配电网电磁式电压互感器谐振过电压抑制方法综述

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1、一0000～oQ《<①《科技配电网电磁电压互感器谐振过电压抑制方法综述述高伟，陈连贵，赵军良。(1．西安理工大学水利水电学院，陕西西安710048；2．陕西省地方电力(集团)公司安康工委，陕西安康725000；3．陕西省宝鸡峡管理局杨凌水电站，陕西杨凌7121O0)O引言电力系统中大量的储能元件，如电压互感器(PotentialTransformer，PT)、变压器、电抗器等电感元图1等值电路图第件，电容器、线路对地电容、断路器的断口电容等电图1中c为断路器的断口并联均压电容；c为母线36卷容元件，组成了许多串联或并联回路。在

2、正常的稳定对地电容，L为非线性电感。在图1中，忽略回路有功状态下运行时．不可能产生严重的振荡。但当系统发损耗，=2c+。从而得到产生谐振的一般条件是：第1O牛故障或由于某种原因电网参数发生了变化，就很(1)回路参数搭配适当，即同路巾对于第K次谐期可能发生谐振波的等值容抗小于并接近于非线性电感的初始值PT类的电感元件在正常T作电压下。通常铁心一

3、自振角频率，为谐LC谐振称作铁磁谐振。PT铁磁谐振是配电网中出现最振角频率频繁和造成事故最多的一种内过电压现象，它不(2)暂态过程的激发足够强烈，即初始激发能仅造成系统过电压，而且造成过电流、过热冒油、量使回路超过“反倾点”。此时铁心饱和，电感减少，爆炸、母线短路、Prr保险熔断等事故，严重影响配电同路固有频率曾加到超过Kw。在激发后回路恢复网的安全运行。本文对配电网中电磁式PrI’引起的的过程中，也就是()逐渐减小的过程中，有可能发生铁磁谐振过电压进行了研究分析，提出了抑制方法。某次谐振。1PT铁磁谐振过电压的产生条件(3)

4、回路的损耗足够小，并有持续的能量供给(如工频电源)，才能维持持续的谐振。在电力系统正常]作电压下，通常PT的铁心磁通密度不高，铁心并不饱和。如在过电压下，铁心易2PT铁磁谐振过电压的特点与分类饱和，电感呈非线性并迅速降低，从而与电容产生谐振。这种凿振在高频、基频和低频下都可能发生以2．1铁磁谐振过电压的特点基频串联谐振电路为例，定性分析PrI1铁磁谐振产生铁磁谐振过电压有两个特点：1)当电源的电压的基本条件，其等值电路如图1所示。和频率一定时，L和c的参数在比较大的范围内都可收稿日期：2008—07—08作者简介：离伟(197

5、7)，男，吉林磐石人，硕士研究生，从事电气设备的在线监测故障诊断方面的研究。能发生谐振；2)发生谐振时，在电容和电感上的过=2sinf=2(3)电压虽然比电源电压高，但它们都是定值，不会趋于可见当发生1／2次谐波谐振时，在PT二次侧开口无限大。由铁磁谐振产生的过电压值主要受变压器铁心饱和的影响，铁心越饱和，则过电压就越小。铁j角处所显现的电压是相电压中1／2次谐波分量的2倍，当这个分量足够大时，就会使接在开LI三角处的磁谐振过电压可以在3～500kV的任何系统中甚至在有载长线的情况下发生，这种过电压个别可达3．5电压继电器动作

6、，造成单相接地假象l5l。2．2．2高次谐波谐振倍相电压以上，但一般不会超过1．5～2．5倍相电压。2．2铁磁谐振过电压的分类当系统出现高次谐波谐振时，以3次谐波谐振为例，此时电压的正弦波形中含有3次谐波分量。仍以由于PT的非线性特性，电感值不是常数，在交B相为参考相量，则PrI1开口三角处的电压为：流电源作用下会发生波形畸变现象，因此回路没有UUUU固定的谐振频率II。同样的回路中，可以是基波谐振(50Hz工频)，高次谐波谐振(如2次、3次、5次谐波)，=Umsin3w(t+120。1+Umsin3cot+Umsin3Og(

7、t一120。1也可以是分次谐波谐振(如1／2、1／3、1／5、2／5次谐=￡／『l1(2cos21T∞+1)sin3波)。发生谐振的频率，实际上是由振荡回路的等=(2cos2竹+1)=2，(4)值电感(通常为对地电感)和等值电容(通常为可见当发生三次谐波谐振时，在二次侧开口j角处所显现的电压是相电压中3次谐波分量的3对地电容)来决定的，即：倍，当这个分量足够大时，就会使接在开口三角处的o==㈩电压继电器动作，造成单相接地假象。2．2．1分次谐波谐振如l0kV中性点不接地系统发生分次谐波谐振3PT铁磁谐振过电压的危害时，以1／2

8、次谐波谐振为例，会使PT开口三角处呈现电压，这可从二次侧开口i角的接线原理分析，其原PrI1引起的铁磁谐振过电压发生高频谐振时，过理接线如图2所示电压可高达5E(EA为相电压)，但事实上，基波谐振过电压和高频谐振过电压的幅值很少超过3，除非存在着弱绝缘设备，一般是不危险的。但