变压器和电磁式电压互感器铁心励磁特性转换方法的探讨
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电磁式电压互感器的铁磁谐振#1电磁式电压互感器的铁磁谐振作者:中山市泰峰电气有限公司徐世超来源:输配电产品应用变压器及仪器仪表卷总第80期摘要:电磁式电压互感器和电容式电压互感器都能满足对电网的计量和保护作用。
从性价比分折此两种互感器的优劣,提出呈容性SF6绝缘电磁式电压互感器为高压电压互感器的最佳选择,呈容性树脂绝缘电磁式电压互感器为中压电压互感器的最佳选择之一。
关键词:电磁式电容式电压互感器电磁谐振呈容性的电磁式电压互感器1电磁式电压互感器(以下简称PT)1.1原理一次、二次线圈通过铁芯电磁感应,将高电压变换成标准低电压(100;100/3;V),供计量及保护用。
PT入端阻抗为电抗(感抗性质)。
电网的所有元件中,入端阻抗为容抗(XC)性质的有:输电线对地电容;耦合电容器;断路器断口的并联电容及电容式电压互感器(以下简称CVT)。
入端阻抗为感抗(XL)性质的有:PT、变压器及电抗器。
当电网正常操作(断路器投切)出现的操作过电压或大气过电压时,电网会因铁磁谐振(电网中容抗与感抗相等)而烧毁电网的某些元件(例:PT)。
由于变压器和电抗器在工作电压及过电压时其产品处于铁芯饱和状态,产品的入端阻抗值基本不变,而PT在电网电压改变时自身的感抗值可能会与电网的容抗值相等发生铁磁谐振烧毁PT。
所以,在电网中所有的元件中,仅要求PT应避免铁磁谐振的发生。
1.2结构按电压等级不同,主绝缘介质为:油纸绝缘;SF6气体绝缘;环氧树脂绝缘。
1.3特点PT准确度不受外界因素(环境及运行温度、电源频率、环境污染)的影响,其误差值是稳定的;一次与二次变换是瞬间发生的,无暂态响应问题(PT为电抗元件,不是储能元件);存在铁磁谐振问题(PT的入端阻抗可能会因电网过电压使其与电网容抗相等)可能烧坏PT。
2电容式电压互感器2.1原理电网的一次高电压经电容分压器抽取较低电压值(例:15~20kV),其等值阻抗为容抗(XC)性质,与电磁单元(中间变压器和补偿电抗器)的阻抗为感抗性质(XL)相等。
基于电磁式电压互感器的铁磁谐振探讨摘要:变电站的10kV、35kV电压互感器基本为电磁式电压互感器,该互感器的固有缺陷就是会与线路的对地电容等发生铁磁谐振,导致互感器高压熔丝熔断,甚至设备烧毁。
基于此,本文就针对电磁式电压互感器的铁磁谐振进行探讨,仅供参考。
关键词:电磁式;电压互感器;铁磁;谐振1铁磁谐振的原理1.1串联谐振电力系统的谐振根据电路分为串联谐振和并联谐振。
假设在正常运行条件下,其初始状态是感抗大于容抗,即ωL>1/ωC,此时不具备线性谐振条件,回路保持稳定状态。
但当电源电压有所升高时,或电感线圈中出现涌流时,就有可能使铁芯饱和,其感抗值减小。
当ωL=1/ωC时,即满足了串联谐振条件,在电感和电容两端便形成过电压,回路电流的相位和幅值会突变,发生铁磁谐振现象。
谐振一旦形成,谐振状态可能“自保持”,维持很长时间而不衰减,直到遇到新的干扰改变其谐振条件时该谐振才可能被消除。
1.2并联谐振与串联谐振一样,当并联回路中的感抗和容抗满足ωL=1/ωC时,就会发生并联谐振。
并联谐振的阻抗趋近于无穷大,此时,只要谐波源有很小的电流就会在互感器两端产生无穷大的电压,并联的电容与电感回路就会产生无穷大的电流,这种环流会大大超过谐波源注入的电流,严重威胁到互感器一次侧的绝缘和保险丝。
因此,并联谐振的危害比串联谐振的危害大得多。
2铁磁谐振过电压的产生在35kV及以下中性点不接地电网中,为了监视三相对地电压,电磁式电压互感器通常接在变电站的母线上。
其初级线圈接成星形,中性点直接接地。
其等值电路如图1所示。
其中:C0为对地电容;L1、L2、L3为电压互感器每相对地的励磁电感;电磁式电压互感器为三相五柱式或三个单相电压互感器构成。
对于这种电磁式电压互感器,当通过铁心线圈的电流较小时,可以认为通过铁芯的磁链φ和I成正比。
反映这一比值的励磁电感L=φ/I基本不变,为一个固定常数,这时励磁电感L可看成是线性电感。
当通过线圈中的电流I增大到超过某一数值时,铁芯中的磁链φ不再继续随电流的I线性增大,铁芯开始饱和,φ和I的关系呈现非线性。
电磁式电压互感器铁磁谐振产生及治理方法摘要:电磁式电压互感器大量应用于35kV及以下中性点不接地电力系统中,铁磁谐振在电力系统中的频发导致电磁式电压互感器烧损,严重时甚至发生爆炸事故。
本文主要针对某330kV变电站发生铁磁谐振导致电磁式电压互感器烧损并进一步导致主变进区短路使主变绕组烧损进行分析,且对电压互感器发生铁磁谐振的原因及防止措施提出可行性意见,保证电网安全稳定运行。
关键词:电磁式电压互感器、铁磁谐振、消除措施1、引言随着电网高速发展,电磁式电压互感器作为保护与计量设备广泛应用于35kV 及以下电压等级的中性点不接地系统中。
但系统中发生单相接地故障或者开关开断操作时,电磁式电压互感器等电磁元件与电网系统中电容元件以及线路对地电容等形成谐振回路,系统中产生能够激发铁磁谐振的谐振频率。
变电站35kV及以下系统大量安装电磁式电压互感器,然而由于电磁式电压互感器电磁特性,经常发生铁磁谐振,导致电压互感器烧损,严重时甚至发生爆炸事故。
本文结合实际事故进行原因分析,并提出相应的预防治理措施。
2、事故现象及初步结论2.1 事故发生过程某日03时10分40秒,某330kV变电站#1主变低压侧35kV#1电容器#3561开关动作合闸,#1主变三侧电压无异常。
03时25分19秒030毫秒,35kV#1电容器#3561开关动作分闸,#1电容器组退出运行,35kV I段母线三相电压发生畸变,故障录波显示最大电压幅值达到56kV如图1所示。
35kV#1电容器、#2电容器、#1所用变保护报频率异常、装置报警。
该过程持续到03时48分52秒910毫秒,故障持续时间为23分34秒。
图1 #1电容器组退出运行后电压开始畸变03时49分24秒794毫秒,#1主变35kV侧C相电压互感器断线,发生35kV I母C相单相接地故障,35kV#1电容器、#2电容器、#1所用变保护报频率异常、03时49分24秒814毫秒,#1主变保护装置运行异常。