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母线电电压互感器感器中性点加装消谐装置问题探讨 所属分类:技术前沿 来源:《电器工业》杂志 更新日期:2008-10-30 摘要：本文主要介绍了变配电所母线电电压互感器感器加装消谐装置的原理，特别针对不接地系统中电电压互感器感器铁芯饱和引起的工频位移过电压和铁磁谐振过电压，分析讨论在实际应用中采用一次和二次消谐器进行消谐的优越性和局限性，提出利用消弧、消谐、选线及过电压综合保护的优势。关键词：中性点不接地系统 消弧线圈 铁磁谐振过电压 间歇性弧光接地过电压 引言 我国35 kV以下系统大多数采用电源中性点不接地运行方式。这种接地方式发生单相接地时，如C相单相接地，那么完好的A、B两相对地电压都由原来的相电压升高到线电压，即升高为原对地电压的√3倍，C相接地的电容电流为正常运行时每相对地电容电流的3倍。当发生一相接地时，因为线路的线电压无论相位和量值均未发生变化，允许短时间带故障运行。但随着城乡电网的扩大和电缆出线的增多，单相接地电容电流也将进一步增加，当电网对地电容电流达到一定值时，单相接地后故障点的电弧就不能够自熄，从而产生间隙性弧光接地过电压，损坏线路设备。 在电网中性点不接地系统中其母线上电磁式电压互感器一次绕组成为中性点不接地电网 对地的唯一金属通道，电网相对地电容的充、放电途径必然通过电压互感器一次绕组。当系统发生单相接地时，故障点会流过电容电流，未接地相(A、B)的电压升高到线电压，其对地电容上充以与线电压相应的电荷。在接地故障期间，此电荷产生的电容电流，以接地点为通路，在电源-导线-大地间流通。由于电电压互感器感器的励磁阻抗很大，其中流过的电流很小。一旦接地故障消失，这时电流通路被切断，而非接地相必须由线电压瞬间恢复到正常相电压水平。但是由于接地故障已断开，非接地相在接地期间已经充电至线电压下的电荷，就只有通过电压互感器高压绕组，经其原来接地的中性点进入大地，电压互感器一次绕组中会出现数安培幅值的涌流，将电压互感器高压熔丝熔断。在这一瞬变过程中，电压互感器高压绕组中将会流过一个幅值很高的低频饱和电流，使电压互感器铁芯严重饱和，饱和后的电电压互感器感器励磁电感变小，系统网络对地阻抗趋于感性，此时若系统网络的对地电感与对地电容相匹配，就形成三相或单相共振回路（见图1），可激发各种铁磁谐振过电压。另外电网中的单相弧光接地，由于雷击或其他原因线路瞬时接地，使健全相电压突然上升，产生很大的涌流，也会使电压互感器烧毁。 　　 图1铁磁谐振等值电路 在实际运行参数下，系统的谐振频率列中，主要是1／2次分频及基波谐振。必然或可能发生、不可能发生谐振的区域，如图2所示。 ?　 图2谐振发生概率分布图 从图中可知： (a)在正常运行电压以及不外加R0时，（ ）=0.025～0.280时，发生分频谐振；( ) =0.180～0.680时发生基波谐振。(b)随着R0的增大，谐振范围减少，当R0大于某一临界值之后，谐振范围消失，即不发生谐振。当R0≥0.056ωL时可消除一切基波和分频谐波。 根据以上分析，可以采取适当的措施消除谐振，限制这种过电压，可采用的措施是多种多样的，较普遍的是采用在电压互感器二次侧开口三角形绕组两端接消谐器和在电压互感器一次侧中性点对地接消谐电阻的等方法，下面就这些消谐方法做一比较，以便因地制宜，合理选用。 1在电压互感器一次绕阻中性点与地之间加装非线性电阻（一次消谐器） 在电压互感器高压绕组中性点接入一个足够大的接地电阻（见图3），起阻尼与限流的作用，在单相故障消失时，低频饱和各电流经过电阻Ro后进入大地，由于大部分压降加在电阻上，从而大大抑制了低频饱和电流，使电压互感器高压熔丝不易熔断；同时由于在零序电压回路串联的这个电阻Ro，使电压互感器饱和过电压的大部分电压降落在电阻Ro上，从而避免了铁芯饱和，限制了电压互感器饱和过电压的发生。 图3 其局限性是由于电网的复杂性，各配网电容电流大小、线路故障性质、电压互感器伏安特性以及消谐器的运行环境等情况有所不同，一次消谐器自身的热容量有限，难以保证在电压互感器中性点装设消谐器后设备万无一失，尤其是当间歇电弧接地持续时间较长时，个别消谐电阻将因过热而损坏，从而引起高压熔丝熔断，甚至电压互感器烧损，相对较大的一次消谐阻尼器在持续时间较长的间歇电弧接地过电压激发下，仍可损坏装置；Ro的数值若选用太小，相当于没有增加零序电阻，限制电压互感器饱和过电压的作用不大，从阻尼的角度来看电阻值愈大愈好，若Ro→∞，即电压互感器高压侧绕组中性点变为绝缘了，电压互感器的电感量不参与零序回路，也就不存在电压互感器饱和过电压，但Ro太大，当网络出现单相接地时，大部分零序电压降在Ro上，会使开口三角形电压太低(电网对地电压在电压互感器励磁电感L