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串联谐振过电压的分析与对策

发布时间:2019-05-19 17:30:00 浏览次数:1889

  开云在线平台电力是一家专业研发生产串联谐振的厂家,开云在线平台生产的串联谐振设备在行业内都广受好评,以打造最具权威的“串联谐振“高压设备供应商而努力。  电力系统中有许多电感、电容器组成的器件,例如电力变压器、互感器、电抗器、发电机等的等值电感;补偿用的串联和并联电容器组、线路导线的对地与相间电容、各种高压设备的等值电容。它们间的组合可以构成一系列不同自振荡频率的振荡回路,在一定条件下,可以构成持续时间较长的铁磁谐振过电压。本文就某220kV变电站发生的铁磁谐振过电压现象,利用铁磁谐振原理和稳定条件,分析产生的物理过程,并提出消谐的一些有效措施。

串联铁磁谐振过电压现象

  2005年8月6日,某个220kV变电站,进行220kV西母线停运的正常检修操作,在220kV倒母线的操作中,当220kV所有进出线倒至东母线运行,断开母线断路器后,发生了串联铁磁谐振过电压。谐振时,220kV西母线PT最高电压达407kV,值班员汇报中调后,中调令220kV旁路断路器由东母线倒至西母线,并对旁母充电后,谐振消失,时间持续40min。由于谐振经过断路器断口并联电容器,所幸能量不大,仅损坏三台互感器而未发生爆炸。互感器内装有波纹金属膨服器,事故中膨胀器A、B两相全部顶出互感器。后经试验发现,互感器内部三相绝缘均损坏,二次绕组烧毁。事故时接线见图1。

  图中TV为电压互感器,Q为母线断路器断口,CL为并联电容,CB为母线对地电容。该电压互感器为油浸纸绝缘电磁式,由三只独立的单相互感器组成,接线方式为YO,yo,d接线。

分析

  铁磁谐振

  铁磁谐振仅发生于含有铁心电感的电路中。铁心电感的电感值随电压、电流的大小而变化,不是一个常数,所以铁磁谐振又称为非线性谐振。

  图2为最简单的R、L、C串联铁磁谐振回路。假设在正常运行条件下,其初始状态是感抗大于容抗,即ωL>ωC,此时不具备谐振条件。当铁心两端电压有所升高时,或电感线圈中出现涌流时,就有可能使铁心饱和,其感抗随之减少,或者容抗增大,使ωL=1/ω满足于串联谐振条件并发生谐振,在电感和电容两端形成过电压,这种现象称之为铁磁谐振现象

  因为谐振回路中电感不是常数,故回路没有固定的自振频率。当谐振频率Fo为工频(50Hz)时,回路的谐振称为基波谐振;当ω。为工频的整数倍(如3倍、5倍等)时,回路的谐振称为高次谐波谐振:同样的回路中也可能出现谐振频率为分数(如1/3次、1/5次等)的谐振,称为分次谐波谐振。因此,具有各种谐波谐振的可能性是铁磁谐振的重要特点,这是线性谐振所没有的。