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铁磁谐振对电压互感器的损害及消谐措施
更新时间:2016-09-04 发布:www.1024sj.com

铁磁谐振对电压互感器的损害及消谐措施毛敬伟谭锋河北省邯郸电力装备厂(056004)【摘要】 本文从理论上论述了铁磁谐振过电压的发生气理及对互感器的损害,并提出了消谐措施。【要害词】 铁磁谐振 电压互感器 损害 消磁措施1 铁磁谐振过电压发生的机理在最简单的带铁芯电感L和电容C与电源E的串联回路中,电容压降此主题相关图片以下:,电感压降UL=I·ωL。由于与Uc和UL反向,所以此主题相关图片以下:式中 Uc--电容压降   UL--电感压降   I--线路电流   E--电源电压   L--电感量   C--电容量   ω--2πf此主题相关图片以下:图1 串联铁磁谐振电路特征曲线由于铁磁电感具有非线性特征,求解这一电路采用图解法。图1暗示UL-I、Uc-I的伏安特征。可以看出,Uc-I是一条斜直线,而Uc-I具有铁磁饱和的特征,它们订交于e点。图中同时画出Δu与I的关系曲线,它和E直线订交于a1,a2,a3三点,在三个点上,E=Δu时,称为平衡点,即电路可能的工作点。由图可知,电源E没有足够年夜扰动,则电路便稳定工作在a1点,电感和电容上的电压划分为和,且,故电路呈感性,这时候电流较小,电路处于非谐振状态。但由于10kV配电系统年夜多采用中性点不接地方式运行,其线路(尤其是电缆出线)对地存在散布电容,当系统运行正常时,各相电压互感器的感抗相等,中性点电压等于零。但假设当线路因断线、雷击或其他缘由而发生单相接地故障时(如A相),接地相对地电压降到接近于零,而非故障相对地电压上升倍,致使严重的中性点位移,中性点对地电压升高,系统的稳定性和对称性遭到破坏。另外一方面由于中性点不接地运行方式的主要特点是单相接地后,答理维持一定的时间,通常是2h,不致于引发用户断电。但随着中压电网的扩年夜,出线回路数增多、线路增加,中压电网对电容电流亦年夜幅度增加,在发生单相接地故障时,其接地址电阻较年夜且接触不良,因而在接地址泛起瞬燃瞬熄的电弧放电,从而造成电压瞬高瞬低,同时引发电能、磁能的振荡。单相接地时接地电弧不能自动熄灭,必然发生弧光过电压,通常是3~5倍相电压甚至更高,致使电网中尽缘亏弱的地方放电击穿,并会成长为相间短路造成装备损坏和停电事故。对于全数(或年夜部门)是电缆出线的电网,网络的电容电流会更年夜,单相接地后电弧不能自行熄灭,发生的弧光过电压可能致使相间短路而电缆"放炮"。所以当线路发生单相接地故障时,就会使电源电压瞬间升高,工作点越过ΔU-I曲线的最高点到达a2点,但a2点其实不是稳定工作点,由于电路中电流一旦偏离a2点而增年夜时,电源电势E便年夜于ΔU,使回路电流I继续增年夜,这使带铁芯电感加倍饱和,L值进一步下降,I随之增加,到达串联谐振点e点,在e点ωL=1/ωC,理论上此时过电压将趋于无限年夜,但e点也不是稳定工作点,随着电流激增L将继续削减,电路就自动偏离谐振条件而跃变到新的稳定工作点a3为止,此时,虽然工作点已偏离理论上的谐振工作点e,但这时候电流已很年夜,、都很高,所以我们说电路仍处于谐振状态。此时由于,电路呈容性。从以上分析可以看出,所谓铁磁谐振就是由于铁芯饱和而引发的一种跃变进程,由于a1点到a3点的跃变,使电路由原来的感性状态转变为容性状态,电路相位发生180°反转。经由过程以上对串联铁磁谐振电路的分析,我们就能够大白,当线路发生单相接地时,两相电压瞬时升高,三相铁芯遭到分歧的激励而显现分歧水平的饱和,电压互感器的各相感抗发生变化,各相电感值不不异,中性点位移发生零序电压。由于线路电流延续增年夜,致使电压互感器铁芯逐渐磁饱和,其电感迅速减小,当电感降到知足ωL=1/ωC时,即具有谐振条件,从而发生谐振过电压。在发生谐振时,电压互感器一次励磁电流急剧增年夜,使高压熔丝熔断。假设电流还没有到达熔丝的熔断值,但跨越了电压互感器额定电流,长时间处于过电流状态下运行,必然造成电压互感器烧损。2 消除铁磁谐振的技术措施(1) 选择励磁特征好的电压互感器或改用电容式电压互感器。(2) 在统一个10kV配电系统中,应尽量削减电压互感器的台数。(3) 在三相电压互感器一次侧中性点串接单相电压互感器或在电压互感器二次启齿三角处接进阻尼电阻。(4) 在母线上接进一定年夜小的电容器,使容抗(Xc)与感抗(XL)的比值小于0.01可避免谐振。(5) 系统中性点装设消弧线圈。(6) 采用自动调谐原理的接地抵偿装配,经由过程过补、全补和欠补的运行方式,来较好地解决此类问题。今朝自动调谐接地抵偿装配主要是由五年夜部门组成:接地变压器、电动式消弧线圈、微机控制部门、阻尼电阻部门、中性点专用互感器和非线性电阻。接地变压器是作为人工中性点接进消弧线圈。消弧线圈电畅通流畅过有载开关调理并实现远方自动控制,采用预调理方式,即在正常运行方式情况下,凭据电网参数的变化而随时调理消弧线圈的分接头到最好位置。哄骗微机控制器实现自动跟踪和自动调谐。经由过程丈量位移电压为主和中性点电流与电压之间的相位,能够准确的计较、判定、发出指令自动进行调整,显示有关参数:电容电流、电感电流、残流和位移电压等。还能追思、报警、自动打印和旌旗灯号远送,知足无人值班变电所的需要。

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