电容式电压互感器铁磁谐振及抑制

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第21卷湖南电力2001年第2期÷综述÷电容式电压互感器铁磁谐振及抑制黄放辉湖南省电力试验研究所(湖南长沙410007)摘要介绍CVT自身谐振典型事例。对CVT中几种阻尼装置进行了比较。特别对新型速饱和阻尼器存在的问题提出了对策,建议将铁磁谐振列为出厂试验关键词谐振产生原因对策0前言电容式电压互感器(简称CVT)是一种十分重要的高压输变电设备,主要用做电压测量和继电保护的信号取样装置,其电容分压器与阻波器结合且能兼作载波通讯的滤波装置。它具有绝缘性能好,价(Ⅱ)cv'I~椅原理图格便宜等优点。还

2、能避免因电磁式电压互感器与开关并联电容所产生的谐振过电压因此,CVT日渐被电网所接受,在我省2Z0kV及以上变电站的415台电压互感器中CVT占206台。但是目前我国生产CVT厂家逐渐增多,有些制造厂对某些技术并投有完全掌握,生产出厂的(b)Cv'I~茕等值电路囤cVT在运行中暴露出不少的问题。最常见的问题是C—c1+&发生自身谐振。1999年9月29日,我省毛家塘变电站就发生了一起严重的CVT自身谐振事故,这次恒垦:]二}事故导致cvT损坏并退出运行。(c)cv1单联谐振婷值电路图1国内采用的几种阻尼装置的工作机理注:c-c为电窖分压器}r

3、为中间变压器4z为阻尼器图l电容式电压互感器厦其等值电路图11CVT的自身谐振机理cvT本身的等值电路中就含有电容和非线性出现某一分数次谐波振荡,最常见的是1/3次谐波电感。具有发生串联谐振条件。振荡,假如回路中不存在阻尼,或阻尼参数不当。由在图l中,当发生一次侧突然合闸或二次侧短于电源不断地供给能量,分数次铁磁谐振就会持续路、又突然消除等冲击时,过渡过程中产生的过电下去,谐振过电压的幅值可能达到额定电压的2~3压会使中间变压器的铁心出现饱和,励磁电感工呈倍。这个非真实的电压信号传到二次测量仪表和继_。。一非线性下降,回路的固有频率fo=1/

4、(2√Lc)电保护装置,将导致误指示或误动作,此外持续的过电压作用,将危害互感器的绝缘。因此cvT在制上升(L为中间变压器励磁电感,c为等值电容)造时,必须设置阻尼装置,以抑制铁磁谐振,否则可达到额定频率的1/Z,1/3,1/5⋯⋯;此时,可能·51·维普资讯http://www.cqvip.com2001年第2期湖南电力第2l卷不能投入运行,这是电力部反事故措施一再强调的。且由于回路参数不同,能量释放过程中,可能出现1.2几种阻尼装置的优缺点低频衰减振荡,也可能按指数规律衰减。将对二次1.2.1纯电阻阻尼器所接的快速保护动作有不良影响。若振

5、荡衰减的频纯电阻阻尼器在剩余电压绕组的输出端长期接率和系统额率相近,则影响更为严重故瞬变响应人固定电阻,这种阻尼装置结构简单,过去老式要达到标准规定l0的要求,有一些困难,故目前CVT使用较多。其缺点是功率消耗较大,影响测量也较少采用。准确度和二次输出容量。目前已基本逐步淘汰。1.2.4速饱和电感型阻尼器1.2.2电子型阻尼器图4速饱和电感型阻尼器结构原理图速饱和电感型阻尼器(如图4)是目前国内外较图2电子型阻尼器结构原理图为常用的阻尼器,国内使用时间还不长。此种阻尼电子型阻尼器如图2。当出现过电压时,开关K器在系统激发过电压时电抗器快速深度

6、饱和,电感合上,阻尼器z阻尼铁磁谐振。其缺点是如果1个值下降,大电流通过串联电阻R,产生很大的阻尼功电子元件损坏就不能工作,已淘汰。率,能有效阻尼铁磁谐振;在正常运行条件下,阻1:2.3谐振型阻尼器尼器阻抗大消耗功率很小,对CVT误差影响很小。与谐振型阻尼器比较速饱和型阻尼器主要优点是有£一较好的瞬变响应特性,当一次侧发生对地短路时,在20ms以内,可使二次电压降到额定值的5以下。剩余电压值接近于0,能够很好地满足快速继电保图3谐振型阻尼器结构原理图护的要求,目前国产的CVT开始大量配置该种阻谐振型阻尼器如图3。又叫滤波型谐振阻尼器,尼器。由

7、产生并联谐振的电容器和电抗器以及阻尼电阻组2国内速饱和型阻尼器存在的问题成。整个装置接在额定电压为100V的剩余电压绕组上,电容C和电感L在额定频率,下调至并联谐据统计,过去我国也曾多次发生CVT自身谐振状态此时,回路阻抗很高,只有很小的电流流振问题,但多数为纯电阻阻尼器,采用外接型,安过阻尼电阻,对正常运行(额定频率)的影响可以装时未正确接人,或因电阻发热烧坏开路所致。但忽略不计。当出现频率较低的分次铁磁谐振时,回自制造厂采用先进的速饱和阻尼器后,cVT自身谐路的并联谐振条件被破坏,阻抗下降,电流剧增,瞬振故障却有增无减,这说明我国一些制造

8、厂在推广时在阻尼电阻上消耗很大功率,从而可达到有效地这项先进技术过程中,还存在不少未解决好的问题。阻尼分频谐振的目的。此装置在发生分频谐振时将据报道,国内由于CVT

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