PT发生铁磁谐振的解决措施.doc

35kVPT故障的解决措施 750kV吐鲁番变巴州变电站投运后多次发生35kV PT保险熔断故，我们认为主要是由于35kV发生单接地，消谐装置没有起到消谐作用导致PT发生铁磁谐振，造成35kV PT保险熔断。1 铁磁谐振的几个特点1.1 对于铁磁谐振电路，在相同的电源电势作用下回路可能不只一种稳定的工作状态。电路到底稳定在哪种工作状态要看外界冲击引起的过渡过程的情况。1.2 PT的非线性铁磁特性是产生铁磁谐振的根本原因，但铁磁元件的饱和效应本身也限制了过电压的幅值。此外回路损耗也使谐振过电压受到阻尼和限制。当回路电阻大于一定的数值时，就不会出现强烈的铁磁谐振过电压。1.3 对谐振电路来说，产生铁磁谐振过电压的必要条件是XL=XC，因此铁磁谐振可在很大的范围内发生。1.4 维持谐振振荡和抵偿回路电阻损耗的能量均由工频电源供给。为使工频能量转化为其它谐振频率的能量，其转化过程必须是周期性且有节律的，即1n（n=1，2，3）倍频率的谐振。1.5 PT的铁磁谐振一般应具备如下三个条件：1.5.1 PT的非线性铁磁效应是产生铁磁谐振的主要原因；1.5.2 PT感抗为容抗的100倍以内，即参数匹配在谐振范围；1.5.3 要有激发条件，如PT突然合闸、单相接地突然消失（包括弧光接地）、外界对系统的干扰或系统操作产生的过电压等。2 铁磁谐振的常用消除办法2.1 PT二次消谐法2.1.1 在PT开口三角侧并联可控阻尼（微机消谐装置）由微机控制的智能消谐装置，当发生谐振时，装置的鉴频系统采集大约100ms（5周期）左右的数据量，通过FFT变换分析出谐波成分及幅值，相应地投入“消谐电阻”吸收谐振能量，消除铁磁谐振。其缺点是：在谐振电流加大的情况下，100ms的采样时间使得谐振电流加热PT熔丝以足够充分的时间，可能在其投入消谐之前PT保险已经熔断，消谐电阻投入的瞬间PT一次的涌流也可能是PT保险熔断的最后一个砝码；如果系统中存在过电压保护装置，一些强烈的谐振过电压被限幅削顶，智能消谐装置的鉴频系统通过FFT算法反而得不出正确的结果，可能小于启动条件，出现据动的尴尬现象，任由谐振现象继续发展，直至损害的结果发生。2.2 PT一次消谐法Y0接线的PT高压绕组是中性点不接地系统中唯一的入地金属通道，给PT谐振创造了通路条件，在PT中性点串联阻尼器件是一次消谐的核心思想。2.2.1 PT中性点经流敏元件串联接地2.2.1.1 该流敏元件的伏安特性如图，特性类似熔断器，小电流时呈低阻态，大电流时呈高阻态，且可以相互转换；2.2.1.2 XI曲线描述的是元件的阻抗随流过电流的变化曲线，图中X1曲线为PT的阻抗曲线，X2曲线为流敏元件的阻抗曲线，Xc曲线为系统容抗曲线，K点为系统容抗与PT感抗相等点，即系统谐振点，X3曲线为PT与流敏元件串联的阻抗曲线，很明显，X3与Xc无交点，不会发生PT铁磁谐振。2.2.1.3 当谐振发展初期阶段，零序电流增大，超过0.2A时，该流敏元件的阻抗急剧增大，限制电流的发展，使PT快速去饱和，破坏谐振条件，消谐效果优良，同时，也有效地保护了PT保险；当PT阻抗升高，零序电流减小，流敏元件阻抗迅速降低，不影响测量精度。3消除间歇性单相弧光接地过电压3.1产生机理中性点不接地系统如果发生单相接地，一定是以弧光接地开始，而且是间歇性弧光，因为发生接地瞬间，弧光是发生在电压正弦波的上升阶段，当电压降低过零时，维持不了弧光，弧光就要熄灭；间歇性弧光使得系统故障相的分布电容周期性地进行充放电，放电时有高频成分，该电压传递到健康相，会使的系统电压升高；升高的电压导致PT进入饱和区，诱发系统谐振，产生谐振过电压，一般过电压在弧光接地之后2个工频周期后就能超过2倍，对设备绝缘带来危害。过电压可导致避雷器爆炸，尤其是相间过电压保护器；可导致PT保险动作或PT烧毁；诱发其他过电压，如串联铁磁谐振过电压。3.2限制措施在系统母线上加装“消弧消谐装置”，当判断出弧光接地相时，驱动与该相连接的高速开关（10ms以内的固有动作时间）动作，直接接地，使故障相与大地之间的电阻为零，消除弧光，也即消除弧光接地造成的危害；4结论解决PT铁磁谐振的方法，采用二次消谐，存在响应速度不够、影响PT测量精度等问题，不能彻底解决谐振带来的影响，尤其是断PT保险的问题；采用一次消谐的方法中，以PT中性点经流敏元件串联接地的方案最佳，是新一代的PT消谐元件。5建议 1）在7