某变电站35KV中性点不接地系统铁磁谐振现象分析

孙彦亮 黄霄

(河北兴泰发电有限责任公司,河北邢台 054000)

某变电站35KV中性点不接地系统铁磁谐振现象分析

孙彦亮 黄霄

(河北兴泰发电有限责任公司,河北邢台 054000)

本文对某变电站35KV系统在空母线送电过程中发生铁磁谐振过电压现象,对当时的处理过程、产生的原因及采取的措施进行简要介绍。

中性点不接地 原理 铁磁谐振 过电压

在中性点不接地系统中,由于电磁型电压互感器(以下简称PT)饱和而引起的铁磁谐振是出现较为频繁的过电压现象,当电力系统中发生铁磁谐振时,经常导致电压互感器烧毁或爆炸,造成恶性事故。下面就某变电站发生的一起35KV中性点不接地系统的铁磁谐振现象进行分析。

1 现象及处理过程

某变电站35KV系统为双母线运行方式,倒闸操作前,35KV I母、II母均为冷备用状态。接调度令,将35KV II母线由冷备用转运行,当35KV II母线送电后(由#2主变带),“35KV‖母线接地”光字牌亮。此时检查,35KV II母线“绝缘监察三地对地电压表”平衡,但略有升高到22KV左右(正常21KV左右),开口角电压异常(50V)。在端子箱处分别测量T第二绕组单相对地60V(正常应为57．75V),开口角第三绕组单相大约36V(正常33V),三相平衡,且三相电压相序正常,但开口角电压为50V左右,并且开口角对各相之间相位不固定

(规律性变化),初步判断35KV系统一次设备良好。

将35KV II母线停电后,对相关设备进行预试检查,均正常。再次送电及进行#1主变转带II母线等操作,现象相同。经分析,中性点不接地系统中三相电压均同时升高,且相位变动异常,判断为铁磁谐振造成。采取在开口角二次处接一只100W白炽灯等措施后,铁磁谐振现象消除,“35KV‖母线接地”光字牌熄灭。

2 铁磁谐振产生的原因

中性点不接地系统中,为了监视绝缘,变电所的母线上通常接有Yo接线的电磁式电压互感器,由于接有Yo接线的电压互感器,网络对地参数除了电力导线和设备的对地电容Co外,还有互感器的励磁电感L,由于系统中性点不接地,Yo接线的电磁式电压互感器的高压绕组,就成为系统三相对地的唯一金属通道。正常运行时,三相基本平衡,中性点的位移电压很小。但在某些切换操作如在带电压互感器情况下,将空载母线合闸送电,可能会使电压互感器的某相(或两相)绕组内产生涌流和磁饱和现象,此时三相互感器在扰动后电感饱和程度不一样而形成对地电阻不平衡,它与线路对地电容形成谐振回路,可能激发起铁磁谐振过电压。

附图:35KV电压互感器二次接线图

3 铁磁谐振的想象

①基波谐振：单相对地电压降低,另两项升高,有接地信号;②分次谐振：三相对地同时升高,低频变动;③高次谐振：三相对地电压同时升高超过线电压。

4 铁磁谐振常见的消除措施

①采用励磁特性较好的电压互感器。②电压互感器开口三角绕组串接灯泡或电阻进行衰减。③中性点经消弧线圈或电阻接地。

5 运行中防止铁磁谐振发生的部分措施

(1)改变运行方式,以改变网络参数,消除谐振。

(2)控制电源电压、降低铁磁谐振的工作点。

(3)注意倒闸操作中的操作步骤。

1)当参数处在串联谐振范围时,母线停电的操作顺序：先拉母线电压感器,以切断L,再拉母联断路器,送电时顺序相反;如220kV、110kV带断口均压电容的主开关或母联开关对带电磁式电压互感器的空母线充电时,为防止合上两侧刀闸后因断开电容的耦合作用有可能与空母线电磁式电压互感器产生串联谐振,应先合上开关,后合电压互感器刀闸,如属新安装的电磁式电压互感器投产时应考虑带上互感器对母线充电。

2)电源向母线升压时,先合断路器,再升压。

3)当母差保护动作跳闸时,是一条母线停电,也要及时拉开母联断路器的隔离开关或母线电压互感器的隔离开关,以切断L-C回路。

4)运行中注意监视备用母线的情况,发现异常,及时进行处理。

5)如在系统运行方式和倒闸操作过程中出现了开关断口电容与空母线电磁式PT造成的串联谐振,不管是合开关时出现的谐振过电压,还是拉开关后出现的谐振过电压,最直接有效的办法是迅速拉开或合上主开关或母联开关。如上述措施无法实现时,应迅速汇报调度,合上备用线路开关。

6)当变压器向接有电压互感器的空载母线合闸充电时,应将变压器中性点接地或经消弧线圈接地。

7)系统发生并联谐振时,应瞬间短接TV开口三角形绕组,有时也可以消除谐振,尤其是分频谐振特别有效。

6 结语

为防止类似事件的发生,杜绝铁磁谐振对电网的影响,我们应当据以反三,查找隐患,提高电气设备运行的可靠性。

[1]张向东,张华龙,李英.电力系统铁磁谐振的危害、鉴别及防范措.电力学报.

[2]MES98微机电力谐振诊断消除装置说明书.保定浪拜迪电气公司.

[3]吴丽华,郑安.发电系统中铁磁谐振故障分析与解决方法.齐鲁石化工.

孙彦亮(1982一),男,河北邢台人,学士,工程师,主要从事继电保护相关工作。黄霄(1982一),女,河北邢台人,学士,助理工程师,主要从事集控运行相关工作。