一定程度的冲击扰动,从而激发起铁磁共振现象。
由于对地电容和互感器的参数不同,可能产生三种频率的共振:基波共振、高次谐波共振和分频谐波共振。
各种共振的表现形式如下:基波共振。
系统二相对地电压升高,一相对地电压降低。
中性点对地电压(可由互感器辅助绕组测得电压)略高于相电压,类似单相接地,或者是二相对地电压降低,一相对地电压升高,中性点有电压,以前者为常见。
分频谐波共振,三相电压同时升高,中性点有电压,这时电压互感器一次电流可达正常额定电流的30~50倍以致更高。
中性点电压频率大多数低于1/2工频。
高次谐波共振,三相电压同时升高,中性点有较高电压,频率主要是三次谐波。
在正常运行条件下,励磁电感L1=L2=L3=L0,故各相对地导纳Y1=Y2=Y3=Y0,三相对地负荷是平衡的,电网的中性点处于零电位,即不发生位移现象。
但是,当电网发生冲击扰动时,如开关突然合闸,或线路中发生瞬间弧光接地现象等,都可能使一相或两相对地电压瞬间升高。
如果由于扰动导致A相对地电压瞬间升高,这使得A相互感器的励磁电流突然增大而发生饱和,其等值励磁电感L1相应减小,以致Y1≠Y0,这样,三相对地负荷变成不平衡了,中性点就发生位移电压。
如果有关参数配合得当,对地三相回路中的自振频率接近于电源频率,这就产生了严重的串联谐振现象,中性点的位移电压(零序电压)急剧上升。
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。
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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/(1000CLf可以得出,电压互感器的感抗LX和系统对地电容的容抗cnX两者的比LcnXX/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。
1.2铁磁谐振过电压产生的机理
电磁式电压互感器高压侧具有很高的励磁阻抗,而低压侧负荷很小,基本接近空载,在一些接地故障消失后,或是一些倒闸操作中(中性点不解地系统的非同期合闸),设备的杂散电容或导线的对地电容会和非线性电感组成单相或三相谐振电路,从而导致系统产生含各种谐波的铁磁谐振过电压。不管是何种频率的谐振,其过电压产生的原因都在于中性点出现了位移过电压。中性点不接地系统中,母线上经常会有接线方式是高压侧为星形连接、中性点接地的电磁式电压互感器,其等值电路图如图1-1所示。 上图中,CBAEEE,,为对称的三相电势0C为母线和各相导线的对地电容,321,,LLL为PT的的三相非线性电感,R为阻尼电阻。设三相电容和电感并联后的导纳值分别为321,,YYY。正常情况下,电感的阻抗值大于电容,所以二者并联后相当于一个等值电容。又稳态运行时三相参数对称,故并联后的导纳也相等,即CjYYY321,此时系统不会产生谐振。
AEBECE
0C1L
3L2L0C0C 图1三相等值电路图 由于系统中性点不接地,接线的电磁式电压互感器的高压绕组,就成为系统三相对地的唯一金属通道。正常运行时,PT的励磁阻抗很大,每相对地阻抗呈容性,三相基本平衡,系统中性点O的位移电压很小。当系统发生单相接地时,故障点会流过电容电流,非故障相的相电压升高至线电压,其对地电容上会充以与线电压相对应的电荷。在接地故障期间,此电荷产生的电容电流以接地点为通路,在电源-导线-大地间流通。由于PT的励磁阻抗很大,其中流过的电流很小,一旦接地故障消失,电流通路就会被断开。而非故障相在接地期间己经充电至与线电压对应的电荷,这些电荷中有一部分通过PT高压绕组,经其中性点进入大地。在这一瞬变过程中,母线侧PT高压绕组中将会流过比其额定励磁电流高数百倍的低频饱和电流,导致PT铁芯严重饱和。从而使PT励磁阻抗急剧下降,与线路对地电容参数匹配,形成谐振回路,激发起铁磁谐振过电压。 根据图1等值电路,由电路第一定律得中性点电压:
321321YYYYEYEYEUCBAo
(1)
文献[1]详细分析了一相(两相)轻度和严重饱和情况下的中性点位移电压情况。当暂态过程使得A相电压升高BC、相降低时,过高的A相电压使得1L线圈饱和而电感值降低而2L,3L不变,设2301==LLLL,三相不再平衡,中性点电压出现位移,此时0U为式(2)。要使变化的电压稳定必须满足0U与AE同相位,且0ACBIII,相量图如图2(a),中性点'O点移动到三角形外。
100
010
11123()ALLUECLL
(2) AOCBBU
AU0UAICI'O
CUBI
AOCB
CUB
U
AU
0U
BIAICI'O
(a) A相电压升高 (b) B、C相电压升高 图 2 不同条件下的电压、电流相量图 当扰动使得BC、两相电压升高而A相电压减低时,23LL,饱和而1L不变,此时的中性点电压由式(3)所示,此时A相导纳为容性,BC、相为感性,其相量图如图2(b)。
200
010
11123()ALLUECLL
(3)
常见的使电压互感器产生严重饱和的情况有:电源突然合闹到母线上,使接在母线上的PT某一相或两相绕组出现较大的励磁涌流,导致PT饱和;由于雷击或其他原因使线路发生瞬间单相电弧接地,使系统产生直流分量,而故障相接地消失时,该直流分量通过PT绕组释放能量,引起PT饱和;传递过电压,如高压绕组侧发生单相接地或不同期合闹,低压侧的过电压传递至高压侧使PT饱和。其中,单相接地故障消失引起PT饱和是最常见的铁磁谐振激发方式[2]。 1.3铁磁谐振的危害
铁磁谐振的危害: (1)谐振能量会导致持续过电压(包括相间过电压或相对地过电压),过电压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,严重烕胁电网安全运行。 (2)谐振的热效应或绝缘崩淸引起电气设备损坏:变压器或感抗长期的连续噪音;空载状况下,变压器过热;PT高压侧焰丝溶断甚至PT本身会被烧毁。 (3)谐振发生后电路由原来的感性状态转变为容性状态,电流基波相位发生180°反转,发生相位反倾现象,可导致逆序分量胜于正序分量,从而使小容量的异步电动机发生反转现象。 (4)中性点电压偏移导致母线电压指示不正常或出现接地信号(PT开口三角电压达到或超过100V),保护装置误动作,会造成值班人员的误判; (5)事故初期时事故表象不明显,分辨困难; (6)事故的破坏性强,对安全威胁大。 1.4消除铁磁谐振的措施
鉴于铁磁谐振的频繁性和危害性,多年来,专家和学者在研究其基本原理检测方法同时,一直也在致力于防止和消除铁磁谐振的措施的研究。根据铁磁谐振的现象特征和发生的机理,主要在以下三方面进行采取措施: (1)改变电感、电容参数,使其不满足谐振条件。例如:增大电容,回路需要更强烈的过渡过程才能激发谐振的发生。补偿电网的消弧线圈再投入,破坏谐振条件,谐振立即消失。 (2)消耗谐振能量,增大阻尼,抑制谐振发生。在系统中串联合适的电阻,消耗谐振能量。但是电阻的接入必须满足一定条件:不影响原系统的正常运行;阻尼有效,具有足够的热容量和较长的寿命;不会引起绕组过热;设备正常运行时,绝缘上不会出现危险的过电压。 (3)设计时改变系统的接地方式或运行中临时进行倒闸操作破坏铁磁谐振发生条件。 在实际中常应用到的措施主要有以下几个: (1)一次消谐阻尼器:在PT的一次侧中性点与地之间串联一个非线性电阻, 正常运 行下,电阻阻值高达几百千欧,较高的阻尼作用,在最初状态不易发生铁磁谐振。发生谐振后,该电阻减小,在很短的时间内消除铁磁谐振。 微机消谐装置:安装在电压互感器的开口三角处,也叫二次消谐。系统正常运行或其他故障时,装置不动作。当铁磁谐振发生时,并联在开口三角的两个晶闸管导通,用以阻尼和限制铁磁谐振。装置启动后,晶闸管全部导通,并呈低阻态,消除铁磁谐振。 (2)4TV消谐法[3]:在电压互感器一次侧的中性点串联一个单相电压器,也就是加装零序电压互感器,与其他三相电压互感器构成4TV,其接线方式如图3所示。图中,P1为一次线圈,P2为二次辅助线圈,P3为二次线圈,P4和P5为零序互感器的一、二次线圈,YJ为接地继电器。该方法相当于在中性点处接入一个高阻抗,能够很有效的抑制电压互感器的铁心饱和引起的谐振。 YJAB
C
P1P2P3
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图3 4TV消谐法 (3)改善PT的励磁特性:从根本上解决铁磁谐振的发生问题。选用较好励磁特性的电压互感器,使铁心很难进入饱和区,从而不满足铁磁谐振条件。 (4)改变系统中性点接地方式:系统采用中性点采用经消弧线圈接地或是经小电阻接地方式。中性点处串联消弧线圈相当于在PT的每一相励磁电感处并联一个很小的电感,参数不能匹配,不会发生铁磁谐振。中性点经小电阻接地方式中,串联的电阻值越大对铁磁谐振阻尼作用越明显。当电阻趋于无穷大时,相当于中性点绝缘,则不可能发生铁磁谐振。 当然,还有其他一些的应用措施,有的变电站还会采用各种方法相结合的抑制措施[4]。各种不同方法有各自的优缺点,而且也有一定的适用条件。根据系统的不同结构电压等级的不同,采用合适的抑制措施。
参考文献 [1] 齐郑,董迪,杨以涵,中性点不接地系统铁磁谐振与单相接地辨识技术, 电力系统自 动化,2010,34(1):55~58 [2] 张博,鲁铁成,杜晓磊,中性点接地系统铁磁谐振非线性动力学分析,高电压技术,2007, 33(1):31~34 [3] 王亮,施围,沙玉洲,采用4TV法的配电网中铁磁谐振的研究,高电压技术,2005,1 (10):18~20 [4] 张博,鲁铁成,杜晓磊,电力系统基频铁磁谐振谐波平衡分析,高电压技术,2006,32 (1):94~96