2014年05月21日

微机消谐装置抑制铁磁谐振过电压的分析

  中,由于雷击或其它原因,线路瞬间单相接地,使健全相电压突然升至线电压,而故障相在接地消失时又可能有电压的突然上升,在这些暂态中也会有很大涌流;传递着过电压,如线路发生单相接地,低压侧就有传递过电压,使电压互感器铁芯饱和,由于电压互感器三相电感饱和程度不同,会出现互感器的一相或两相电压升高,也可能三相电压同时升高,严重时就会引起谐振, 造成PT 过电流、过热冒油、爆炸、母线短路、PT 保险熔断等事故,严重影响电网的安全运行。本文就此现象,对电磁式PT 引起的铁磁谐振过电压数值特征及谐振判据进行了分析,从而选用一种或综合应用几种合理措施进行阻抑。

  在中性点不接地系统中,由于接地保护的需要,和监视三相对地电压,发电厂、变电站母线上常接有Y 接线的电磁式电压互感器,于是,电网参数除了电力设备和导线的对地电容C 之外,还有电压互感器的励磁电感L ,正常运行时,电压互感器的励磁阻抗是很大的,电网对地阻抗是容性,三相基本平衡,电网中性点的位移电压很小,但电力系统出现某些扰动,造成电压互感器三相电感饱和程度不同时,就可能激发引起谐振过电压。

  电压互感器与电网线路对地电容并联形成谐振回路,电磁式电压互感器的电感是非线性的,这种谐振回路为非线性谐振回路,或称铁磁谐振回路,如图1。

  通常,在正常运行时,电压互感器的感抗XL远大于电网对地电容的容抗XC,即XL与XC不会形成谐振,但由于某些原因,例如单相接地故障、线路合闸、雷电冲击等,使电压互感器的电感量发生变化,如果XL与XC匹配合适则将产生谐振。如图1所示,正常运行时互感器中性点N和电源中性点N对地同电位,中性点不发生位移,当发生谐振时,互感器一相、两相或三相绕组电压升高,各相对地电位发生变动,但因电源电势由发电机的正序电势所固定,EA、EB、EC保持不变,在电网这一部分对地电压的变动则表现为电源中性点发生位移,而出现零序电压。