实例探讨PT谐振处理方案.docVIP

实例探讨PT谐振处理方案 　　摘要：本文主要针对变电站10kVPT谐振现象作出了理论解析，同时对于故障的处理也提出了解决办法。而且运用实例深入探讨了其发生的原理。同时提出了几种消谐方案，对各种方案作出了比较，并从中总结各方案的优缺点。 　　关键词：PT谐振；谐振故障；故障处理；零序电压互感器 　　引言：发生谐振现象的原因有多种，防止和消除谐振的措施主要有两大类： 　　1.改变谐振参数，破坏谐振产生条件； 　　2.接入阻尼电阻，增大回路的阻尼效应。在电压互感器中性点回路中加装阻尼电阻或使用零序互感器，并且使用容量大、线性度高的电压互感器。这种方法实际上是提高电压互感器的伏安特性曲线的线性区域，降低因诱发因素而使电压互感器饱和的几率，从而达到消除谐振现象的目的。 　　 某110kV变电站曾多次发生10kVPT谐振现象，引起PT烧坏，其中最后一次最为严重，现场情况为：10kVII段PTP02三相高压保险炸裂，在PT保险底座上有明显放电烧痕，B相PT炸裂，A、C两相PT外观无明显裂纹，但有烧烤痕迹，3个PT保险绝缘护罩、至母线套管护罩均已熔化，整个小车内部挂满烟灰，PT柜防爆板顶开。查阅信号记录为：频率27.2Hz，开口电压120V；频率49.4Hz，开口电压180V。 　　 关于谐振过电压产生的原因，有参数谐振和铁磁谐振两种情况，从该变电站多次的谐振调查情况来看，应该还是属于铁磁谐振，并且发生分频和基频谐振的情况较多。 　　 铁磁谐振产生的条件有：L1/C；激发因素。主要包括电网电压冲击、涌流、合闸相角、系统接地、电网频率波动等。系统产生铁磁谐振的原理如图1所示。 　　 　　 　　 图2中，UL(I)为电压互感器的励磁特性曲线，uc(I)为零序电容电流曲线，半圆性曲线(al、a2、a3、a4)为二者在实际运行中的合成曲线。Uel为系统运行电压，UL1为正常运行时电压互感器工作的励磁特性曲线点，当系统发生电压冲击、涌流、合闸相角、系统接地、电网频率波动等情况时有可能会使电压互感器铁磁饱和，由线性工作区变为非线性区，即工作点由a1变到a3，但a3点是个不稳定状态，很容易跃到a5点，这就使电压互感器发生所说的谐振，对应的电流Ie3有可能达到Iel的上百倍，使电压互感器内部产生过热而烧坏或爆炸。 　　 防止和消除谐振的措施主要有两大类：一是改变谐振参数，破坏谐振产生条件；二是接入阻尼电阻，增大回路的阻尼效应。 　　 以前在消谐方面一般都采用二次开口回路中接入500W电炉丝，最近的改造和新建变电站一般都采用二次微电脑消谐装置。2007年下半年，在分析了发生的几次谐振后，在PT中性点中加装了一次消谐，从应用情况来看效果还不错。但是该变电站10kVPT开关柜为中置柜，柜内狭窄而无法加装。 　　 二次微电脑消谐装置能够记录谐振动作情况，根据不同频率的谐振由开口回路进行抑制，有它优越的性能。但在一些情况下，当发生基频谐振时在开口三角绕组两端所显示出来的电压波形和幅值与单相接地下的完全相同，使消谐器无法正确判断和投入动作，这是一一般：二次微电脑消谐器的缺点。不论是加装二次消谐电阻，还是加装微电脑消谐器，都是在谐振发生后进行抑制消除，而一次消谐是破坏谐振产生的条件，抑制谐振发生。因此，要解决该变电站谐振的问题，还是应该重点考虑一次消谐。 　　 根据查阅的资料，应从以下三个方面进行考虑和论证。 　　一、加装消弧线圈 　　 消除谐振的最根本办法就是在10kV系统中加装消弧线圈，使线路处于感性状态，这将从根本上解决谐振问题。由于加装消弧线圈费用较高，一一般在电缆线路中使用，系统运行规程中规定在10kV系统中容性零序电流10A时，就应加装消弧线圈。计算该变电站10kV系统的容性零序电流为： 　　 Ic=2.7 ×Ue×L×0.00l=2.7 ×11×95×0.001=3.1A 　　 上述计算方法为根据线路长度的估算值，还应加上母线零序容性电流值，但总值不会超出4.5A。 　　 从计算结果来看，距离规程要求的数值还很多，并n由于投入较大，暂时还没有加装消弧线圈的必要。 　　二、降低10kV系统电压 　　 由于历史的原因，在该变电站110kV主变有载调压档位的设置上，10kV中间档为11kV，因而在运行该主变时，10kV母线电压经常运行在10.6kV以上。从铁磁谐振电路的伏安曲线上看，满足谐振参数是谐振产生的必要条件，但电压高将很容易诱发谐振。如图2中所示，10kV系统中止常运行电压为Uel，在此电压下发生谐振的情况前面已经进行了说明，运行电压为Ue2时UL1为正常运行时电压互感器工作的励磁特性曲线点，当系统发电压冲击、涌流、合闸相角、系统按地、电网频率波动等情况时有可能使工作点由a2变到a4，但a4点是个不稳定状态，很