金山站 10 kV 系统的 Xco 为 56. 5 Ω , XLe 为 3 075. 2 Ω ,其 Xco / XLe 为 0. 008 ,可见已脱离谐振区 域 ,引起高压熔丝频繁熔断并非铁磁谐振 ,有关文 献[16] 提出这是一种超低频振荡现象 ,指出 TV 开口 三角形绕组并接的各种消谐器无法抑制 TV 高压熔 丝在单相接地消失后频繁熔断 ,并给出了 TV 高压 侧中性点串联电阻 、系统中性点装设消弧线圈的解 决办法 。自采用 TV 高压侧中性点串联电阻以来未 发生熔丝熔断现象 ,这对稳定电压质量 ,确保安全运 行帮助极大 ,满足了现场运行的需要 。
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陈 飞 1978 年 生 , 学 士 , 助 工 , 从 事 电 力 系 统 输 变 电 运 行 工 作 。电 话 : (0559) 2937223 ; E2mail : gyliu_k @163. com
田 园 1978 年生 ,学士 ,助工 ,从事电力系统高压绝缘工作 。电话 : (0817) 2274131 ; E2mail : teliner @sina. com
2001212 金山站投运时 10kV 系统采用了励磁 特性较好的 TV ,但运行证明该 TV 并不能有效抑 制铁磁谐振过电压 , TV 高压侧熔丝经常熔断 ,经分 析须采用其他有效措施消除铁磁谐振 。考虑到现场 中 TV 柜空间有限等因素 ,决定在 TV 开口三角绕 组处接消谐器以抑制铁磁谐振 。
3 理论分析
4 结束语
H. A . Peter so n 等通过模拟试验对铁磁谐振进 行了全面研究 ,得出谐振随着对地电容和 TV 起始 励磁电感的增大 ,依次发生高频 、基频和分频谐振 。 试验结果见图 1[2] 。由图可见 ,铁心电感的伏安特 性愈好越不易饱和 ,谐振区域越向右移即谐振所需 阻抗参数 Xco / XLe 越大 ( Xco 是线路零序容抗 , XLe 是 TV 额定线电压下的感抗) 。Peter so n 由试验得出 : 谐振区域与阻抗比 Xco / XLe 有直接关系 ,1/ 2 分频谐 振区域的 Xco / XLe 约为 0. 01～0. 08 ;基频谐振区域 的 Xco / XLe 约为 0. 08 ～0. 8 ; 高频谐振区域的 Xco / XLe 约为 0. 6～3. 0 。当改变电网零序电容时 Xco / XLe 随之改变 ,回路可能出现由一种谐振状态转变为 另一种谐振状态 。如果零序电容过大或过小就可脱 离谐振区域即不发生谐振 。
1 10kV 系统 TV 铁磁谐振过电压成因
电感元件带有铁心时可能出现磁饱和 ,其电感 会随着电流和磁通的变化而改变 ,在满足一定条件 下尤其系统扰动时产生铁磁谐振过电压 。因谐振回 路中的电感不是常数 ,回路无固定的自振频率 ,故基 波 、高次谐波和分次谐波都可能产生铁磁谐振 。
黄山供电公司 110 kV 金山无人值守变电站的 10 kV 系统三相绕组采用三角形接法 ,单母线接线 的 10 kV 母线上装有一组 电容 器 ( 未投运) 、1 台 SC9 - 50/ 10 型站用变压器 、3 只 J DZXF12 - 10 型 单相 TV 和 4 条馈线 (均由开关柜经电缆至 10 kV 开关室外架空线路) 。3 个单相 TV 的高压绕组为 星型接线 ,中性 点直接接地 , TV 高压侧均装设高 压熔断器 。因 10 kV 系统中性点不接地 ,铁磁谐振 只在零序回路内产生[13] 。当系统中出现某一相导 线突然对地发弧又自动熄弧 、电源对只带 TV 空母 线突然合闸造成其一相或两相绕组内产生巨大的涌 流等都会产生零序分量从而激发铁磁谐振过电压 。 因 4 条馈线均带负荷 ,沿途多经树木丛生的山路 ,在 雷雨大风天气易发生某相接地又自动熄弧的情况 。
3 TV 开口三角绕组串入电阻越小消谐效果越 好 ,若开口三角绕组短接就相当于系统中性点直接 接地 ,系统就不会发生铁磁谐振 。但电阻太小会在 单相金属接地时 ,在三角绕组上产生很大的环流 ,损 害 TV 绝缘甚至烧毁 TV ; 而且系统不对称时零序 电压有一定幅值 ,阻尼电阻将降低 TV 测量精度 ,使 开口三角绕组两端电压太低 ,影响继保正确运作 。 目前配网中使用的各种微机消谐器均应用上述原 理[14 ,15 ] ,开口三角绕组电压超过一定值时由单片机 控制可控硅或继电器 ,使开口三角绕组短时短接或 并接合适的电阻 ,以消除谐振又不影响继保 。
2002206 在金山站 10 kV 压变开口三角绕组接 WN X Ⅲ- 10/ B 型微电脑多功能消谐器 ,开始效果 较好 ,运行一段时间后多次出现单相或三相同时熔 断 。当时认为该消谐装置不能满足要求 。
2003203 将消谐器换为 H YR1 型 ,仍装在压变 开口三角绕组处 ,它能在检测到母线设定频率发生 谐振后消除谐振 ,并同时记录谐振参数 。但更换后 13 天内高压熔丝熔断 4 次 ,熔断频率较以前大幅提 高 。谐振发生时均为雷雨大风天气 ,因线路通道不 理想 ,容易出现线路单相接地又自动熄弧 ,同时激发 产生铁磁谐振过电压 。经分析 :该装置需设置消谐 频率 ,它能消除已设定频率的谐振 ,但发生在设定频
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2 限制 TV 铁磁谐振过电压的具体措施
现场防 10 kV 系统铁磁谐振过电压的措施有 :
①用励磁铁性好 、不易饱和的 TV ; ②三相 TV 开口 三角绕组两端接入电阻或微机消谐器 ; ③TV 高压 侧中性点串联电阻消谐 ; ④4 TV 接线方式抑制谐 振 ; ⑤系统中性点经消弧线圈接地 ; ⑥用一段电缆代 替架空线路以增大对地电容 。以上措施各有适用范 围 ,需依电网具体情况选用一种或几种才能奏效 。
点串联电阻的方法可有效解决这一问题 。
关键词 : 电磁式电压互感器 中心点不接地电网 铁磁谐振 超低频震荡
中图分类号 : TM132
文献标识码 : A
文章编号 : 100326520 (2005) 0920088202
0 引 言
10 kV 系统中由电磁式 TV 饱和引起铁磁谐振 过电压的情况时有发生 ,它持续时间长甚至能长时 间自保持 ,是导致 TV 高压熔丝熔断和 TV 烧损甚 至爆炸的重要原因 ,对电力系统的安全运行威胁极 大 。近年来随着城网改造的进行 ,大范围应用电缆 , 配电网线路对地电容显著增加 ,系统参数已远远超 出了谐振区域 ,很少发生铁磁谐振 。但系统中发生 单相接地或弧光接地故障时 ,仍发生 TV 高压熔丝 频繁熔断甚至 TV 烧毁现象[1～12 ] 。
10 kV 系统 TV 高压熔丝频繁熔断近年来严重 威胁电力系统安全运行 。通过金山站一系列预防故 障的工作实践证明 ,在 TV 高压侧中性点串联电阻 , 系统中性点装设消弧线圈可降低和消除 TV 高压熔 丝熔断现象 。
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陈 飞1 , 田 园2 (1. 黄山供电公司 ,黄山 245000 ;2. 南充电业局 ,南充 637000)
摘 要 : 针对变电站电磁式 TV 高压熔丝频繁熔断现象 ,基于以往的经验 ,分析得出该现象的原因已不是铁磁谐
振 ,而是超低频振荡的过电流 。故用 TV 开口三角绕组接入常规微电脑消谐装置无法消除 ,采用在 TV 高压侧中性
2003204 采用 WN X Ⅲ/ C 型微电脑消谐装置 , 它能消除电网中 1/ 3 和 1/ 2 次分频 、基频和 3 次高 频铁磁谐振 ,而且有重复消除谐振功能即谐振被消 除后 ,若再次被激发产生 ,装置能再次启动予以消 除 ,满足无人值守站的运行要求 。但投运几月后仍 偶尔有 TV 高压熔丝熔断现象 。可见 3 种消谐器无 本质区别 ,均未能从根本上解决问题 。
第 31 卷 第 9 期
·88 · 2005 年 9 月
高 电 压 技 术
High Voltage Engineering
Vol . 31 No . 9 Sep . 2005
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