防止中性点不接地系统铁磁谐振的措施

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1、防止中性点不接地系统铁磁谐振的措施　　摘　要：在分析中性点不接地系统铁磁谐振的机理和特点的基础上，对常用的消谐措施进行了讨论，指出其局限性、适用范围及使用中应注意的问题。关键词：中性点不接地系统；电压互感器；铁磁谐振　　　　　变电站中性点不接地系统中，电压互感器常因铁磁谐振而烧毁或熔断熔丝。人们对此做了大量的分析研究，采取了不少措施防止谐振发生，然而由于系统结构的复杂性和运行方式的灵活，造成运行参数具有随机性。同时也因现存的各种消谐措施的局限性，使得只能在某些情况下消除谐振。电压互感器饱和引起的铁磁谐振仍然

2、是威胁电力系统安全运行的重要原因。因此，有必要在分析中性点不接地系统铁磁谐振机理的基础上探讨消谐措施，以便在实际工作中有针对性地预防、消除中性点不接地系统铁磁谐振。　　1　中性点不接地系统铁磁谐振的机理及特点　　1．1　铁磁谐振的产生　　中性点不接地系统中TV接入系统的接线图如图1所示　　当出现激发条件时，TV中暂态励磁电流急剧所不同，网络中性点出现零序电压，三相TV中产生零序电流，经电源形成回路，简化等值电路如图2所示。　　当Ln与3C0在某频率下参数值匹配时，得以流通，从而在3C0上建立与各相电源电压叠

3、加，产生过电压，维持TV饱和，从而形成持续一段时间的铁磁谐振。　　1．2　铁磁谐振的特点　　根据Peterson的研究［1］，当TV饱和时，励磁电抗Xm与系统正序容抗无关，只和系统对地的零序容抗X0有关，且当X0／Xm＜0．01时，不发生谐振；随着的增大，依次发生1／2分频、基频、三倍频谐振，相应地，发生谐振所需的外加电压也逐渐增大。由于运行中的一般都是额定相电压，因此1／2分频时较多发生基波谐振，高次谐波的谐振较少。分频谐振的频率并非严格等于1／2次，分频谐振时，铁心高度饱和，励磁电流剧增数十甚至一百倍，

4、导致TV烧毁或保护用熔断器熔断。　　2　消除铁磁谐振的措施　　消谐应从两方面着手，即改变电感电容参数和消耗谐振能量。人们据此制订了多种消谐措施。　　2．1　TV开口三角两端接电阻器R△　　R△相当于接到电源变压器的中性点上，故其电阻R△越小，越能抑制谐振的发生。若R△＝0，即将开口三角两端短接，相当于电网中性点直接接地，谐振就不会发生。消除分频谐振时R△要最小。使用该措施时应注意：　　a）系统中每台TV开口三角均接电阻器时措施方有效。　　b）经验表明，对于6～10kV电网，当TV饱　　和特性较好时此措施比较

5、有效。　　c）经验表明，装设于互感器开口三角绕组的阻尼电阻一般对35kV和66kV系统效果较好，可固定投入，也可用零序电压继电器将电阻器短时投入，1min后自动切除［2］。　　d）R△采用白炽灯泡时，由于谐振经常在单相接地消失后产生，白炽灯泡因发热而使其电阻显著增大，所以此时不起消谐作用。　　e）当电压等级越高或TV饱和特性越差时，要求的R△越小。因而发生持续稳定的单相接地故障时，R△的额定功率不易满足要求。　　f）当系统电容三相不对称，或TV一次非全相熔断器烧断时，在对称状态下可以抑制的谐振，在不对称时仍

6、有可能谐振，此时需减小R△才能抑制谐振。这是因为：电容不对称时，除了网络会有较大的不对称电压外，由于电容的减小导致容抗增大而易进入谐振区；TV一次非全相熔断器烧断时，它的并联电感有所减少，但由于二次侧电压降低，R△反应到一次侧的电阻增大得较快，从而降低了电阻器的阻尼效果。　　g）由于R△是接在开口三角两端，因此这一负载必定同时加在三角绕组和一次绕组上，这就要求TV要有足够的容量，尤其是在间歇性弧光接地时，由于R△的接入，将使流过一次绕组的电流显著增大，增加了TV烧损的可能性。　　h）为了使TV不因电压升高而

7、进入饱和状态，应根据TV的容量选择电阻的额定功率。　　i）现在许多二次侧消谐装置实质是对在开口三角两端接入电阻器的改进，其原理多是首先鉴别高频、基频、分频谐振，然后用电子电路实现不同的消谐措施以达到消谐目的。然而，在实际应用中，由于原理及装置的可靠性欠佳，这些装置的运行情况并不理想。二次侧电子消谐装置仍有待从理论、制造上加以完善。　　2．2　TV一次侧中性点经电阻器R0接地　　该措施除了能限制TV中的电流，特别是限制断续弧光接地时流过TV的高幅值电流外，亦能减少每相TV上的电压。使用该方法时应注意：　　a）

8、电阻器R0的电阻R0不能太小，也不能太大，否则单相接地时，开口三角电压太低，影响接地指示灵敏度及保护装置的正确动作。根据文献［2］推荐，R0＞0．06Xm。　　b）若网络中必须有多台高压侧中性点接地的TV同时运行，则必须每台TV均在中性点安装消谐电阻器方有效。　　c）电阻器的额定功率须较大，一般采用额定功率相当大的非线性电阻器与线性电阻器串联。非线性电阻器在低电压下电阻较大，还能阻止谐振发展。　　d）该措施与TV