电力系统的谐振过电压

电力系统的谐振过电压（精选7篇）

电力系统的谐振过电压 第1篇

图1 (a) 是R、U、C串联电路。在电源频率一定的情况下, 感抗XL=ωL容抗XC=1/ωC都是定值。图1: (b) 是该串联电路的矢量图。

电感电压UL相位角滞后电流I为900, 电阻电压UR与电流I同相位。总电压U等于电阻、电感、电容三者电压的矢量和。

即:。当电路的感抗等于容抗, 即总电抗X=XL-XC=0时, 阻抗Z=R, 电器呈阻性。在一定的电源电压的作用下, 电路中电流达到最大值I=U/Z=U/R。这时, 由于XL=XL于是UL=UL, 并且它们方向相反。虽然它们对整个电路不再有影响, 但是在电感、电容上的压降仍旧存在, 而且当XL=XC比R大狠多时, UL和UC可以电源电压高出许多, 由此产生了串联谐振过电压。这种过电压可能破坏电路中的绝缘。

2 并联谐振:

图2 (a) 是R、L、C并联电路。图2 (b) 是该电路的矢量图。电流IR与电压U同相位, 电容电流IC相位角超前电压90°, 电感电流IL相位角滞后电压90°, 当XL=XC时, 电路呈阻性, 发生并联谐振。此时, IL=IC, 方向相反, 互相补偿, 无须电源供给, 电源的电流I=IR2+ (IL-IC) 2=IR, 为最小值。但是在支路的电流IL、IC却可能大于IR许多倍, 亦将造成过电压。

明白谐振是怎么回事后, 再来分析图3所示的中性点不接地的6 kV所用母线发生单线接地故障时的情况。CA、CB、CC为三相母线对地等值电容, LA、LB、LC为电压互感器的初级三相线圈的电感。母线对地的等值电容和电压互感器的初级线圈的电感是并联的。如果母线C相发生了接地故障, 则CC和LC被短路, 而CA和LA (或CB和LB) 的并联回路所承受的电压比正常时电压升高了3倍, 即UCA=3U相, 在这个电压作用下, 电容电流和电感电流都增大了。在一定条件下如果发生谐振过电压, 此时可能使电压互感器初级线圈电流增大十几倍。若初级熔丝未熔断, 就会使电压互感器击穿烧毁。

电力系统的谐振过电压浅析 第2篇

2006年7月28日7时21分, 我局发电厂6kv I段母线发生一起电气设备短路事故, 烧毁隔离开关三台, 避雷器一组, 出线电缆头一个等电气设备。这已不是发电厂第一起电气设备事故了。2004年7月8日, 因遭受雷击, 也是6kv I段母线被击毁, 造成重大电气设备损坏。2005年4月25日, 9#发动机组高压开关柜间隔发生电气设备短路事故, 烧毁油开关、隔离开关等多台电气设备及高压开关柜体。这几起电气设备事故, 毁坏的大多数都是使用时间过长的老式电气设备。设备严重老化, 绝缘水平降低, 自然是造成设备事故的原因之一, 对此应引起足够的重视。但发电厂每年都进行了预防性实验, 结果是合格的, 而且事故又多发于雷雨季节, 因此, 设备老化就可能不是造成事故的主要原因。我这里就简要分析一下其中一种经常造成电力系统电气设备事故的主要原因——电力系统的谐振过电压, 希望引起主管生产的领导, 主抓生产技术的工程技术负责人及运行工作人员高度的警觉, 并采取相应必要的防范措施, 尽量避免因谐振过电压造成的各种电气设备事故。

1 电力系统谐振过电压形成的原因

在电力系统中, 包含有许多的电感、电容元件, 例如变压器、互感器、发动机的电感, 输电线路对地及相间电容以及各种高压设备的电容等, 它们可以组合构成一系列不同自振频率的振荡回路。因此在操作开关或是发生故障时, 电力系统中的某些振荡回路就有可能与外加电源产生谐振现象, 导致在系统中的某些部件 (或元件) 上出现严重的谐振过电压。

什么是谐振呢?就是指振荡系统中的一种周期性的或准周期性运行状态, 其特征是某一个或几个谐波幅值的急剧上升。一个复杂的电感、电容电路可以有一系列的自振频率, 而电源中也往往含有一系列的谐波, 因此只要某部分电路的自振频率与电源的谐振频率之一相等 (或相近) 时, 这部分电路就会出现谐振现象。一般串联共振现象会在电网的某一部分造成过电压, 以致危及电气设备的绝缘, 还可能产生电流而烧毁设备, 也可能会影响过压保护装置的工作条件, 如影响阀型避雷器的灭弧条件等。

谐振是一种稳态现象, 因此电力系统中的谐振过电压不仅会在操作或事故时的过渡过程中产生, 而且还可能在过渡过程结束以后较长时间内稳定存在直到发生新的操作, 谐振条件受到破坏为止, 所以谐振过电压的持续时间要比操作过电压的时间长得多, 因此对电气设备绝缘的危害也大得多。这种过电压一旦产生, 往往会造成严重后果。运行经验表明谐振过电压可在各种电压等级的网络中产生, 尤其是在35kv及以下的电网中, 由谐振造成的事故较多。

电力系统中的有功负荷是阻尼和限制谐振过电压的有利因素, 因此通常只在空载或轻载下发生谐振。但是对于中性点出现位移电压, 同时零序回路参数配合不当而形成的谐振现象, 系统的有功负荷将不起作用。

2 谐振过电压的类型

不同的电压等级以及不同结构的电力系统中可以产生不同类型的谐振过电压。按其性质来说可以分成线性谐振, 铁磁谐振和参数谐振三种类型。

线性谐振是电力系统中最简单的谐振形式, 主要指不带铁芯的电感线圈 (如输电变线路的电感变压器的漏感) 或励磁特性接近线性时的带铁芯的电感元件 (如消弧线圈, 其铁芯中通常有空气隙) 和系统中的电容元件形成的谐振回路。在正弦交流电源作用下, 当电源的频率和系统自振频率相等或相近时, 可能产生强烈的线性谐振现象。

在电力系统的振荡回路中, 往往由于变

在正常的同步运行状态下, 水轮发电机每经过一个电周期, 电抗将变动两个周期。另外, 无论是水轮发电机或汽轮发电机, 当它们处于异步工作状态或者处于定子磁通变动的同步工作状态时, 其电抗将周期性的变动。在所有这些情况下, 如果电机的外电路容抗满足一定的条件, 且损耗电阻又足够小时, 就有可能在此电感参数周期变化的振荡回路中激发起一种特殊性质的参数谐振现象, 在电感参数周期变化的过程中将不断地经过感抗等于容抗的谐振点, 导致同步电机的端电压和电流幅值急剧上升, 产生倍数较高的自励磁过电压。它不但威胁电气设备绝缘和损毁避雷器, 而且也使本台电机不能与其他电源实现并列运行。

3 防范系统谐振过电压的措施

06年7月28日和05年4月25日我厂的电气设备事故都有可能是由于谐振过电压造成的。电气设备在电网中运行, 由于某种原因, 如中性点电压位移, 断路器非全相或不同期操作, 电磁式电压互感器饱和等等, 产生谐振过电压。过电压首先使设备老化, 绝缘水平较低的电气设备损坏, 最终造成事故。为了尽量避免这类事故的发生, 就要尽量防止谐振过电压的产生。通常采取如下一些措施:

⑴必须在设计时进行必要的计算, 在操作时进行必要的安排, 避免形成不利的谐振回路。采取一定的附加措施, 以防止谐振的产生和降低谐振过电压的幅值, 缩短其存在的时间。

⑵尽量保证断路器三相同期动作, 不出现非全相操作, 避免产生中性点位移电压。避免产生断路器拒动, 不采用熔断器设备。

⑶加强线路巡视和检修, 避免产生断线。

⑷选用励磁特性较好的电压互感器, 使用电容式电压互感器。

⑸在母线上加装一定的对地电容。

⑹经常保持电气设备的清洁。

4 结束语

当然, 产生过电压的原因有很多, 如雷击过电压 (04年7月8日的事故就是因雷击原因造成) , 操作过电压等等, 不只是因谐振才产生过电压。但谐振过电压是引起电力系统设备事故的最主要, 最常见, 危害最大的原因之一, 不能不认真仔细的去加以解决。

摘要：过电压对电力系统危害极大, 往往会引起重大设备事故, 造成重大设备损坏和重大财产损失, 不能不引起足够的重视。相对于雷击过电压、操作过电压, 电力系统的谐振过电压往往被忽约, 但危害却相当大, 这里就对电力系统的谐振过电压作一个简单分析, 力求能对解决这一问题有所帮助。

电力系统的谐振过电压 第3篇

关键词：谐振,过电压,防范措施

1 谐振过的电压原理

本文所指出的谐振, 所说的就是在振荡系统里所出现的一种比较周期性的和准周期性的进行运行的状况。因为正弦的交流电路中含有了电感元件还有一些电容的元件, 同时其都有着相关的自振频率, 并且在电源里也经常会包含相关的谐波, 在相关的条件下, 电路里就会出现电压还有电流同相的情况, 电路就会产生一定的电阻性, 其产生的这种情况可以说就是谐振。只要其中一部分的电路其本身的自振频率以及电源的谐波频率有着一定的同相性或者其相近的时候, 这部分的电路就会产生谐振的情况。

2 10k V系统出现谐振情况与危害

目前, 我们国家的化工企业在35k V或者是其以下的配电网, 在就是有许多都是采用中性点和不接地的方式进行运行的, 因此其中的很大一部分选用的都是比较传统的消线圈完成接地。因此在其具体进行运行的问题可以看出, 中性点的不接地系统, 一方面会受到电压的互感器铁心饱和使得铁磁谐振过的电压相对多一些, 虽然使用了很多对谐振过电压进行制约的方式, 例如消谐灯和消谐器, 还有就是TV高压里性点添加电阻或者是单只TV的形式, 可是其一直都并未在根本上去对问题进行处理, TV烧毁和熔丝熔断还经常的出现;此外因为中性点不接地的运行形式其自身的特点属于单相接地之后, 其能够维持一段时间, 这个时间一般是2小时, 才不会使得用户产生一定的断电情况, 但是随着中低压电网的自身的不断提升, 出线的回路数也开始有所增加, 而且线路也在提升, 中低压电网对于地电容电流也不断升高, 单相在完成接地的过程中, 接地的电弧无法自动的熄灭就会产生弧光过电压, 其一般是是3到5倍相电压也有可能是比这一电压更高的电压, 但是选择老式的消弧线圈接地形式的系统因为其本身构成上的限, 只能够运行在过补偿的状况下, 不可以处在全补偿的情况, 因此脱谐度的整定的相对较大, 大概在20%到30%, 对弧光过电压不会产生抑制的效果, 并应该对分接头的位置进行手动的调整, 不可以随着电网去对地电容电流的转变以及去将其调整到最适宜的工作位置, 其对功能的发挥有着很大的影响, 也不适合电网当前无人值班的需求。

谐振的过电压如果产生了的话, 就会显示成为单相与两相或者是三相对地电压通过6.3k V提升到7.3到7.8k V, 并还有着一定的低频的摆动;在值班的控制室里, 因为谐振产生高值零序的电压分量, 也就产生了虚幻接地的问题, 保护无法给接地合理的提示;现地的检查就会产生, 接在母线的电压互感器出现过电流以及一些异常的声响。

因为谐振属于电网处于一种相对稳定的状况, 所以电力系统中谐振过电压不仅仅在操作或还有产生事故的时候出现过渡问题, 同时还可以在过渡完成以后的一段时间中形成稳定, 直到新的操作出现以后, 令谐振条件被损坏之后才会暂停。又因为谐振过电压、

连续的时间与操作过电压的时间要长一些, 因为谐振现象假如出现了, 就会在电网的其中一部分造产生电压, 使得电气设备产生绝缘的问题, 出现过电流损坏设备的问题, 令电压的互感器中的铁芯产生饱和的问题, 令熔断器熔断还有互感器受到毁坏, 并且还会对过电压保护装置的工作情况产生影响。

3 谐振过电压的相关预防方式

在自动调谐接地的补偿装置消弧线圈的一次的回路里加入功率比较大的阻尼电阻, 能够使得中性点谐振过电压的幅值减少5%到10%。在系统中电容电流以及消弧线圈工作的电流保持一致的时候, 接地产生的残流就并不高, 同时也不会产生弧光的过电压。所以, 可以在消弧线圈中一次回路中增加功率比较大的阻尼电阻, 这样可以使得阻尼率的防范谐振过电压被消亡。因为在电磁式电压互感器的开口三角形绕组上能够被添加阻尼的电阻, 其值R≤0.4XT, 也能够对多种谐波的谐振情况给予消除。对于35k V以及其之下的电网一般应该保持R值是几欧甚至是几十欧。如果将阻尼电阻自身去接在开口三角形绕组中, 因为其受到了容量的限制, 其阻值不可以太小, 不然在系统中出现连续单相接地问题的时候就会在开口三角形的绕组两端出现100V工频的零序的电压, 从而可以让互感器出现十分严重的过载。所以, 阻尼的电阻应该使用一种非线性的电阻, 其冷态的电阻也仅仅只有几欧, 在进行100V工频电压添加的时候, 经过2到3秒之后电阻值就会提升到100欧, 这样不但能够对消谐的可靠性给予充分的保证, 还能够对互感器的容量需要加以满足。

参考文献

[1]陈化钢.电力设备异常运行及事故处理[M].北京:中国水利水电出版社, 2014.

[2]解广润.电力系统过电压[M].北京:水利电力出版社, 2011.

电力系统的谐振过电压 第4篇

关键词：中性点不接地系统,谐振过电压,铁磁谐振,PT

1 中性点不接地系统的特点

中性点不接地方式, 即是中性点对地绝缘。在正常运行中, 三相对地电容C相同, 在相电压的作用下, 每相都有一超前于相电压90°的电容电流流入大地中, 因此三相电流之和等于零。现假设A相发生了单相接地, 则A相对地电容被短接, 对地电压为零。三相对地电容C不再相等, 系统的中性点发生了严重的偏移, 中性点偏移电压的方向与接地相电压在同一直线上, 与接地相电压方向相反大小相等, 如图1。因此其余两相的对地电压实质上就是其余两相与A相的线电压, 即等于倍相电压。在非故障相中流向故障的电容电流为:IB=UB-DJωC, IC=UC-DJωC。此时, 从接地点流回的电流为ID=IB+IC=3UωC即正常运行时三相对地电容电流的算术和。可见在中性点不接地系统中, 当发生单相短路时, 短路电流很小仅仅是正常运行时三相对地电容电流的算术和, 而且三相线电压保持不变, 系统的对称性没有遭到破坏。故可以带故障连续供电, 从而提高了供电的可靠性。这就是中性点不接地系统的最大的优点, 因而在中压领域得到广泛采用。

2谐振过电压的一般概念

电力系统中有许多电元件感和电容元件。电感元件有电力变压器、互感器、发电机、消弧线圈及线路导线等电感。电容元件有线路导线的对地电容和相间电容、补偿用的各种串并联电容器组以及各种高压设备的寄生电容等。在系统进行操作或发生故障时, 这些电感和电容元件就可能形成各种不同的振荡回路, 产生谐振现象从而出现谐振过电压。谐振过电压不仅会在进行操作或发生故障的过程中产生, 而且可能在过渡过程结束后的较长一段时间内稳定存在, 直到新的操作发生谐振条件受到破坏为止。谐振过电压不仅会危及电气设备的绝缘, 而且会产生持续的过电压而烧毁设备。

3 铁磁谐振的形成原因

我们先来讨论最简单的L-C窜联谐振电路的情况图三在电源电动势E的作用下, 电路中流过电流I, 在电容C上的电压为UC=I/ωC=IXC。所以UC和I的关系是一条直线, 如图4。

电感L则因为铁心饱和的关系, 其伏安特性呈非线性。此特性曲线的起始部分基本上是直线, 其斜率等于ωL0 (L0为未饱和电感值) 。由图可知, 由于ωL0>I/ωC, 即UL>UC, 电路呈现感性。但是, 随着电流的增大, 铁心饱和, 自感系数L0变小, 电感ωL0降低, 即曲线的斜率变小。因此, 两条伏安特性线相交, 电路中的电流由感性变为容性。

由图3可知E=UL+UC, 因为UL和UC的相位相反, 所以E=ΔU=|UL-UC|, ΔU与I的关系见图4。

电源电动势与ΔU曲线的交点就是满足上述方程式的平衡点。由图四可知有三个可能的平衡点a1, a2, a3。但a2是不稳定的, 因为当电路中的电流由于某种扰动而偏离a2点稍有增加时, 电源电动势E将大于电路元件中的总压降ΔU, 使回路电流继续增加, 以致达到新的平衡点a3为止。可见a2不能经受任何微小的扰动, 是不稳定的。同样的方法可以证明a1和a3是稳定的。

由以上可知, 在一定的外加电势E的作用下, 回路的稳定工作点可能有两个。感性电流状态的a1点, 这时回路处于非谐振工作状态, 回路电流较小, L, C上的压降不大。容性电流状态的a3点, 已处于谐振工作状态, 回路中电流很大, L, C上出现了较高的过电压。而当电源电动势E超过一定值以后, 可能只存在一个工作点。当存在两个工作点时, 为了建立起较稳定的谐振点a3, 回路必须经过强烈的扰动过渡过程, 例如电源的突然合闸, 发生故障及故障消除等。回路由感性变为容性, 这种跃变现象使回路电流的相位发生了180°的变化, 称为相位反倾现象。而一旦谐振激发起来以后, 谐振状态能够自保持, 并且维持很长时间而不衰减, 因而危害很大。

4 我厂近年内发生的几起谐振事故

1997-1-8下午, 正常运行中的6KV公用Ⅱ段和安全Ⅱ段PT三相熔丝全部熔断, 公用Ⅱ段低电压保护动作跳开相关负载。安全Ⅱ段低电压保护动作, 触发失电程序, 启动应急柴油机程序带载。此事件中虽没有引起停堆事故但对正常系统产生极大的扰动。1997-7-27晚, 由于5#循泵电缆头爆炸, 引起6KV工作Ⅱ段PT三相熔丝全部熔断, 低电压保护动作跳开主泵B, 导致停堆停机事故。2004-9-5 13:55检修中心变复役过程中, 由于变压器室渗水严重, 导致B相对地放电。造成安全Ⅰ段PT三相熔丝烧断, 6KV安全Ⅰ段进线开关601跳闸, 1#应急柴油发电机自启动。

5 铁磁谐振的预防措施

5.1 PT中性点串电阻或非线性电阻

正常工作电压下, 由于三相对地电容基本相等, 如图5。因此串入的电阻不会影响PT的正常工作状态。当系统发生单相接地时, 故障点会流过电容电流, 未接地相的电压升高到线电压, 其对地电容上充以与线电压相应的电荷。在接地故障期间, 此电荷产生的电容电流以接地点为通路, 在电源-导线-大地间流通, 由于PT的励磁阻抗很大, 从其中流过的电流很小。一旦接地故障消失, 电流通路则被切断, 而非接地相的电压必须由线电压瞬间恢复到正常相电压水平。非接地相在接地期间已经充电至线电压下的电荷, 只有通过PT的高压绕组, 经过PT的中性点进人大地。在这一瞬变过程中, PT高压绕组中将会流过一个幅值很高的饱和电流, 使铁心严重饱和。实际上, 由于接地电弧熄灭的时刻不同, 即初始相位角不同, 故障的切除不一定都在非接地相电压达最大值这一严重情况下发生。因此, 不一定每次单相接地故障消失时, 都会在高压绕组中产生大的涌流。而且饱和电流的大小, 还与电压互感器伏安特性有很大关系。

在PT高压绕组中性点接人一个足够大的接地电阻R, 如图6。在单相故障消失时, 饱和电流流经该电阻后进人大地, 由于大电阻R的存在, 从而大大限制了饱和电流的增长, 使高压熔丝不易熔断。同时由于在零序电压回路中串入电阻R, 使得PT铁磁谐振产生的过电压大部分降落在电阻R上, 电感ωL上的压降大为减少, 从而有效的避免了铁心饱和, 限制了铁磁谐振过电压的发生。我厂工作Ⅰ、Ⅱ段的PT就是采用的中性点串接电阻的形式来消谐的。

5.2 PT二次绕组开口三角形侧接消谐装置

消谐装置本身其实就是一个受微机控制的可变电阻。在PT正常工作时, 二次侧的开口三角没有零序电压, 消谐装置中也不会有电流流过, 因此不影响正常运行。当电路中出现过电压或单相接地时, 开口三角侧会出现零序电压, 消谐装置中就会有电流流过。消谐装置根据开口三角型零序电压的不同而呈现不同的电阻值。如当系统正常运行时, 开口三角形侧的电压很低近似为零, 此时消谐装置的电阻基本为无穷大相当于开路, 装置中没有电流流过;当系统单相接地时, 开口三角型侧的电压为100V, 此时消谐装置的电阻为零, 相当于直接短路。等效原理图见图七。

由图可知, PT二次侧电流产生的磁场与一次侧电流产生的磁场方向相反, 相互抵消。这样通过铁心中的合成磁场大为减少, 从而使得铁心不容易饱和。曲线UL仍然在线性区域, 即ωL0>1/ωC

从而达到了限流和消谐的目的。

5.3 改变系统运行参数, 躲开谐振区

如改变系统中性点的接地方式, 使系统的中性点经消弧线圈或电阻接地。因消弧线圈的电感值LX或接地电阻的电阻R都要远小于电压互感器的励磁电感, 差几个数量级, 零序回路中电感参数主要由消弧线圈或接地电阻决定。这种中性点接地方式相对于中性点不接地方式有两个好处:1) 相对地稳定了中性点的电位, 使得系统的中性点的电位不会出现大范围波动;2) 即使系统有电压的波动出现涌流, 也只会从消弧线圈或接地电阻上流过 (消弧线圈的感抗远小于PT的励磁电感) 而不会影响PT。因此改变系统的运行方式可以从根本上消除PT的铁磁谐振;3) 使用伏安特性好的PT, 使其工作点在伏安特性的线性部分;4) 在母线上加装一组对地电容, 增大对地电容C, 使1/ωC变小, 曲线UC的斜率变小, 这样ωL0和1/ωC两曲线就不容易相交, 因此也就不容易发生谐振。但增加了电容会使得系统发生短路时, 电容电流增大, 容易形成电弧不易熄灭, 因此很少采用。

6 结论

多年来我们在中压领域里一直采用中性点不接地系统的运行方式, 它的主要优点是供电的可靠性高, 即使发生单相接地短路故障, 系统的对称性也不会遭到破坏, 仍可带故障运行。但随着社会的发展, 电气一次设备的整体质量有了一个质的提升, 很少会因为设备本身的质量的问题 (如一次设备的绝缘闪络) 而引发各种接地或短路事故了。相反, 在中性点不接地系统中, 由于中性点容易产生偏移, 使系统出现电压波动而产生涌流从而引发各种谐振过电压, 不仅损坏设备而且对系统的正常运行造成极大的扰动, 这样不接地系统的局限性就日益突出起来。事实上, 越来越多的新建电厂已经不再使用中性点不接地这种运行方式了, 如秦山三期的中压段采用的就是中性点经接地变压器接地的运行方式。因此在以后的扩建项目中, 我们可以尝试着改变中性点不接地的运行方式, 这样就大大的降低了系统的过电压水平和系统发生谐振的可能性。因此, 在尽可能的选用具有优良伏安特性的PT的前提下, 通过改变中性点不接地系统的运行方式可以从根本上解决PT的谐振问题。

参考文献

[1]唐兴祚.高电压技术.重庆大学出版社.

电力系统的谐振过电压 第5篇

在我国35 kV以下的配电网中,多采用中性点不接地系统的运行方式。这种运行方式的最大优点是系统发生单相接地故障时,系统还可以运行2 h,在这期间系统接地故障随时都可能自动消除,系统恢复正常运行,这样就避免了频繁发生的单相接地故障时的操作,减少了操作次数,提高了供电的可靠性和连续性。这种运行方式也有一个弊端,就是容易发生铁磁谐振。在中性点不直接接地系统中,由于线路对地电容与中性点接地的电压互感器(PT)并联,当系统运行状态发生突变时,有可能发生并联谐振。

由于铁心的饱和现象,谐振过电压不会太高,但在发生分频谐振时,由于频率低,铁心磁通密度很高,电压互感器线圈可能因激磁电流过大而烧毁。

1 PT铁磁谐振的原因分析

1.1 产生PT铁磁谐振的必要条件

为了分析并联谐振产生的必要条件,把电力系统内如图1所示的三相交流系统一般的PT回路简化为如图2所示的电阻R、电感L、电容C的并联回路。

图2中R为电感L本身的电阻,IL为感性电流,IC为容性电流,ω为系统角频率。由于并联电路在谐振时,电压U和总电流I是同相的,图2中电感支路的复导纳是:

电容支路的复导纳是:

并联谐振电路的总复导纳是两条支路的复导纳之和:

当并联谐振电路的总复导纳中的电纳等于零,即等效总复阻抗中的电抗等于零时,电路发生并联谐振。设并联谐振的角频率为ωP,则在并联谐振时,由式(3)得:

即并联谐振产生的必要条件是:

忽略电阻R对并联谐振的影响,式(5)可简化为:

1.2 产生PT铁磁谐振过程分析

正常时PT的励磁阻抗很大,网络对地阻抗仍呈容性,三相基本平衡,中性点的位移电压很小,但当系统在操作或有故障、扰动时系统对地电压有低频自由分量出现,使PT对地电压升高,PT一次线圈中出现涌流。涌流可能使铁心深度饱和,其电感值随铁心的饱和而减小,这时,有可能出现两种情况:一是PT的一次电流继续增大,烧断PT一次侧的熔断器或烧坏PT;另一种情况是当电感降至ωPL=1/ωPC时,就会导致铁磁谐振。谐振使得电网三相对地电压不稳定,常使两相电压升高,另一相对地电压降低。铁磁谐振不仅可在基频下发生,也可在高频和低频下发生。而且在同一次过程中,可能产生两种不同频率的过电压,即从一种频率的谐振状态,自动转变为另一种频率的谐振状态。谐振状态可以持续较长时间,也可能突然自动消失。

通过以上分析可以得出电力系统产生PT铁磁谐振的条件是系统的感抗大于或等于系统容抗的倒数,且容抗的倒数不小于电感线圈在铁心饱和时的感抗;且系统在操作或有故障、扰动时使系统对地电压有低频自由分量出现。

2 PT铁磁谐振治理措施

随着我国电力事业的飞速发展,配电系统铁磁谐振的治理办法也得到了飞速的发展,其形式和方法多种多样,但从其防止铁磁谐振原理可分4类。

2.1 降低铁心的磁通密度来改善互感器的伏安特性

单相三线圈电压互感器,主要用于系统单相接地保护。系统发生单相接地故障时,会引起工频电压升高,铁心出现过激磁。用于中性点直接接地系统的电压互感器,过激磁达1.5倍,为使铁心不致过饱和,正常工作磁通密度应选得低些;用于中性点不直接接地系统的电压互感器,过激磁达1.9倍,而且还要考虑防止铁磁谐振,为此,正常工作磁通密度应选得更低些。各种电压互感器的额定磁通密度可按表1选取。并且将铁轭截面比铁柱放大5%～10%,使其磁通密度再低些。

采用伏安特性好的PT,当系统在操作或有故障、扰动时,PT铁心不易饱和,从而有效地抑制铁磁谐振。

2.2 调整线路参数中C与L的配合

由上面的分析得到,当系统的感抗大于或等于系统容抗的倒数时,系统不会发生铁磁谐振,所以在35 kV以下的母线上加装一组对地电容器可避免谐振;当系统容抗的倒数不小于电感线圈在铁心饱和时的系统感抗时,系统不会发生铁磁谐振,所以可以在电感回路中串接电感元件避免谐振,但这样降低了系统负载的功率因数,不可取;此外投入事先规定的某些线路或设备,改变线路参数中C与L的配合,消除铁磁谐振。

2.3 系统中性点改为消弧线圈接地

众所周知,铁磁谐振过电压产生最根本的原因是电源中性点对地绝缘和电压互感器一次绕组中性点直接接地。因此,如将电源中性点改为经接地变压器、消弧线圈接地方式,该系统零序回路的电感参数将主要由接地变压器、消弧线圈的零序阻抗决定。而零序阻抗远小于PT的励磁阻抗,相对地稳住了系统中性点电位,即使PT励磁阻抗发生突变,也不会出现铁磁谐振

2.4 在电压互感器开口三角端子上或在一次线圈中性点上接入适当阻尼电阻

这种方法是消除铁磁谐振最简单最有效的措施,这种办法在工业化应用方面得到了很大的发展,其方法多种多样,具体有以下几种。

2.4.1 PT中性点经消谐器和小电阻接地

中性点串入的电阻等价于每相对地接入电阻,能够起到消耗能量、阻尼和抑制谐波的作用。在线路单相接地时,由于中性点对地带有一定电位,故能相应减少非故障相PT绕组的电压,使PT的饱和程度降低,不至于发生铁磁谐振。但是电阻的接入使PT开口三角绕组输出电压相应降低,会影响接地指示装置的灵敏性。除了要考虑R≥6%X(PT阻抗)外,还要考虑电阻的热容量。当直接采用线性电阻时,往往由于电阻元件的容量及绝缘水平选择不当,使引线烧断,电阻烧毁,沿面闪络等。若采用RXQ-10型消谐器,其内部由SiC非线性电阻片与线性电阻(6～7 kΩ)串接,在低压时呈高阻值,使谐振在初始阶段不易发展起来。在线路出现较长时间单相接地时,消谐器上将出现千余伏电压,电阻下降至稍大于6～7 kΩ,使其不至于影响接地指示装置的灵敏度,同时非线性电阻片的热容量相当大,可满足放电电流的要求。

2.4.2 在PT开口三角绕组接电阻

由于电阻接在开口三角绕组两端,必然会导致一次侧电流增大,也就是说PT的容量要相应增大。从抑制谐波方面考虑,R值越小,效果越显著,但PT的过载现象越严重,在谐振或单相接地时间过长时甚至会导致保险丝熔断或PT烧毁。一般来说接入10 k V PT开口三角绕组的电阻取16.5～33Ω。

2.4.3 PT中性点串单相PT

在中性点串单相PT这种装置,在线路单相接地时能够使PT各相绕组电压均能保持在正常相电压附近而不会饱和,从而很好地抑制铁磁谐振,降低PT一次侧电流,同时亦保持了接地指示装置对零序电压幅值和相位的灵敏度。

2.4.4 在PT开口三角绕组并联多功能微机消谐器

当发生铁磁谐振时,PT开口三角出现伴有不同频率成分的零序电压。将该电压输入微机,微机装置根据不同频率、不同电压值,自动识别系统是接地故障还是谐振故障。若为谐振故障则根据不同频率输出脉冲,控制可控硅导通,自动吸收谐振能量,动态消除铁磁谐振。

3 结语

电力系统的谐振过电压 第6篇

我国配电网中, 小电流系统通常有三种接地方式:分别为中性点不接地、中性点经消弧线圈接地和中性点经大电阻接地。其中, 经消弧线圈接地方式由于可以补偿故障电容电流, 减少形成电弧接地过电压的几率, 因此该方式在中低压配电网中广泛应用。但是, 正是由于消弧线圈的补偿原因, 致使单相接地故障电流特性发生变化, 尤其在高阻接地故障时, 故障特征微弱, 给配电网的故障选线造成了极大的困难[1]。

目前, 故障选线主要分为:基于稳态电气量的方法, 基于暂态电气量的方法, 综合选线法和基于注入信号的方法。由于过补偿下的小电流接地系统单相接地后故障线路和健全线路的稳态零序电流相位大小均发生变化, 使得基于稳态量的选线方法几乎失效[2,3]。所以基于故障暂态量的方法得到了学者们的广泛关注。文献[4]提出利用小波变换解决故障选线问题的思路, 大大推动了利用暂态量进行故障选线的研究。文献[5]利用小波奇异性检测方法获取故障引起的电压、电流突变极性和大小, 但此方法在故障信号微弱的高阻工况适应性较差。文献[6]在暂态零序电流分组比较之前利用小波进行去噪, 提高了故障选线在电磁干扰背景下的性能。文献[7]则采用S变换处理暂态信号, 提出选取多个特征频点相角和模值信息进行融合投票选出故障线路的新思路。文献[8]为了提高选线的成功率, 提出了基于直觉模糊信息集成的综合选线方法, 但该方法中各特征量的隶属度确定是实现准确选线的难点。文献[9]将零序电流的暂态、五次谐波和有功分量故障特征作为免疫系统的抗原, 通过免疫系统进行训练实现故障选线。该方法由于训练样本较大, 需要较长的采样周期, 同时该方法在高阻、电弧等恶劣工况下的适应性有待进一步验证。而基于注入法的选线方法由于需要外加注入机、通讯等附加装置, 虽然可靠性相对较高但实施中存在较大难度。

尽管目前关于故障选线的探讨较多, 但实际运行中反应出选线不可靠的问题。融合方法存在证据冲突的的矛盾;单一选线方法 (多数考虑幅值、相位) 对某些工况特征不明显情况会产生误判。因此, 进一步深入研究全面反映谐振接地系统单相接地的故障信息的特征量是解决选线不可靠的根本途径。综上, 本文从配电网谐振接地系统暂态特征出发, 挖掘反映故障状态的暂态零序电荷与零序电压关系[10,11]作为选线的特征, 通过结合可用于小样本分类的支持向量机算法, 实现了电弧接地、高阻接地等各种工况的准确选线。

1 谐振接地系统单相接地故障特征分析

图1为典型的35 k V等级下N条出线中性点谐振接地的配电网零序网络等效图。由于在中低压配电网中85%以上的故障为单相接地故障。因此, 图1中假设馈线3发生A相接地故障。其中, R01~R0N分别为各条馈线零序网络等效电阻;L01~L0N分别为各馈线线路零序电感;C01~C0N分别为各条馈线零序等效对地分布电容;C011~C0NN分别为负荷侧零序等效电容;U0故障点的零序电压;fR为单相接地故障过渡电阻。

由图1所示, 对于健康馈线i (i∈[1, N], i≠3) 序电流关系为

其中, 分别表示馈线i母线端零序电压。由于负荷侧的等效电容可看成开路, 因此, 公式 (1) 可化简为

发生单相接地故障的馈线3 (忽略负荷侧电容) , 零序电流关系为

其中, 为馈线3母线端的零序电压。对公式 (2) 和公式 (3) 等式两侧积分可得到对应电荷的表达式为式 (4) 。

其中, i∈[1, N], i≠3。在式 (4) 中,

即可得到

其中, 表示馈线3主线路上的零序电流, Q0表示对应的电荷。由公式 (4) 可以看出, 谐振接地系统发生单相接地故障后健康馈线零序电荷与零序电压存在线性关系, 而在公式 (6) 中, 由于Q0是随时间变化的, 因此, 故障馈线所在母线侧零序电荷与零序电压没有对应的线性关系。在PSCAD/EMTDC中建立四条馈线仿真模型拓扑为例, 如图2所示。四条馈线为架空线组成, 长度L1=30 km, L2=20 km, L3=10 km, L4=5 km, 主变压器变比为220/35 kV, 消弧线圈过补偿8%。假设在馈线一离母线Lf=10 km处, t=0.40517 s发生A相接地故障, 过渡电阻分别为R=0Ω和R=1000Ω。选取故障后1/4周期的数据作为选线的故障信息来源。通过仿真图如图3、图4所示, 观察单相接地故障后各馈线零序电荷与零序电压的准确关系。

从图3中可以观察到, 健康馈线的零序电荷随零序电压的变化趋近于直线, 而故障馈线所在零序电荷与零序电压则不存在类似线性关系。与公式 (4) ~式 (6) 的结论一致。图4给出了两种过渡电阻工况下, 零序电压的变化情况。在图4中, 当过渡电阻为零时, 即金属性接地故障, 故障特征暂态明显, 在零序电压中则表现出幅度较大的振荡过程, 随之慢慢衰减;而在过渡电阻较大时, 故障暂态不明显, 曲线上表现出部分不平滑现象, 没有明显的振荡过程。因此, 表现在图3中的零序电压与零序电荷的曲线关系上, 金属性接地故障时, 由于零序电压暂态振荡的原因, 导致曲线有扭曲现象, 而高阻下, 曲线较为平滑。对于故障馈线, 由于受到接地电阻和消弧线圈电流的影响, 其零序电压与零序电荷的曲线关系与健康馈线有明显差异, 呈现非完全直线形态。

2 基于暂态零序Q-U特征的选线方法

根据对谐振接地系统单相接地故障特征分析, 发现基于各条馈线零序电压与零序电荷相关曲线形态的不同可以判断出故障馈线。但是如果是仅通过直观图形进行选线, 就需要工作人员的主观判断, 不利于选线自动化的实施。通过小节1的推导以及仿真的验证, 如果单相接地故障发生在馈线上, 健康馈线的零序电荷与零序电压的关系呈现正线性关系, 而故障馈线则不满足。这种关系在数学上可以用零序电荷Q与零序电压U的相关系数i来表征, 如公式 (7) , 式中M为采样点数。

表1为图3两种工况下, 馈线一至馈线四母线侧零序电荷与零序电压的相关系数情况。

由表1可以观察得到, 由于健康馈线的零序电压与零序电荷之间存在线性关系, 因此其相关系数值接近于1, 而故障馈线零序电压与零序电荷之间不存在强相关性, 因此其相关系数远离1。但是, 由于故障馈线受到过渡电阻的影响, 随着接地电阻的增大, 故障特征的减小, 故障馈线与健康馈线的区别度也会发生变化。再加上噪声和母线故障等不同工况的干扰, 确定故障馈线和健康馈线相关系数的阈值是非常困难的。因此, 这里考虑引入可用于小样本分类的支持向量机算法, 帮助实现故障馈线的判断。

3 支持向量机分类器构造

由于本文的选线问题涉及多条馈线和母线, 因此须采用K类支持向量机方法[12]。假设馈线条数为N, 则需构建个训练子集, 分别使用支持向量机二值分类算法对这Q个训练子集进行学习, 即可构造Q个分类器[13]。就实际的SVM分类器问题而言, 选择恰当的内积核函数是很重要的, 选择不同的核函数就可以构造不同的SVM, 本文选择较为常用的高斯径向基核函数, 函数表达式如式 (8) 。

式中, σ为高斯径向基核参数。本文将配电网故障后四分之一周期内各条馈线零序电压与零序电荷的相关系数构造特征向量, 输入SVM以分类故障线路, 其构成的特征向量为

其中, n (28) 1, 2, 3, …, N, 对应于配电网的N条馈线。

4 选线算法流程

故障选线流程如图5所示。

5 仿真验证

5.1 构造SVM分类器

对图2所示的35 k V配电网不同故障情况进仿真, 生成了支持向量机所需的训练样本和部分测试样本。由于图2中的配电网拓扑有四条出线, 因此, 馈线一至馈线四以及母线故障共有五种类别。在四条馈线上及母线处, 不同位置, 不同故障时间, 不同过渡电阻仿真结果中任意选取36组仿真数据, 进行样本训练。仿真训练样本如表2所示。

为了使得训练样本能够取得最高的分类准确率, 需要对SVM算法中涉及的惩罚系数c (表示在训练中对错分样本加入的惩罚) 和所选核函数斯径向基核函数中的参数进行优化选择。关于SVM参数的优化选取, 目前常用的方法就是让c和在一定的范围内取值, 对于取定的c和把训练集作为原始数据集利用交叉验证方法得到在此组c和下训练集验证分类准确率, 最终取使得训练集验证分类准确率最高的那组c和作为最佳的参数。但可能会出现有多组的c和对应于最高的验证分类准确率的情况, 此时为避免过高的c导致训练集分类准确率很高而测试集分类准确率很低的问题出现, 因此在能够达到最高验证分类准确率中的所有的成对c和中选择较小的惩罚系数c时的c-作为最优SVM参数。这里, 选用网格参数寻优法实现SVM算法中c-的优化。图6和图7分别为利用网格法优化c-的参数结果的等高线图和3D视图。

由于存在多对c-σ参数对应同一个准确率的分类平面, c-σ参数结果才会呈现等高线的现象。在图7的3D视图中可以更为清晰地看到网格法把c-s参数平面划分为多个网格, 通过交叉验证取得各对c-σ参数的分类准确率。通过网格参数寻优法的计算, 可以确定在给定的训练样本集下, 当准确率达到100%时对应的c-σ取值为:c=0.25, σ=4。

5.2 高阻测试样本验证

为验证根据馈线Q-U特征所构建的SVM分类器的分类效果, 在不同工况对高阻接地情况下的分类效果进行测试。测试样本分别在馈线一至馈线四和母线处不同时刻发生A相接地故障, 故障电阻设置为fR (28) 500、7001、0002、0003、0004、000、5 000Ω。

表3中测试样本涉及各条馈线不同的距离处发生的单相接地故障, 故障角度从0°变化到90°, 接地电阻均超出训练样本的接地电阻的工况, 共计252组测试样本。通过支持向量机预测可以看到分类结果正确率为100%。该测试样本特别针对高阻接地故障进行测试, 可以得到通过支持向量机的故障特征训练, 对高阻故障也有非常好的识别能力。

5.3 噪声测试样本验证

在现场中考虑到电压互感器以及电流互感器容易受到各种外界因素的干扰, 这里通过对采集的馈线电流和电压量加入高斯白噪声的方法模拟现场因素的干扰。测试样本分别为馈线一至馈线四和母线故障在50 d B、40 d B、30 d B、20 db B、10 d B噪声下的分类结果。

分类结果中:1-馈线一故障, 2-馈线二故障, 3-馈线三故障, 4-馈线四故障, 0-母线故障

从表4中测试了fR (28) 1002、000情况下, 故障角分别为0°、30°、60°、90°时, 在不同噪声分贝下的分类结果。从表4的分类准确率中可以看到, 馈线一、馈线二、馈线三故障的正确率均为100%。在馈线四故障中有一组数据为fR (28) 100, 故障角为60°, 噪声为10 d B的工况, 分类结果发生错误, 误选为馈线一故障, 该组分类准确率为97.5%。从图8中, 可以看出在母线发生故障时, 有7组发生误选, 其共同之处为噪声均为10 d B的工况, 该组分类准确率下降为82.5%。通过该组噪声影响的测试发现, 当噪声大于等于20 d B时, 能够正确地识别故障馈线。而噪声达到10 d B时, 由于干扰太过严重, 线路电气量信息几乎被湮没, 基于Q-U特征下的支持向量机分类存在一定误选的可能。

5.4 电弧故障测试样本验证

由于实际的配电网接地故障中存在间歇性电弧接地的情况, 此部分针对于图2配电网拓扑结构下在各条馈线或者母线上发生电弧接地故障的工况进行测试。图9为发生电弧故障时电弧的伏安特性和故障电阻仿真图。本组测试随机抽取馈线一10 km处, 馈线二15 km处, 馈线三5 km处, 馈线四2 km处以及母线在0.2~0.209 s之间发生电弧接地故障的工况各10组, 共50组样本进行抽样测试。选线分类结果如图10所示。

从图9中看出, 电弧接地故障的接地电阻是非线性的, 同时接地电阻阻值非常大, 甚至达到几十千欧。此工况下, 在抽样测试的50组样本中只有馈线三故障中存在一组样本误选成了馈线一, 测试结果的正确率为98%。因此, 本文方法在电弧故障的时候仍然有较高的选线正确率, 适用于电弧故障工况下的配电网故障选线。

5.5 混合线缆测试样本验证

目前的配电网中常常存在部分线路中混有电缆线路的情况, 为了测试所提出方法对混合线路的外扩能力。下面针对图11所示的配电网拓扑结构下故障情况进行故障选线。

图11馈线三与馈线四上部分线路替换为电缆, 其中L1 (28) 30 km, L2 (28) 20 km, L3 (28) 5 km, L4 (28) 5 km, L5 (28) 5 km。如果在馈线一至四及母线上不同故障距离, 不同故障时刻, 不同故障接地电阻的情况下发生接地短路故障, 任意抽取30组故障选线结果如表5所示。

(分类结果中:1-馈线一故障, 2-馈线二故障, 3-馈线三故障, 4-馈线四故障, 0-母线故障)

从表5所抽取的30组线缆混合测试样本中, 全部分类正确。而在所用的训练的样本中都是在全架空线下得到的, 此测试结果说明基于暂态零序电荷与零序电压相关关系的特征适用于线缆混合线路, 同时利用支持向量机分类能够具有良好的外扩能力, 能够准确识别故障线路。

6 结论

本文提出了一种基于暂态零序电荷-电压特征与支持向量机相结合的配电网谐振接地系统故障选线方法。通过大量仿真验证得到以下结论:

(1) 健康馈线的暂态零序电荷与零序电压呈现正相关关系, 故障馈线暂态零序电荷与零序电压没有必然的相关关系。

(2) 将馈线暂态电荷与零序电压相关系数作为支持向量机分类器的特征输入量, 能够在小样本训练下, 对高阻、电弧、线缆混合线路的故障情况有较好的外扩能力, 能够达到良好的故障选线结果。

摘要：提出了一种暂态零序电荷-零序电压 (Q-U) 特征与支持向量机 (SVM) 相结合的配电网谐振接地系统故障选线方法。为解决配电网故障选线不可靠的问题, 从配电网暂态故障特征出发, 研究单相接地故障后馈线暂态零序电荷与零序电压的故障特征关系。并以各条馈线零序电荷与电压相关系数作为选线特征输入量, 通过结合支持小样本分类的支持向量机分类算法, 建立了一套基于暂态零序Q-U特征的配电网故障选线流程。在PSCAD/EMTDC仿真软件下建立35 kV的谐振接地系统模型, 大量仿真结果表明该方法不受故障距离, 故障时刻的影响, 特别在高阻, 电弧等工况下仍然能够实现正确故障选线。

浅析电网谐振过电压的限制措施 第7篇

1 电网谐振过电压危害性概述

在电网中谐振过电压是一种稳态的现象,其存在与电力系统操作或事故的过渡过程,并且可能在过渡过程结束后的很长一段之间之内依然存在,只有当新的操作发生,谐振条件被破坏之后才能够存在。此外,谐振过电压相比于操作过电压,时间更长,当谐振电压一旦发生,在电网的某一部分就会形成过电压,导致电器设备绝缘性遭到破坏,所产生的电流会将设备烧毁,从而使得电压互感器中的铁芯饱和,致使互感器烧毁或熔断器熔断。一些情况下,谐振过电压也会对电压保护装置的运行条件产生影响,形成保护的误动。

一般而言,为了能够防止这种情况的发生,防止谐振过电压带来的不必要的损失,所以要在设计和操作电网设备时进行估算和安排,估算和安排可以带来很大的成本上和时间上的精简,防止一些不必要的损失,例如过电压所形成严重的串联谐振回路,或采取适当的防止谐振的措施。中低压电网中,电力生产和电力运行中,很多解决方式都是不同的,故障的形式多种多样,其中可能发生的谐振性质也各有不同,所以应该在实际解决中对症下药,能够应对各种不同类型谐振的性质与特点,制订防振和消振的对策与措施。从电网的运行实践证明,中性点不接地系统中,一方面由于电压互感器铁心饱和引起的铁磁谐振过电压比较多,尽管采取了不少限制谐振过电压的措施,如消谐灯、消谐器、TV高压中性点增设电阻或单只TV等,但始终没有从根本上解决问题。TV烧毁、熔丝熔断仍不断发生;另一方面,由于中性点不接地运行方式的主要特点是单相接地后.允许维持一定的时间(一般为2h)不致于引起用户断电,一般为3～5倍相电压甚至更高,致使电网中绝缘薄弱的地方放电击穿,并会发展为相间短路进而造成设备损坏和停电事故。

2 电网谐振过电压形成原因概述

电网中谐振过电压主要有三种形式:线性谐振、铁磁谐振和参数谐振。第一,造成线性谐振过电压的原因:谐振回路由系统中的电容原因和不含铁芯的电感元件相互作用产生;第二,造成铁策谐振过电压的原因:谐振回路是由系统中的电容元件和含铁芯的电感关键构成,由于铁芯电感元件饱和现象的存在,从而使得回路中电感参数具有非线性,当回路中的电感元件含有这种这种非线性时,在一定的谐振条件之下,就会形成铁磁谐振过电压;第三,造成参数谐振过电压的原因:由参数呈周期性改变的电感元件同系统中的电容元件一同构成电网回路,当配合参数一定时,通过电感参数呈现出的周期性变化,向谐振系统不断进行能量的输送,进而形成参数谐振过电压。

3 电网谐振过电压的限制措施分析

3.1 使用自动调谐的接地补偿装置

当前,自动调谐的接地补偿装置主要由电动消弧线圈、接地变压器、阻尼电阻部分、微机控制部分、非阻尼电阻和中性点互感器六部分组成。自动调谐接地补偿装置在正常的运行过程当中,即使地对电压进行调节,并通过使用计算机来实现自动的跟踪与调谐。通过对中性点电流同电流的相位测量,实现了准确的计算和判断,并采用指令的形式进行自身调整,从而现实相关的参数。此外,自动调谐接地补偿装置还极有报警、追忆、发送信号的作用,更好地限制谐振过电压的发生。

3.2 消弧圈的回路中串联电阻

在消弧圈的回路中进行电阻的串联,能够起到保证阻尼率的作用,从而实现对中性点位移电压的控制。在低压电网中,往往由于不对称的中性点而导致电压很小,为提升测量的精度,应采用专门的中性点互感器。采用非线性的电阻对欠补偿下的谐振过电压有明显的抑制作用。此外,应配有远程的有载开关,在预调的方式下运行,从而使得正常的调谐工作是在不接地的状况下进行的,安全可靠。

3.3 手动或自动对消弧线圈的分接头进行调整

手动或自动地对消弧线圈的分接头进行调整,使得消弧线圈的调谐运行处于最佳的工作状态,从而保证了从残留能向可靠熄弧降低的程度。此外,通过远程遥控、遥测、遥信及遥调,来适应实时限制谐振过电压的需要。接地的过程应选用零序阻抗低的接线方式,从而实现对电网中不对称电压的调节,值得注意的是,户外的设备应同柜内设备的备用电缆相连接。

3.4 将消弧线圈接入中性点

有时,即使安装了消谐器,谐振过电压依然发生,这是由于铁磁谐振过电压本身具有非线性量,这种非线性量是有消弧线圈引起的。但是如果不安装消弧线圈,当发生间歇性电弧时,就会造成熔丝熔断等后果。这就出现了矛盾点,是否安装消弧线圈将消弧线圈接入到中性点就很好地解决了问题,这对于由于电压互感器铁芯饱和所引起的谐振过电压能够起到很好的抑制作用。

4 结语

电网谐振过电压在电力供电电网中虽然十分的普遍,具有作用时间长、危害性较大的特点,但是只要采取积极科学的限制措施,就能够起到弱化谐振过电压的作用。随着科学技术的不断发展,谐振过电压的限制措施必将越来越完善,从而确保电网行业的长足发展。

参考文献

[1]张平.电网谐振过电压的限制方法[J].山西焦煤科技,2009(3).

[2]买亮.浅析电网谐振过电压及其抑制[J].使用科技,2007(5).