中性点非接地系统单相接地及铁磁谐振过电压研究

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1、中性点非接地系统单相接地及铁磁谐振过电压研究多年运行经验证明，电网中性点绝缘（非直接接地）系统，由于电磁式电压互感器铁芯饱和，引起的铁磁谐振过电压时有发生,特别是6KV配电网中出现较为频繁，是造成事故最多的一种内部过电压。当配电网发生这种过电压时，市于电压互感器铁芯的过励磁，导致其绕组的励磁电流大大增加而饱和，严重时可达其额定励磁电流的百倍以上，从而引起互感器的熔断器熔断，油浸式互感器喷油，绕组烧毁甚至爆炸，在某种情况下，这种过电压幅值很高（最大为相电压的3倍左右）引起闪络放电击穿绝缘或引起避雷器爆炸。另外当这种过电压发生有时

2、还会出现“虚幻”接地（假接地）现象。一.单相接地与铁磁谐振1从运行角度讲，屮性点不接地的配电网中，变电站母线安装的电压互感器组，II前一般都采用JDZJ・6单相干式互感器按三相星型接线，为了构成绝缘监视装置能够测量和电压，因此互感器组的中性点必须接地。而电压互感器生产商家，在设计互感器是按空载特性考虑的。电网正常运行时，互感器励磁电流很小，铁芯不饱和。且互感器组与系统三和对地分布电容并联的，且处于容性状态。见下图rwxA电源B4cI—_—图谐振电路如果三只互器器性能一致L1=・L2・=L3二LO（XL1=XL2二XL3=XL0

3、）则并联后的各相导纳YA二YB二YC訓C0+1/jWLO因此中性点不会出现不稳定的位移电压，换句话说即中性点电位与地电位相等为零。2•当系统屮发生某种冲击和扰动时，铁芯屯感因受到“激发”而呈现不同程度的饱和，从而破坏了三相电路的“对称性”，中性点必然出现位移，产仝50赫兹的工频的过电压，也可能出现的是谐波频率的分频或高频铁磁谐振过电压，这主要区别与激发的条件和成分。市此可见真止的单相接，出现两相（饱和相）电压升高，一相（未饱和相）电压降低为零且较稳定是金属性接地。在这种状态下中性点将会出现（零序分量）的位移电压。在此电压作用下

4、，非接地的两相电压互感器将严重过电压，励磁电流就会大幅度增加，运行时间长就会烧毁电压互感器。因此电力行业有关规程规定，中性点非接地系统，发生单相接地故障吋，采用三相五柱式电压互感器，允许运行吋间不得超过两小时，如果采用单相电压互感器连接成的三相互感器组，允许运行时间不得超过半小时。（因为三相五柱式在出现零序分量时，零序磁通可通过两边柱铁芯构成冋路，主磁路不会出现严重过饱和，不会在短时间内烧毁绕组。）如果是弧光接地，接地点燃弧，接地不稳定。绝缘监察装置表计指针摆动较大，诱发铁磁谐振的机率很大。众所周知：电磁式电压互感器引起的铁磁

5、谐振过电压，实质上是由于电磁式电压互感器的非线性电感与系统的对地电容（分布电容）的谐振所引起的。谐振时屮心点位移，三相相电压幅值发生改变，而线电压基本保持不变，因此在中性点处将产生具有零序分量的位移电压。二产生过电压的必耍和充分条件1系统电源中性点对地绝缘。因为中性点位移电压都属于零序电压，只有电源中性点绝缘的6—35KV系统才有可能发生这种位移电压，因为它们属于小电流接地系统中性点是不不接地的。2电压互感器一次绕组中性点直接接地。开口三角零序电压绕组为开路状态。如果如果电压互感器高压绕组中性点不接地，则各相绕组跨接在电源的相

6、间电压上，不与对地电容CO相并联，就不会产生位移电压。另外若将开口三角闭合短路运行，则感应的零序电流在三角绕组中构成回路，此电流对互感器高圧绕组有去磁作用，可抑制或消除谐振现象。3电网的对地电容与互感器的励磁电感相匹配，使三相导纳不相等而产生中性点为移电压UO・4具有一定的外界“激发”条件。在外界的扰动“激发”下使互感器铁芯饱和，导致中性点位移。激发的条件(形式)有：1)对带电压互感器组的空母线或空线路突然合闸充电。2)由于雷击或其他原因，使线路发生瞬间单相弧光接地，健全相电压突然升高，接地消失后，故障相电压突然恢复上升，会在

7、互赶器一次绕组感应出很大的励磁涌流，导致铁芯严重饱和。5过电压的特点1)对绝缘的电源中性点，位移电压使得相对地出现过电压。2)中性点位移电压可以是基频，也能是分频或高频。3)中性点位移电压是零序电压，因此在电网中有时会出现“虚幻”接地，即假接地现象。6电压互感器的影响1)铁芯电感伏安特性愈，铁芯饱和的越慢，即谐振激发区域变宽，所需要的阻抗参数XCO/XL愈大。反Z容易诱发谐振。1)电压互感器损耗的影响，应采用一次绕组直流电阻大的电压互感器。因为其阻尼系数R/XL屮R为互感器一次绕组直流电阻，XL为额定电压下的励磁感抗，电阻上的

8、损耗越大，可吸收…部分能量，对谐振有一定的抑制作用。三常见的电磁式电压互感器烧坏的原因1三只互感器电气性能不一致；在作空载试验（伏安特性试验）时，同一试验电压下不同互感器空载电流（励磁电流）数据分散相差太多。2运行时运行时，系统三相电压不对称。如果三相电压不对称，或三只互感器