6kV微機消諧電阻器測試儀裝置，我們通過(guò)實(shí)例分析鐵磁諧振原理，產(chǎn)生諧振過(guò)電壓的條件、種類(lèi)及危害，防止鐵磁諧振措施，6kV微機消諧電阻器測試儀裝置的選用進(jìn)行分析。

　　6kV廠(chǎng)用電為2級供電電壓系統 ,即高壓6kV和低壓400V。其中6kV系統為不接地系統 ,共設6段母線(xiàn) ,每段母線(xiàn)上為測量、保護和控制設置了1組三卷電壓互感器。為防止電壓互感器產(chǎn)生鐵磁諧振 ,經(jīng)比較選用了在電壓互感器的開(kāi)口三角側接裝消諧器 ,以避免由于系統的擾動(dòng)產(chǎn)生工頻、分頻或高頻諧振過(guò)電壓 ,避免危及設備絕緣、燒毀或致使設備爆炸 ,提高系統運行的可靠性。

　　一、鐵磁諧振過(guò)電壓產(chǎn)生的原理

　　1.鐵磁諧振產(chǎn)生的原理：在我國電力系統中 ,3～35kV供電系統為不接地系統 。在正常運行時(shí) ,由于三相對稱(chēng) ,電壓互感器的勵磁阻抗很大 ,兩者并聯(lián)后為一等值電容 ,系統網(wǎng)絡(luò )的對地阻抗呈現容性 ,電網(wǎng)中性點(diǎn)的位移基本接近于0。但當系統產(chǎn)生擾動(dòng)時(shí) ,可導致電壓互感器三相鐵芯出現不同程度的飽和 ,系統中性點(diǎn)就有較大的位移 ,位移電壓可以是工頻 ,也可以是諧波頻率 ,即可能產(chǎn)生鐵磁諧振。

　　系統擾動(dòng)如 :

　　(1)單相接地 ,使健全相的電壓突然升高 ,電壓升至線(xiàn)電壓 ;

　　(2)單相弧光接地 ,由于雷擊或其他原因 ,線(xiàn)路瞬時(shí)接地 ,使健全相的電壓升至線(xiàn)電壓 ,而故障相在接地消失后又可能有電壓突然上升,產(chǎn)生很大的涌流 ;

　　(3)當電壓互感器突然合閘時(shí) ,使其一相或兩相繞組內出現巨大的涌流 ;

　　(4)電壓互感器的高壓熔斷器熔絲不對稱(chēng)故障等

　　2.產(chǎn)生諧振過(guò)電壓的條件：產(chǎn)生諧振過(guò)電壓的條件為系統電源中性點(diǎn)不接地 ,電壓互感器一次繞組中性點(diǎn)直接接地 ,具有來(lái)自系統干擾的激發(fā)條件 ,而且系統的對地感性阻抗大于系統對地容性阻抗 ,即ωL0 >1 / (ωC) (其中L0 為鐵芯線(xiàn)圈的初始電感 ,C為系統對地電容 ) ,系統對地阻抗為容性。當電壓互感器受激 ,其鐵芯出現飽和時(shí) ,勵磁電感變小 ,系統網(wǎng)絡(luò )對地阻抗趨于感性。此時(shí)若系統網(wǎng)絡(luò )的對地電感與對地電容相匹配 ,就形成三相或單相共振回路 ,可激發(fā)各種諧振過(guò)電壓。

　　3.鐵磁諧振過(guò)電壓的種類(lèi)：鐵磁諧振過(guò)電壓分為工頻、分頻和高頻諧振過(guò)電壓 ,常見(jiàn)的為工頻和分頻諧振。當電壓互感器的激磁電感很大時(shí) ,回路的自振頻率很低 ,可能產(chǎn)生分頻諧振 ;當電壓互感器的鐵芯激磁特性容易飽和時(shí) ,或系統中有多臺電壓互感器 ,并聯(lián)電感值較小 ,回路自振頻率較高 ,則產(chǎn)生高頻諧振。工頻和高頻鐵磁諧振過(guò)電壓的幅值一般較高 ,可達額定值的 3倍以上 ,起始暫態(tài)過(guò)程中的電壓幅值可能更高 ,危及電氣設備的絕緣結構。分頻鐵磁諧振時(shí) ,勵磁感抗成倍下降 ,過(guò)電壓并不高 ,一般在2倍額定值以下 ,但感抗下降會(huì )使勵磁回路嚴重飽和 ,勵磁電流急劇加大 ,電流大大超過(guò)額定值 ,導致鐵芯劇烈振動(dòng) ,使電壓互感器及保險絲過(guò)熱燒毀。不接地系統的中性點(diǎn)位移電壓是相對地出現的過(guò)電壓 ,其過(guò)電壓可以是工頻 ,也可以是分頻或高頻 ,是發(fā)電廠(chǎng)不接地系統中發(fā)生內部過(guò)電壓常見(jiàn)的現象。

　　4.鐵磁諧振過(guò)電壓的危害：工頻諧振過(guò)電壓可導致三相對地電壓同時(shí)升高 ,或引起“虛幻接地”現象。分頻諧振過(guò)電壓可導致相電壓低頻擺動(dòng) ,其結果可引起熔絲燒斷 ,電壓互感器過(guò)熱、燒斷 ,甚至爆炸。這些鐵磁諧振過(guò)電壓嚴重危害供電系統中設備絕緣薄弱的地方 ,影響系統的可靠運行。在電廠(chǎng)6kV或10kV的系統中發(fā)生鐵磁諧振過(guò)電壓較為明顯的現象為系統有接地信號 ,電壓表計指針不停地擺動(dòng) ,電氣設備有較強烈的電暈聲。如發(fā)現電壓互感器熔絲燒斷或爆炸 ,則可判定為電壓互感器引起的鐵磁諧振過(guò)電壓。

　　二、防止鐵磁諧振的措施

　　在實(shí)際電網(wǎng)中 ,消除鐵磁諧振主要有以下幾種措施:

　　1.選用勵磁特性較好的電壓互感器或使用電容式電壓互感器 ;

　　2.增大對地電容 ,破壞諧振條件 ,如增加電纜或加裝電容器等 ;

　　3.在零序回路加阻尼電阻 ,在電壓互感器一次繞組中性點(diǎn)或開(kāi)口三角繞組加裝非線(xiàn)性電阻 ;

　　4.在電壓互感器的一次繞組的中性點(diǎn)或開(kāi)口三角繞組裝設消諧器。

　　對于 6～10kV系統 ,傳統方法是在電壓互感器開(kāi)口三角側加裝220V、200～500W燈泡。此法簡(jiǎn)便、成本低廉 ,但運行的可靠性低 ,運行巡視的工作量大。因燈泡的使用壽命有限 ,需經(jīng)常更換 ,由此帶來(lái)諸多不便。根據6kV廠(chǎng)用電系統的特點(diǎn) ,在電壓互感器的零序回路即開(kāi)口三角繞組側加裝微機消諧電阻器測試儀裝置。開(kāi)口三角側的額定電壓為 100/3V ,當諧振產(chǎn)生過(guò)電壓時(shí) ,開(kāi)口三角側的電壓將隨不同類(lèi)型的諧振發(fā)生變化。當電壓達到微機消諧電阻器測試儀裝置的動(dòng)作值時(shí)消諧器自動(dòng)投入 ,其消諧管中的消諧電阻吸收諧振能量 ,即相當于在電壓互感器的一次側并聯(lián)了電阻 ,從而消除鐵磁諧振。消諧電阻為特制的非線(xiàn)性電阻 ,其壽命達1250h。微機消諧電阻器測試儀裝置能自動(dòng)鑒別分頻 (2 5Hz)和工頻(5 0Hz)產(chǎn)生的諧振過(guò)電壓 ,具有適用性廣 ,結構簡(jiǎn)單 ,性能穩定 ,維護工作量小等特點(diǎn)。其一次投入成本高于燈泡 ,但運行成本較低。

　　三、微機消諧電阻器測試儀裝置工作原理

　　6kV廠(chǎng)用電系統選用微機消諧電阻器測試儀裝置 ,它由鑒頻自動(dòng)投入裝置和消諧管2部分組成。其額定工作電壓為100V ,冷電阻 (室溫)為小于等于1Ω ,熱電阻為大于等于110Ω(1 0 0V) ,接于電壓互感器的開(kāi)口三角側。其串聯(lián)元件的參數動(dòng)作于25Hz次頻 ,此時(shí)呈現為低阻抗 ,至電壓達到55kV時(shí) ,繼電器動(dòng)作 ,投入消諧管的r2小電阻 ,消除次頻諧振。當系統為 5 0Hz工頻或更高時(shí) ,串聯(lián)回路呈現為高阻抗 ,此時(shí)電壓互感器開(kāi)口三角的電壓上升至240V或更高 ,繼電器將在大于240V時(shí)動(dòng)作 ,接通消諧管 ,消除工頻和高頻諧振。消諧管是具有特異電阻特性的電真空管 ,消諧管內有電阻r1和r2 。其中r1阻值為13.5Ω ,長(cháng)期并接于電壓互感器的開(kāi)口三角 ,當系統正常運行時(shí)開(kāi)口三角僅有一不大于 3V的位移電壓 ,流過(guò)電阻的電流小于 1A ,經(jīng)實(shí)測一般在0.5A以下 ,對電壓互感器無(wú)不良影響。當系統受到干擾或系統出現單相短路時(shí) ,開(kāi)口三用電壓為 100V ,r1阻值達 60Ω以上 ,電阻加熱后阻值可大于110Ω ,起到抑制工頻諧振的作用。電阻r2 的阻值為0.6Ω ,為瞬時(shí)工作制 ,不允許長(cháng)期通電 ,電阻r2主要用于消除分頻諧振產(chǎn)生的過(guò)電壓。

　　在系統產(chǎn)生諧振時(shí)微機消諧電阻器測試儀裝置中的繼電器的一個(gè)常開(kāi)點(diǎn)發(fā)出信號 ,提示運行人員。運行人員只在接到消諧器發(fā)出的信號后 ,對消諧器進(jìn)行檢查。

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