6～35kV配电网铁磁谐振对策初探

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1、第32卷第3期四川电力技术Vo1．32，No．32009年6月SichuanElectricPowerTechnologyJun．。20096～35kV配电网铁磁谐振对策初探程德蓉，刘启俊(1．成都电业局龙泉驿供电局，四川成都610100；2．四川电力试验研究院，四川成都610072)摘要：配电网发生铁磁谐振后，将产生过电压，危害极大。基于系统安全运行的需要，于实践中总结了若干消谐措施，并逐一进行了比较。关键词：配电网；铁磁谐振；过电压；对策；电压互感器；安全运行Abstract：Whenferromagneticresonancetakesplace

2、inadistributionnetwork，overvohagewillbeproducedthatisofgreatharm．Accordingtotherequirementsofsafeoperation，somemeasuresofremovingferomagneticresonancearesummedupinthepractice，andthemeasuresarecomparedwitheachother．Keywords：distributionnetwork；feromagneticresonance；overvoltage；；v

3、oltagetransformer；safeoperation中图分类号：TM864文献标识码：A文章编号：1003—6954(2009)03—0036一o3在6—35kV的配电网中，因变压器、消弧线圈、表现为一次绕组匝间短路，且外壳多处存在环氧树脂电压互感器等感性元件的磁饱和作用常常激发形成爆裂痕迹。究其原因，无非有三：①系统频繁投切大较高幅值的铁磁谐振过电压。铁磁谐振可以是工频功率的感性负荷；②该电站施工时，在有限的空间内，谐振、也可以是高频谐振或分频谐振，其具体表现为：承包商施行立体作业，因条件较差，来自施工变电站①产生高幅值的零序电压，出现虚幻

4、接地或接地指示的电缆常被外物破坏，单相接地频繁，造成Tv铁心错误；②系统单相、二相或全相对地电压升高，出现低饱和；③因雷击或其他原因，线路瞬间弧光接地，暂态频摆动，引发绝缘闪络或避雷器爆炸；③工频谐振产过程中产生涌流。如图1、图2所示，在上述条件①、生反倾引起变压器负荷侧小电机反转，变压器绕组电②、③中，当满足toL=1／wc，回路发生谐振，具体表现流急剧增加、铁心异音，导线发生电晕；④电压互感器为：外加电动势E由零逐渐增大，回路电流、电容及保险熔断或爆裂，使得仪表测量、接地保护等无法正电感上的电压均突然大幅度上升，引起TV一次绕组常运作。绝缘闪络，形

5、成过流，最终造成rI’v爆裂。在实际操据统计，35kV及其以下的配电网，谐振故障率作中，当谐振频率等于工频的整数倍时，将会发生高较高，已受到业内人士广泛关注，因此，于实践中总结频谐振，产生高次谐波谐振过电压；相应的，当谐振频出一套便捷、高效的消谐措施，尤为重要。率等于工频的分数倍时，将发生分频谐振，产生分次谐波谐振过电压。经总结发现：分频谐振相对于高频1铁磁谐振形成原因谐振、工频谐振，因其感性元件的励磁电流高达额定值的几十倍，危害较大。当系统发生铁磁谐振时，参与谐振的电感呈非线影响互感器铁磁谐振过电压的因素如下。性特性，铁磁谐振可以分为外激发和自激谐振

6、。实践证明，产生铁磁谐振的两个必要条件是：①系统工作在欠补偿状态，即：回路参数必须满足toL>1／wC；②基波同1／'2次谐波叠加有激磁作用差，容易饱和的铁磁材料存在或系统中存在一定程度的扰动，如：电网突然合闸、设备故障(导线折断、熔断器仅一相或两相熔断、断路器操作不同期)等等。有例为证：位于四川的国内某巨型水电基波同3次谐波叠加站，在一个时期，其6kVTV先后有6台次损坏，集中图1铁磁谐振波形图·36·第32卷第3期四川电力技术Vo1．32。No．32009年6月SichuanElectricPowerTechnologyJun．。2009l————

7、专上—=、—一一一l图2并联谐振电路图5lS为(1)电压互感器伏安特性的影响。如图形3所示，铁l’＼心电感的伏安特性愈好，即铁心饱和得愈慢，谐振区、＼：)一一一一3_2、一、L愈向右移，也即谐振所需要的阻抗参数Xc。／XL愈大；111一。j、，反之，愈向左移，即谐振所需∞愈小。‘＼＼，，，Lr)(2)电压互感器损耗的影响。运行中的互感器，一般损耗较大，例如，35kV的互感器其阻尼系数r／『＼ffI．'、_-一lI、f、／XL为>15／10000，损耗电阻大，可以吸收一部分能～＼‘{，fl；‘分文膏tⅨ量，对谐振有一定的抑制作用，特别是对1／2频谐振，2

8、一薹泣Ⅸ／．3一膏莰麓麓医这种抑制作用很明显。相关科研试验表明：当∞／舰一定时，随着互感器高压