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1、电压互感器铁芯饱和谐振过电压的分析及预防措施AnalysisofIron-coreSaturationResonanceOver-voltageonVoltageMutualInductorandItsPrecautionaryMeasures黄河水电开发公司龙羊峡发电分公司李顺福(811800)【摘要】文章阐述了电压互感器产生铁芯饱和谐振(又称铁磁谐振)的原因。以实际现场发生的铁磁谐振实例为出发点,剖析在外部因素的激发下,激磁电抗如何与线路对地电容配匹形成串联谐振。同时,通过原因分析,制定相应的预防措施和防范对策。【关键词】电压互感器铁芯饱和谐振中性点【Abst
2、ract】Thepaperdescribesthereasonofvoltagemutualinductorproducediron-coresatu2rationresonance(alsocalledferromagneticresonance).Basedonthefieldferromagneticreso2nance,thepaperanalyseshowtomatchthecircuit’searthcapacitancewithexternalfactor’sexci2tationreactancetoformseriesresonance.Atth
3、esametime,accordingtothisreason,thepapermakesthecorrespondingprecautionarymeasuresandcountermeasures.【Keywords】VoltagemutualinductorFerromagneticresonanceNeutralpoint危及电压互感器绝缘,且因互感器铁芯是非线性元件,特别在发生分频谐振时,互感器工作在严重饱和状态下,互感器激磁感抗下降,励磁电流剧增,有时可达额定电流的几十倍,持续时间较长,就会造成熔断器的熔断,设备的烧损或爆炸,乃至大面积停电事故。据不完
4、全统计,自1982年,广东平高岗变电站35kV系统高压熔断器熔断30多次,烧毁电压互感器7台,油开关壁管闪络3次,用户降压站避雷器爆炸1台。我省城南变在4个月内发生5次谐振过电压,熔断9支高压保险丝。甘肃一变电所发生谐振过电压,烧毁2组电压互感器。概述电力系统中性点(发电机和变压器的中性点)的运行方式有中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点直接接地三种。中性点的运行方式不同,其技术特性和工作条件也不同,因而对运行的可靠性及其保护措施要求也不一样。在中性点非直接接地系统中,为正确指示各相对地的电压,在母线上接有电磁式电压互感器,其中一次绕组为中性点直接接地的星形
5、接法,二次绕组接成星形接法,三次绕组接成开口三角,用以连接测量和反映各相及零序电压的电气仪表、继电保护,作为判断或切除故障的提示。电压互感器铁磁谐振过电压也称为电压互感器铁芯饱和过电压,是一种内部过电压现象,多发生于6～35kV不接地系统中。当电网参数(线路对地感抗,互感器感抗)配和不当时,在外部条件激发下,如进行倒闸操作、雷击、断路器合闸、单相接地等会使电压互感器激磁阻抗与导线的对地容12电压互感器铁芯饱和谐振过电压的分析对于上述内部过电压现象,许多变电工作人员缺乏理性认识,由于饱和谐振过电压常常发生在外部条件的激发下,因此高压熔断器熔断、互感器喷油冒烟、油开关
6、壁管闪络等事故,都认为是外可能找到正确的预防措施。211铁芯饱和谐振过电压产生的原因铁芯饱和谐振事故实例:某变电所主接线图如图1所示。正常运行时,1#变带10kVⅠ段母线,2#变带Ⅱ段母线,10kV母联开关12断开;1#变停运时,合12开关,由2#变向10kVⅠ、Ⅱ母线供电,约半小时后,10kV系统A相接地,现地的电压表选测指示:UA=0,UB和UC均指示11kV。PT柜上有接地信号继电器动作、接地白灯亮。按照运行规程,允许带接地故障运行2h,运行人员发现母线电压互感器喷油冒烟,经判断后,拉出PT柜,在操作时,电弧造成母线相间短路,2#变断路器跳闸,烧毁电压互感器
7、13台。说,其负荷均为三相负荷,不存在相负荷的问题,故三相负载是相同的,各相对地的电容是相等的,各项的电压是对称的。在不接地系统,当发生单相接地,电压的大小和相位维持不变,所以对负载没有任何影响,等值图简化见图3。图3电压互感器激磁电感L1=L2=L3,C0与L并联后的导纳分别为Y1、Y2、Y3故Y1=Y2=Y3,电网中性点的电位为零,此时铁芯不饱和,ωL>1/ωC0,即电容电流大于电感电流,相当于一个等值电容C′0,三相均一样。由于铁芯电感线圈是一个非线性电感元件,当加在线圈上的电压增加,使通过线圈的电流增大时,激磁电感值由于铁芯饱和而不断下降,所以某种原因线路
8、中A相发生
