10kV配电网两种消谐措施的分析比力曾建忠(福建晋源发电厂晋江362246)〔摘要〕针对10kV不接地系统中电压互感器铁芯饱和引发的工频位移过电压和铁磁谐振过电压，凭据现场运行经验，分析计议在现实运用中采用启齿三角形绕组两头接消谐器进行消谐的优越性和局限性，提出哄骗电压互感器高压侧中性点接消谐器可以弥补其不足，终解决电压互感器高压熔丝经常熔断的问题。
〔关头词〕铁磁谐振消谐器低频饱和电流
在10kV中性点不接地系统中，往往由于电磁式电压互感器(简称压变)铁芯饱和而引发工频位移过电压和铁磁谐振过电压(通称为压变饱和过电压)，造成压变高压熔丝熔断，甚至使压变烧损。限制这类过电压的措施是多种多样的，较普遍的是采用在压变二次侧启齿三角形绕组两头接消谐器的方式，和近年来采用的在压变一次侧中性点对地接消谐电阻的方式，这两种消谐措施各具特点，应因地制宜，合理选用。1压变启齿三角形绕组两头接消谐器的消谐方式
1.1原理
对这类压变饱和过电压，凡是是在压变二次侧启齿三角形绕组两头接进阻尼电阻Ro，相当于在压变高压侧Yo结线绕组上并联一个电阻，而这一电阻只有在电网有零序电压时才泛起，正常运行时，零序电压绕组所接的Ro不会消耗能量。Ro值越小，在压变励磁电感L上并联电阻就越小，当Ro小于一定值时，网络三相对地参数基本上由等值电阻决议，这时候由压变饱和而引发电感的减小不会较着引发电源中性点位移电压。当Ro=0，行将启齿三角形绕组短接，则压变三相电感值就酿成漏感，三相相等，压变饱和过电压也就不存在了。但当电网内发生单相接地时，压变启齿三角形绕组两头会泛起100V的工频零序电压，这样阻尼电阻的容量就要求足够年夜，当阻尼电阻太小，一方面电阻自己可能因过热而烧坏，另外一方面，压变也可能因电流过年夜而烧损，所以现在变电站一般采用微电脑多功能消谐装配。当判断为存在工频位移过电压或铁磁谐振过电压后，单片机就进行消谐法式，发出高频脉冲群，使反并在启齿三角形绕组两头的两只晶闸管交替过零触发导通，将启齿三角形绕组短接(若系统发生单相接地，则不起动消谐装配)，使压变饱和过电压迅速消除。由于短接时间极短，故不会给压变带来负担。
1.2优点
采用微电脑多功能消谐装配，来消除压变饱和过电压效果优秀，且一个系统凡是只要接一台消谐器即可起到消谐作用。如晋江市110kV青阳变电站和晋源电厂网控站每段10kV母线各装设了一套WNX-Ⅲ-10型微电脑多功能消谐装配，电网运行正常，基本上消除由于压变饱和过电压引发压变高压熔丝熔断现象。
1.3局限性
随着青阳变电站10kV配电网的不竭扩年夜，尤其是新建了4座10kV开闭所，电力电缆比例显著增年夜，新建开闭所在投运早期，当线路发生接地故障时，有的开闭所压变的高压熔丝仍经常发生熔断，若有一次线路单相接地，曾井和青华两座开闭所压变高压熔丝熔断5根。 晋源电厂由于机组扩建，新增两台1500kW汽轮发机电组，并划分用电缆接到网控站主变负荷侧10kVⅢ、Ⅳ母线上，因是直配机电，每台发机电出口对地各并联一组BWF10.5-12-1W型防雷电容器。两台发机电组运行小时数加起来不足5000h，然而其出口压变高压熔丝熔断就有10根。
在中性点不接地电网中，电磁式压变高压熔丝熔断，其实不一建都是由于压变饱和过电压引发的。当电网对 地电容3Co较年夜，而电网间歇接地或接地消失机，健全相Co中贮存的电荷将重新分配，它将经由过程中性点接地的压变Lp形成放电回路，组成低频振荡电压份量，促使压变饱和，形成低频饱和电流。它在单相接地消失后1/4～1/2工频周期内泛起，电流幅值可远年夜于分频谐振电流(分频谐振电流约为额定励磁电流的百倍以上)，频率约2～5Hz。由于低频饱和电流具有幅值高、作用时间短的特点，在单相接地消失后的半个周波即可熔断熔丝。
2压变中性点接消谐电阻的消谐方式
采用压变中性点装设电阻Ro既能抑制低频饱和电流，同时也能起到消除压变饱和过电压的作用。青阳配电网几座10kV开闭所采用压变高压线圈中性点接LXQ-10型消谐器后效果优秀。1999年炎天14号强台风造成线路频仍接地，而这几座开闭所的压变高压熔丝却平安无事。晋源电厂汽轮发机电出口压变高压侧中性点在装设了同型号的消谐器后，至今压变高压熔丝只熔断过一次。图1电网单相接地时电流的散布
2.1原理
电网单相接地时电流的散布如图1所示。当系统发生单相接地时，故障点会流过电容电流，未接地相(A、B)的电压升高到线电压，其对地电容Co上充以与线电压响应的电荷。在接地故障时代，此电荷发生的电容电流，以接地址为通路，在电源-导线-年夜地间畅通流畅。由于压变的励磁阻抗很年夜，其中流过的电流很小。一旦接地故障消失，这时候电畅通流畅路被切断，而非接地相必需由线电压瞬间恢复到正常相电压水平。
可是，由于接地故障已断开，非接地相在接地时代已充电至线电压下的电荷，就只有经由过程压变高压绕组，经其原来接地的中性点进进年夜地。在这一瞬变进程中，压变高压绕组中将会流过一个幅值很高的低频饱和电流，使压变铁芯严重饱和。现实上，由于接地电弧熄灭的时刻分歧，即初始相位角分歧，故障的切除纷歧建都在非接地相电压达年夜值这一严重情况下发生。是以，纷歧定每次单相接地故障消失机，城市在压变高压绕组中发生年夜的涌流。而且低频饱和电流的年夜小，还与压变伏安特征有很年夜关系，压变铁芯越容易饱和，该饱和电流就越年夜，高压熔丝就越易熔断。如青阳配电网早期建设的公园10kV开闭所在类似上述接地故障情况下，其压变高压熔丝一直就没有熔断过。
在上述情况下，若在压变高压绕组中性点接进一个足够年夜的接地电阻，在单相故障消失机，低频饱和各电流经过电阻Ro落后进年夜地，由于年夜部门压降加在电阻上，从而年夜年夜抑制了低频饱和电流，使压变高压熔丝不容易熔断；同时由于在零序电压回路串联的这个电阻Ro，使压变饱和过电压的年夜部门电压降落在电阻Ro上，从而避免了铁芯饱和，限制了压变饱和过电压的发生。
2.2Ro阻值的选择
Ro的数值若选用太小，相当于没有增加零序电阻，限制压变饱和过电压的作用不年夜。从阻尼的角度来看电阻值愈年夜愈好，若Ro→∞，即压变高压侧绕组中性点变为尽缘了，压变的电感量不介入零序回路，也就不存在压变饱和过电压。但Ro太年夜，当网络泛起单相接地时，年夜部门零序电压降在Ro上，会使启齿三角形电压太低(电网对地电压在压变励磁电感Lp与Ro间分压)，影响接地指示活络度和庇护装配正常动作。从年夜量的实验中得出：6～10kV电网，Ro可取30～50kV变电所接地报警启动电压一般整定为15～30V，按启齿三角形电压不小于80V来斟酌，凭据有关专家实验得知当Ro为30～50kVXQ型消谐器的电阻元件是用SIC为基料经高温氢气炉焙烧而成，消谐器由多个电阻元件并、串联组成。其电阻值长短线性的，在电网正常运行时，消谐器上电压不高，呈高阻值(约为0.5M?,使谐振在肇端阶段不容易发生；当电网单相接地时，消谐器上电压较高(10kV电网，消谐器上电压为1.7～1.8kV)，电阻呈低值(10kV电网的消谐电阻降到数万欧姆)，可知足压变启齿三角形电压不小于80V的要。LXQ型消谐器在年夜电流(数百毫安)经由过程时，电阻发烧，因其没有瓷套，热量迅速扩散，基本能够知足弧光接地对Ro热容量的要求。
2.3局限性
由于电网的复杂性，各配网电容电流年夜小、线路故障性质、压变伏安特征和消谐器的运行情况等情况有所分歧，难以保证在压变中性点装设消谐器后装备满有把握，尤其是当间歇电弧接地延续时间较长时，个体消谐电阻将因过热而损坏，从而引发高压熔丝熔断，甚至压变烧损。所以消谐电阻的热容量有待进一步提高。
在压变启齿三角形绕组两头接微电脑消谐器能够抑制压变饱和过电压，且一个系统一般只要接一台就能够，但它有一定 局限性，没法抑制低频饱和电流，适用于电网较小、对地电容不年夜的场所。而在压变高压绕组中性点接消谐电阻既能消除压变饱和过电压和抑制低频饱和电流，避免高压熔丝熔断，同时只要阻值选择适当，就不影响压变的正常运行，但每台压变都必需装设(尤其是较易发生铁芯饱和的压变)，适用于电网较年夜、对地电容较年夜的场所。所以在现实运用中，应凭据电网现实情况，合理选用一种或各类消谐装配配合使用，若有需要还应配合其它方式，以到达好消谐效果，保证装备的正常运行。参考文献：1岳健平易近.6～35kV压变中性点用消谐器的性能分析.全国过电压学术计议会论文集.19972陈化钢.电力装备异常运行及事故处置.中国水利水电出书社.
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