6KV系统谐振过电压技术措施

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防止6KV厂用系统谐振过电压
技术措施
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编写:运行部电气专业
时间:二〇一〇年一月十九日
一、谐振过电压产生条件、特点和危害
在中性点不接地电力系统中,由于电磁式电压互感器(TV)激磁特性的非线性,当电压发生波动使网络中电抗接近容抗时,便产生谐振过电压。

特别是遇有激磁特性不好(易饱和)的TV 及系统发生单相对地闪络或接地时,更容易引发谐振过电压。

轻者令到TV的熔断器熔断、匝间短路或爆炸;重者则发生避雷器爆炸、母线短路、厂用电失电等严重威胁电力系统和电气设备运行安全的事故。

二、防止铁磁谐振过电压的措施
为防止出现铁磁谐振过电压,应从设备、技术及操作上采取综合措施。

这些措施实施的目的,在于避免形成铁磁谐振的条件。

一般从以下几个方面考虑:①选择合理的运行方式及操作方式;
②改变X L、X C的比值,躲开谐振区;③选择特性优良的PT;④保证断路器三相同期动作等等。

(1)从设备上防止铁磁谐振采取的措施。

1)尽量采用电容式电压互感器(CVT),从根本上消除产生铁磁谐振的条件。

铁磁谐振回路都是“L-C”回路,采用CVT后,去掉了L,从而使谐振回路不复存在,铁磁谐振过电压也就不会发生。

2)使用电磁式电压互感器时,应优先选用伏安特性高、铁芯不易饱合、励磁感抗高的产品,淘汰、更换劣质的电磁式PT。

小电流接地系统,将PT一次中性点直接接地改为经单相PT或消谐电阻接地(例如我厂发电机出口15.75KV系统,经中性点PT
接地);对于无绝缘监视任务的PT,一次中性点不接地。

3)在PT开口三角形绕组上并联消谐管或装设阻尼电阻R。

一般R≤0.4X L(X L为电压互感器在线电压下的励磁感抗)。

4)尽量保证断路器三相同期。

在不需要重合闸作用的断路器上采用三相联动操作机构。

(2)从技术上防止铁磁谐振采取的措施。

1)降低X CE/X L的比值。

同一系统中,减少PT的接地点数,可以提高X L的综合值,X CE/X L也将随之降低,可以减少或避免铁磁谐振发生。

2)尽量避免消弧线圈退出运行。

因为当中性点消弧线圈(低阻抗)接地后,就破坏了谐振回路的形成,并相对稳定了中性点对地电位,使铁磁谐振不大可能发生。

3)对大电流接地系统的空母线送电或升压,电源变压器的中性点应接地,从而稳定了相对地电压。

由于不存在位移电压,并联铁磁谐振也就不会发生。

(3)从运行操作上防止铁磁谐振采取的措施。

1)上面说过:降低X CE/X L的比值,可以避免谐振的发生。

当X L一定时,增加对地电容C E,X CE将减小,X CE/X L比值随之减小;
当X CE一定时,增加系统X L的综合值,X CE/X L比值也随之减小,是防止铁磁谐振发生的有效方法。

倒闸操作中增加C E、L的方法一般有:①外接电容;②接入空载线路或空载变压器;③接入电缆线路等;④对6KV母线送电时,尽量串代一些低压厂用变压器送电操作。

2)控制电源电压,降低铁磁谐振的工作点。

X CE/X L比值一定时,运行电压的高低对铁磁谐振的发生有一定的影响。

在图1(b)中,若超压时,U P/U N变大,使正常运行铁磁谐振工作点a提高了,容易进入谐振区,增加了铁磁谐振发生的几率。

对空母线送电或升压(现场经常遇到的发电机零起升压、6KV母线送电等)应遵循以下操作原侧:①如有可能,尽量采用对空母线由零起升压。

升压过程中注意监视母线电压变化及接地信号;②采用发电机做独立电源,对发电机-变压器组进行零起升压,除监视发电机的电压、频率有无变化外,还应注意监视母线电压的变化,以免原动机转速不稳、主变分接头的电压抬升过高、发电机励磁调节器空载运行不稳定等因素引起电压大幅度波动;③对6KV母线进行空充电,注意调整高备变分接头位置,尽量降低母线充电电压。

3)注意倒闸操作中的操作步骤。

参数处在串联铁磁谐振范围内时,母线停送电要注意倒闸操作的顺序(网控操作):①母线停电时,先拉母线PT,以切除电感L,再拉母联开关;
送电时,操作顺序相反;②电源向母线升压时(发电机对母线零起升压),先合出口断路器,使并联均压电容C短接,再升压;升压结束停电时,应先将电压降到零,再拉出口断路器;③当母线故障,母差保护动作,使母线停电,应及时拉开母联、分段开关的两侧刀闸及母线PT一次刀闸,以切除L-C回路;
4)运行中注意监视备用母线的情况,发现异常,及时进行处
理。

母联断路器断开,备用母线处于热备用状态(母联两侧刀闸合,母线无电压指示),若发现该母线电压表由指示,应首先考虑是否发生了串联谐振。

因L与C固定,当电源频率f变化到谐振回路的固有频率f o时,即f=1/2πLC=f o,X L=X C,谐振就有可能发生。

此时,若判明为发生谐振,应尽快合入母联断路器(将均压电容C短接),或拉开PT一次刀闸(切断电感L)。

系统发生并联铁芯谐振,值班员除按《运规》处理外,经验证明,瞬间短接6KV母线
PT开口三角形绕组,有时也可能使谐振消除,尤其对分频谐振特别有效。