消除電網諧波對變電站影響的措施

摘要：文章以新疆生產建設兵團第五師電力公司所轄變電站為例，從消除電網諧波對變電站影響入手，試論消除電網諧波對變電站的影響對策及措施。提出要消除電網諧波對變電站的損害，就需要在變電站內安裝濾波消諧補償裝置，有效解決諧波的危害。

關鍵詞：電網諧波；電壓互感器；電氣參數；變電站

中圖分類號：TM727 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2014）28-0141-02

電力企業安全管理工作，要求電網建設從技術上消除諧波，完善電氣安全技術，研究電氣事故的機理及對策，不斷開發電氣安全領域新技術等。在管理上，需要健全和完善各種電氣安全組織管理措施，將完善的組織管理和合理的技術措施有機結合，以有效預防諧波對電網的危害事故發生。

1 電網諧波對變電站造成的事故案例

對于運行中的變電站，電網諧波產生的危害是普遍存在的，電力系統內部電磁能量的振蕩、互換及重新分布，導致整個電力系統中產生較大的內部過電壓。由于系統的變化，使其參數滿足了共振條件，則引起強烈的具有共振性質的振蕩，并導致嚴重的諧振過電壓，導致電壓互感器燒毀。

2014年4月13日，新疆生產建設兵團第五師電力公司所轄35kV霍拉變電站發生了10kVPT燒毀事故；對其進行更換后僅僅運行了兩個月時間，又于2014年6月13日再次發生10kVPT燒毀事件。

2014年6月9日5時30分，新疆生產建設兵團第五師電力公司所轄110kV中心變電站35kV中塔線電流互感器C相擊穿接地，直接影響了由此變電站送往青達拉變電站的35kV中青線，導致35kV青達拉變電站35kV母線PT發生爆炸起火，造成青達拉變電站全站停電的特大事故。事故造成全城停電4個半小時，影響惡劣。此變電站2013年就發生三次10KVPT燒毀事故，35kV母線PT于2014年4月24日發生過燒毀事故，對其進行更換后，運行僅一個半月，又發生此次惡劣事故。

新疆生產建設兵團第五師電力公司還發生所轄110kV黃土梁變電站燒毀三組10kV母線電壓互感器、110kV雙河變電站燒毀兩組10kV母線電壓互感器、35kV雅孜木圖變電站燒毀兩組35kV母線電壓互感器、35kV城區變電站燒毀一組6.3kV母線電壓互感器。除了PT燒毀，其它變電站電壓互感器還經常出現一次保險熔斷現象，也和鐵磁諧振有關系。

近一年PT保險燒斷不完全統計實例：2013年4月14日35KV塔斯爾海變電站10kVPT保險燒毀，發生漏油現象；2013年5月22日35kV異地變電站35kVPT保險燒斷；2013年6月16日35kV大蓮湖變電站35kVPT保險燒斷；2013年8月8日110kV中心變電站10kVPT保險燒斷；2014年6月18日，異地變電站35kVPT保險燒斷。

2 電網諧波消除原理

電力企業在消除諧波作業時，應大力推廣漏觸電保護、強化絕緣、電氣隔離等新型電氣安全技術。消除諧波工作啟動后，企業應當從規劃、設計、施工、安裝、試驗一直到運行操作、維護等程序上加強安全管理，企業電氣作業人員應掌握安全運行條件、規律，建立和健全專業人員定期檢查維護電氣裝置的制度。

嚴禁電工及其他人員違章作業，禁止在消除諧波作業過程中臨時停、送電，嚴禁直接從線路上掛鉤取得臨時電源和私設電網等。電氣操作人員應經過專業培訓考試合格或持有電工合格證者，才允許安裝、維護電氣

設備。

消除諧波過程中，對于重點、難點和危險性大的檢修作業，要加強作業現場監督檢查，全面落實安全生產責任制，保證消除諧波工作安全可控、在控和能控。

要結合消除諧波對變電站支柱絕緣子、開關、互感器瓷套、端子箱、機構箱等重點部位進行安全檢查，防止消除諧波工作中發生人身觸電、高處墜落以及誤操作事故為重點的安全檢查工作，認真開展作業安全風險分析，落實預防控制措施，對危險性、復雜度較大的作業，要組織專業人員開展現場勘查，編制切實可行的技術方案，確保工作計劃合理、技術方案正確、安全措施完備。

3 電網諧波消除方法及治理措施

電網諧波治理過程中，需要給變電站安裝無功補償，以減少網損、提高供電質量。考慮到變電站的長遠發展，變電站還需要安裝弧線圈，以66kV供電架空線路合計按300km計算，電容電流為65.5A，需要消弧線圈容量3369kVA。

治理諧波變電站主設備主要參數，主變壓器需要安裝三相三線圈變壓器，主變容量90MVA，電壓等級為220/69/10.5kV。調壓型式，抽頭電壓，阻抗電壓待初步設計階段確定。

需要安裝斷路器，工程涉及到的相關220kV變電站新增220kV斷路器建議采用31.5kA。并要實現串聯諧振回路阻抗最小，利用這個原理，可以設計帶通濾器或事阻濾波器。

帶阻濾波器工作原理如下：向左轉|向右轉。諧振時，L和C的阻抗之和最小，電阻R的阻抗不變，輸出電壓最低，理論上為0V。

諧振頻率不能通過該網絡。如果是抑制某種固定頻率，可以采用上述電路。反之，如果是為了抑制各種非電網頻率（50Hz）的其他任意諧波，可采用帶通濾波器結構，與帶通濾波器類似，不同的是從R輸出，這樣，只有諧振頻率能夠通過該網絡。其他頻率下，由于L和C的總阻抗很大，而R較小，輸出接近0。

4 治理諧波對系統調度通道的要求

根據《新疆電網調度運行管理辦法》（試行）和新電調規定“網省、省局調度與其下轄的下一級調度、發電廠和變電站應設立兩條以上的不同路徑且相互對立的數字通信電路”的規定，本工程需組織主、備通信通道至新疆公司。

4.1 調度自動化對通道的要求

本期工程調度自動化需增加如下通道：新疆公司省調：2Mbit/S數字通信通道；新疆公司地調：專線數字通信通道。

4.2 系統保護對通道要求

系統繼電保護需要以下通道：新疆電力公司：需要光纖保護通道，保護的方式可采用專用光纖方式。備用通道可采用迂回光纖通道。

4.3 通道組織方案

依據新疆公司電網通信現狀，根據新疆公司系統接線的具體情況，為滿足調度自動化和系統繼電保護對通道的需求，提出通信電路建設的方案。依據調度管理辦法的規定，新疆公司對上級調度需組織兩條光纜通道。考慮為規劃選址階段，本工程暫按最長線路所址計列光纜長度。

5 結語

綜上所述：若要消除電網諧波對變電站的損害，就需要在變電站內安裝濾波消諧補償裝置，以效解決諧波的危害。安裝補償裝置，既能治理諧波又能補償無功，可徹底解決諧波污染及提高功率因素，經濟效益明顯。濾波消諧無功補償裝置可同時濾除2次到60次的諧波電流；校正能力<5%THDi.。

作者簡介：郭麗（1971-），女，四川宜賓人，新疆博樂第五師電力公司供電公司變電工區書記，高級工程師。