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                  電壓互感器中性點加裝消諧裝置問題探討

                  來源:登瑞電氣    發布于:2013-10-29 8:28:30    點擊:118    品牌:登瑞電氣    【進入產品中心

                  電壓互感器中性點加裝消諧裝置問題探討
                  在電網中性點不接地系統中其母線上電磁式電壓互感器一次繞組成為中性點不接地電網對地的*一金屬通道,電網相對地電容的充、放電途徑必然通過電壓互感器一次繞組。當統發生單相接地時,故障點會流過電容電流,未接地相(A、B)的電壓升高到線電壓,其對地電容上充以與線電壓相應的電荷。在接地故障期間,此電荷產生的電容電流,以接地點為通路,在電源-導線-大地間流通。由于電電壓互感器感器的勵磁阻抗很大,其中流過的電流很小。一旦接地故障消失,這時電流通路被切斷,而非接地相必須由線電壓瞬間恢復到正常相電壓水平。但是由于接地故障已斷開,非接地相在接地期間已經充電至線電壓下的電荷,就只有通過電壓互感器高壓繞組,經其原來接地的中性點進入大地,電壓互感器一次繞組中會出現數安培幅值的涌流,將電壓互感器高壓熔絲熔斷。在這一瞬變過程中,電壓互感器高壓繞組中將會流過一個幅值很高的低頻飽和電流,使電壓互感器鐵芯嚴重飽和,飽和后的電電壓互感器勵磁電感變小,系統網絡對地阻抗趨于感性,此時若系統網絡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,可激發各種鐵磁諧振過電壓。另外電網中的單相弧光接地,由于雷擊或其他原因線路瞬時接地,使健全相電壓突然上升,產生很大的涌流,也會使電壓互感器燒毀。在實際運行參數下,系統的諧振頻率列中,主要是1/2次分頻及基波諧振。必然或可能發生、不可能發生諧振的區域。
                  在正常運行電壓以及不外加R0時,隨著R0的增大,諧振范圍減少,當R0大于某一臨界值之后,諧振范圍消失,即不發生諧振。當R0≥0.056ωL時可消除一切基波和分頻諧波。
                  根據以上分析,可以采取適當的措施消除諧振,限制這種過電壓,可采用的措施是多種多樣的,較普遍的是采用在電壓互感器二次側開口三角形繞組兩端接消諧器和在電壓互感器一次側中性點對地接一次消諧器的等方法,下面就這些消諧方法做一比較,以便因地制宜,合理選用。
                  1在電壓互感器一次繞阻中性點與地之間加裝非線性電阻(一次消諧器)
                  在電壓互感器高壓繞組中性點接入一個足夠大的接地電阻,起阻尼與限流的作用,在單相故障消失時,低頻飽和各電流經過電阻Ro后進入大地,由于大部分壓降加在電阻上,從而大大抑制了低頻飽和電流,使電壓互感器高壓熔絲不易熔斷;同時由于在零序電壓回路串聯的這個電阻Ro,使電壓互感器飽和過電壓的大部分電壓降落在電阻Ro上,從而避免了鐵芯飽和,限制了電壓互感器飽和過電壓的發生。
                  其局限性是由于電網的復雜性,各配網電容電流大小、線路故障性質、電壓互感器伏安特性以及消諧器的運行環境等情況有所不同,一次消諧器自身的熱容量有限,難以保證在電壓互感器中性點裝設消諧器后設備萬無一失,尤其是當間歇電弧接地持續時間較長時,個別一次消諧器將因過熱而損壞,從而引起高壓熔絲熔斷,甚至電壓互感器燒損,相對較大的一次消諧阻尼器在持續時間較長的間歇電弧接地過電壓激發下,仍可損壞裝置;Ro的數值若選用太小,相當于沒有增加零序電阻,限制電壓互感器飽和過電壓的作用不大,從阻尼的角度來看電阻值愈大愈好,若Ro→∞,即電壓互感器高壓側繞組中性點變為絕緣了,電壓互感器的電感量不參與零序回路,也就不存在電壓互感器飽和過電壓,但Ro太大,當網絡出現單相接地時,大部分零序電壓降在Ro上,會使開口三角形電壓太低(電網對地電壓在電壓互感器勵磁電感Lp與Ro間分壓),電壓互感器零序電壓U0的測量值有誤差,影響接地指示靈敏度和保護裝置正常動作,因此不適宜使用在對零序電壓幅值和角度精度要求較高的場合(如微機接地選線裝置)。而且一次消諧器只能限制本電壓互感器不發生諧振,對電網中的其他電壓互感器無效,當發生單相接地故障時,且系統中有多臺高壓側中性點接地的電壓互感器同時運行,則必須每臺電壓互感器均在中性點安裝消諧電阻器方有效。
                  2在電壓互感器柜的互感器二次側加裝二次消諧器(消諧裝置
                  在電壓互感器二次側開口三角形繞組兩端接入阻尼電阻Ro,相當于在電壓互感器高壓側Yo結線繞組上并聯一個電阻,而這一電阻只有在電網有零序電壓時才出現,正常運行時,零序電壓繞組所接的Ro不會消耗能量。Ro值越小,在電壓互感器勵磁電感L上并聯電阻就越小,當Ro小于一定值時,網絡三相對地參數基本上由等值電阻決定,這時由電壓互感器飽和而引起電感的減小不會明顯引起電源中性點位移電壓。當Ro→0,即將開口三角形繞組短接,則電壓互感器三相電感值就變成漏感,三相相等,電壓互感器飽和過電壓也就不存在了。
                  其局限性是當電網內發生單相接地時,電壓互感器開口三角形繞組兩端會出現100V的工頻零序電壓,這樣阻尼電阻的容量就要求足夠大,當阻尼電阻太小,一方面電阻本身可能因過熱而燒壞,另一方面,電壓互感器也可能因電流過大而燒損。當涌流發生時,它會將二次開口三角短路,這反而會增大涌流幅值。
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