某變電站35KV中性點不接地系統鐵磁諧振現象分析

孫彥亮 黃霄

(河北興泰發電有限責任公司,河北邢臺 054000)

某變電站35KV中性點不接地系統鐵磁諧振現象分析

孫彥亮 黃霄

(河北興泰發電有限責任公司,河北邢臺 054000)

本文對某變電站35KV系統在空母線送電過程中發生鐵磁諧振過電壓現象,對當時的處理過程、產生的原因及采取的措施進行簡要介紹。

中性點不接地 原理 鐵磁諧振 過電壓

在中性點不接地系統中,由于電磁型電壓互感器(以下簡稱PT)飽和而引起的鐵磁諧振是出現較為頻繁的過電壓現象,當電力系統中發生鐵磁諧振時,經常導致電壓互感器燒毀或爆炸,造成惡性事故。下面就某變電站發生的一起35KV中性點不接地系統的鐵磁諧振現象進行分析。

1 現象及處理過程

某變電站35KV系統為雙母線運行方式,倒閘操作前,35KV I母、II母均為冷備用狀態。接調度令,將35KV II母線由冷備用轉運行,當35KV II母線送電后(由#2主變帶),“35KV‖母線接地”光字牌亮。此時檢查,35KV II母線“絕緣監察三地對地電壓表”平衡,但略有升高到22KV左右(正常21KV左右),開口角電壓異常(50V)。在端子箱處分別測量T第二繞組單相對地60V(正常應為57．75V),開口角第三繞組單相大約36V(正常33V),三相平衡,且三相電壓相序正常,但開口角電壓為50V左右,并且開口角對各相之間相位不固定

(規律性變化),初步判斷35KV系統一次設備良好。

將35KV II母線停電后,對相關設備進行預試檢查,均正常。再次送電及進行#1主變轉帶II母線等操作,現象相同。經分析,中性點不接地系統中三相電壓均同時升高,且相位變動異常,判斷為鐵磁諧振造成。采取在開口角二次處接一只100W白熾燈等措施后,鐵磁諧振現象消除,“35KV‖母線接地”光字牌熄滅。

2 鐵磁諧振產生的原因

中性點不接地系統中,為了監視絕緣,變電所的母線上通常接有Yo接線的電磁式電壓互感器,由于接有Yo接線的電壓互感器,網絡對地參數除了電力導線和設備的對地電容Co外,還有互感器的勵磁電感L,由于系統中性點不接地,Yo接線的電磁式電壓互感器的高壓繞組,就成為系統三相對地的唯一金屬通道。正常運行時,三相基本平衡,中性點的位移電壓很小。但在某些切換操作如在帶電壓互感器情況下,將空載母線合閘送電,可能會使電壓互感器的某相(或兩相)繞組內產生涌流和磁飽和現象,此時三相互感器在擾動后電感飽和程度不一樣而形成對地電阻不平衡,它與線路對地電容形成諧振回路,可能激發起鐵磁諧振過電壓。

附圖:35KV電壓互感器二次接線圖

3 鐵磁諧振的想象

①基波諧振：單相對地電壓降低,另兩項升高,有接地信號;②分次諧振：三相對地同時升高,低頻變動;③高次諧振：三相對地電壓同時升高超過線電壓。

4 鐵磁諧振常見的消除措施

①采用勵磁特性較好的電壓互感器。②電壓互感器開口三角繞組串接燈泡或電阻進行衰減。③中性點經消弧線圈或電阻接地。

5 運行中防止鐵磁諧振發生的部分措施

(1)改變運行方式,以改變網絡參數,消除諧振。

(2)控制電源電壓、降低鐵磁諧振的工作點。

(3)注意倒閘操作中的操作步驟。

1)當參數處在串聯諧振范圍時,母線停電的操作順序：先拉母線電壓感器,以切斷L,再拉母聯斷路器,送電時順序相反;如220kV、110kV帶斷口均壓電容的主開關或母聯開關對帶電磁式電壓互感器的空母線充電時,為防止合上兩側刀閘后因斷開電容的耦合作用有可能與空母線電磁式電壓互感器產生串聯諧振,應先合上開關,后合電壓互感器刀閘,如屬新安裝的電磁式電壓互感器投產時應考慮帶上互感器對母線充電。

2)電源向母線升壓時,先合斷路器,再升壓。

3)當母差保護動作跳閘時,是一條母線停電,也要及時拉開母聯斷路器的隔離開關或母線電壓互感器的隔離開關,以切斷L-C回路。

4)運行中注意監視備用母線的情況,發現異常,及時進行處理。

5)如在系統運行方式和倒閘操作過程中出現了開關斷口電容與空母線電磁式PT造成的串聯諧振,不管是合開關時出現的諧振過電壓,還是拉開關后出現的諧振過電壓,最直接有效的辦法是迅速拉開或合上主開關或母聯開關。如上述措施無法實現時,應迅速匯報調度,合上備用線路開關。

6)當變壓器向接有電壓互感器的空載母線合閘充電時,應將變壓器中性點接地或經消弧線圈接地。

7)系統發生并聯諧振時,應瞬間短接TV開口三角形繞組,有時也可以消除諧振,尤其是分頻諧振特別有效。

6 結語

為防止類似事件的發生,杜絕鐵磁諧振對電網的影響,我們應當據以反三,查找隱患,提高電氣設備運行的可靠性。

[1]張向東,張華龍,李英.電力系統鐵磁諧振的危害、鑒別及防范措.電力學報.

[2]MES98微機電力諧振診斷消除裝置說明書.保定浪拜迪電氣公司.

[3]吳麗華,鄭安.發電系統中鐵磁諧振故障分析與解決方法.齊魯石化工.

孫彥亮(1982一),男,河北邢臺人,學士,工程師,主要從事繼電保護相關工作。黃霄(1982一),女,河北邢臺人,學士,助理工程師,主要從事集控運行相關工作。