6kV微机消谐电阻器测试仪装置，我们通过实例分析铁磁谐振原理，产生谐振过电压的条件、种类及危害，防止铁磁谐振措施，6kV微机消谐电阻器测试仪装置的选用进行分析。

　　6kV厂用电为2级供电电压系统 ,即高压6kV和低压400V。其中6kV系统为不接地系统 ,共设6段母线 ,每段母线上为测量、保护和控制设置了1组三卷电压互感器。为防止电压互感器产生铁磁谐振 ,经比较选用了在电压互感器的开口三角侧接装消谐器 ,以避免由于系统的扰动产生工频、分频或高频谐振过电压 ,避免危及设备绝缘、烧毁或致使设备爆炸 ,提高系统运行的可靠性。

　　一、铁磁谐振过电压产生的原理

　　1.铁磁谐振产生的原理：在我国电力系统中 ,3～35kV供电系统为不接地系统 。在正常运行时 ,由于三相对称 ,电压互感器的励磁阻抗很大 ,两者并联后为一等值电容 ,系统网络的对地阻抗呈现容性 ,电网中性点的位移基本接近于0。但当系统产生扰动时 ,可导致电压互感器三相铁芯出现不同程度的饱和 ,系统中性点就有较大的位移 ,位移电压可以是工频 ,也可以是谐波频率 ,即可能产生铁磁谐振。

　　系统扰动如 :

　　(1)单相接地 ,使健全相的电压突然升高 ,电压升至线电压 ;

　　(2)单相弧光接地 ,由于雷击或其他原因 ,线路瞬时接地 ,使健全相的电压升至线电压 ,而故障相在接地消失后又可能有电压突然上升,产生很大的涌流 ;

　　(3)当电压互感器突然合闸时 ,使其一相或两相绕组内出现巨大的涌流 ;

　　(4)电压互感器的高压熔断器熔丝不对称故障等

　　2.产生谐振过电压的条件：产生谐振过电压的条件为系统电源中性点不接地 ,电压互感器一次绕组中性点直接接地 ,具有来自系统干扰的激发条件 ,而且系统的对地感性阻抗大于系统对地容性阻抗 ,即ωL0 >1 / (ωC) (其中L0 为铁芯线圈的初始电感 ,C为系统对地电容 ) ,系统对地阻抗为容性。当电压互感器受激 ,其铁芯出现饱和时 ,励磁电感变小 ,系统网络对地阻抗趋于感性。此时若系统网络的对地电感与对地电容相匹配 ,就形成三相或单相共振回路 ,可激发各种谐振过电压。

　　3.铁磁谐振过电压的种类：铁磁谐振过电压分为工频、分频和高频谐振过电压 ,常见的为工频和分频谐振。当电压互感器的激磁电感很大时 ,回路的自振频率很低 ,可能产生分频谐振 ;当电压互感器的铁芯激磁特性容易饱和时 ,或系统中有多台电压互感器 ,并联电感值较小 ,回路自振频率较高 ,则产生高频谐振。工频和高频铁磁谐振过电压的幅值一般较高 ,可达额定值的 3倍以上 ,起始暂态过程中的电压幅值可能更高 ,危及电气设备的绝缘结构。分频铁磁谐振时 ,励磁感抗成倍下降 ,过电压并不高 ,一般在2倍额定值以下 ,但感抗下降会使励磁回路严重饱和 ,励磁电流急剧加大 ,电流大大超过额定值 ,导致铁芯剧烈振动 ,使电压互感器及保险丝过热烧毁。不接地系统的中性点位移电压是相对地出现的过电压 ,其过电压可以是工频 ,也可以是分频或高频 ,是发电厂不接地系统中发生内部过电压常见的现象。

　　4.铁磁谐振过电压的危害：工频谐振过电压可导致三相对地电压同时升高 ,或引起“虚幻接地”现象。分频谐振过电压可导致相电压低频摆动 ,其结果可引起熔丝烧断 ,电压互感器过热、烧断 ,甚至爆炸。这些铁磁谐振过电压严重危害供电系统开云在线平台备绝缘薄弱的地方 ,影响系统的可靠运行。在电厂6kV或10kV的系统中发生铁磁谐振过电压较为明显的现象为系统有接地信号 ,电压表计指针不停地摆动 ,电气设备有较强烈的电晕声。如发现电压互感器熔丝烧断或爆炸 ,则可判定为电压互感器引起的铁磁谐振过电压。

　　二、防止铁磁谐振的措施

　　在实际电网中 ,消除铁磁谐振主要有以下几种措施:

　　1.选用励磁特性较好的电压互感器或使用电容式电压互感器 ;

　　2.增大对地电容 ,破坏谐振条件 ,如增加电缆或加装电容器等 ;

　　3.在零序回路加阻尼电阻 ,在电压互感器一次绕组中性点或开口三角绕组加装非线性电阻 ;

　　4.在电压互感器的一次绕组的中性点或开口三角绕组装设消谐器。

　　对于 6～10kV系统 ,传统方法是在电压互感器开口三角侧加装220V、200～500W灯泡。此法简便、成本低廉 ,但运行的可靠性低 ,运行巡视的工作量大。因灯泡的使用寿命有限 ,需经常更换 ,由此带来诸多不便。根据6kV厂用电系统的特点 ,在电压互感器的零序回路即开口三角绕组侧加装微机消谐电阻器测试仪装置。开口三角侧的额定电压为 100/3V ,当谐振产生过电压时 ,开口三角侧的电压将随不同类型的谐振发生变化。当电压达到微机消谐电阻器测试仪装置的动作值时消谐器自动投入 ,其消谐管中的消谐电阻吸收谐振能量 ,即相当于在电压互感器的一次侧并联了电阻 ,从而消除铁磁谐振。消谐电阻为特制的非线性电阻 ,其寿命达1250h。微机消谐电阻器测试仪装置能自动鉴别分频 (2 5Hz)和工频(5 0Hz)产生的谐振过电压 ,具有适用性广 ,结构简单 ,性能稳定 ,维护工作量小等特点。其一次投入成本高于灯泡 ,但运行成本较低。

　　三、微机消谐电阻器测试仪装置工作原理

　　6kV厂用电系统选用微机消谐电阻器测试仪装置 ,它由鉴频自动投入装置和消谐管2部分组成。其额定工作电压为100V ,冷电阻 (室温)为小于等于1Ω ,热电阻为大于等于110Ω(1 0 0V) ,接于电压互感器的开口三角侧。其串联元件的参数动作于25Hz次频 ,此时呈现为低阻抗 ,至电压达到55kV时 ,继电器动作 ,投入消谐管的r2小电阻 ,消除次频谐振。当系统为 5 0Hz工频或更高时 ,串联回路呈现为高阻抗 ,此时电压互感器开口三角的电压上升至240V或更高 ,继电器将在大于240V时动作 ,接通消谐管 ,消除工频和高频谐振。消谐管是具有特异电阻特性的电真空管 ,消谐管内有电阻r1和r2 。其中r1阻值为13.5Ω ,长期并接于电压互感器的开口三角 ,当系统正常运行时开口三角仅有一不大于 3V的位移电压 ,流过电阻的电流小于 1A ,经实测一般在0.5A以下 ,对电压互感器无不良影响。当系统受到干扰或系统出现单相短路时 ,开口三用电压为 100V ,r1阻值达 60Ω以上 ,电阻加热后阻值可大于110Ω ,起到抑制工频谐振的作用。电阻r2 的阻值为0.6Ω ,为瞬时工作制 ,不允许长期通电 ,电阻r2主要用于消除分频谐振产生的过电压。

　　在系统产生谐振时微机消谐电阻器测试仪装置中的继电器的一个常开点发出信号 ,提示运行人员。运行人员只在接到消谐器发出的信号后 ,对消谐器进行检查。

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