微機(jī)消諧裝置抑制鐵磁諧振過(guò)電壓的分析

電力系統(tǒng)中,由于雷擊或其它原因,線(xiàn)路瞬間單相接地,使健全相電壓突然升至線(xiàn)電壓,而故障相在接地消失時(shí)又可能有電壓的突然上升,在這些暫態(tài)中也會(huì)有很大涌流;傳遞著過(guò)電壓,如高壓供電線(xiàn)路發(fā)生單相接地,低壓側(cè)就有傳遞過(guò)電壓，使電壓互感器鐵芯飽和，由于電壓互感器三相電感飽和程度不同,會(huì)出現(xiàn)互感器的一相或兩相電壓升高,也可能三相電壓同時(shí)升高，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)引起諧振, 造成PT 過(guò)電流、過(guò)熱冒油、爆炸、母線(xiàn)短路、PT 保險(xiǎn)熔斷等事故，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。本文就此現(xiàn)象，對(duì)電磁式PT 引起的鐵磁諧振過(guò)電壓數(shù)值特征及諧振判據(jù)進(jìn)行了分析，從而選用一種或綜合應(yīng)用幾種合理措施進(jìn)行阻抑。

一、鐵磁諧振形成的原因

在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，由于接地保護(hù)的需要，和監(jiān)視三相對(duì)地電壓,發(fā)電廠(chǎng)、變電站母線(xiàn)上常接有Yο 接線(xiàn)的電磁式電壓互感器,于是,電網(wǎng)參數(shù)除了電力設(shè)備和導(dǎo)線(xiàn)的對(duì)地電容Cο 之外,還有電壓互感器的勵(lì)磁電感L ,正常運(yùn)行時(shí),電壓互感器的勵(lì)磁阻抗是很大的,電網(wǎng)對(duì)地阻抗是容性,三相基本平衡,電網(wǎng)中性點(diǎn)的位移電壓很小,但電力系統(tǒng)出現(xiàn)某些擾動(dòng),造成電壓互感器三相電感飽和程度不同時(shí),就可能激發(fā)引起諧振過(guò)電壓。

電壓互感器與電網(wǎng)線(xiàn)路對(duì)地電容并聯(lián)形成諧振回路，電磁式電壓互感器的電感是非線(xiàn)性的，這種諧振回路為非線(xiàn)性諧振回路，或稱(chēng)鐵磁諧振回路，如圖1。

通常，在正常運(yùn)行時(shí)，電壓互感器的感抗XL遠(yuǎn)大于電網(wǎng)對(duì)地電容的容抗XC，即XL與XC不會(huì)形成諧振，但由于某些原因，例如單相接地故障、線(xiàn)路合閘、雷電沖擊等，使電壓互感器的電感量發(fā)生變化，如果XL與XC匹配合適則將產(chǎn)生諧振。如圖1所示，正常運(yùn)行時(shí)互感器中性點(diǎn)N'和電源中性點(diǎn)N對(duì)地同電位，中性點(diǎn)不發(fā)生位移，當(dāng)發(fā)生諧振時(shí)，互感器一相、兩相或三相繞組電壓升高，各相對(duì)地電位發(fā)生變動(dòng)，但因電源電勢(shì)由發(fā)電機(jī)的正序電勢(shì)所固定，EA、EB、EC保持不變，在電網(wǎng)這一部分對(duì)地電壓的變動(dòng)則表現(xiàn)為電源中性點(diǎn)發(fā)生位移，而出現(xiàn)零序電壓。

根據(jù)圖1，解出中性點(diǎn)位移電壓如下式：

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