浅析铁磁谐振过电压影响因素
电力系统正常运行时,感抗大于容抗,不具备谐振条件。当系统发生扰动时,互感器中增大的励磁电流会造成铁芯饱和而使其电感下降至与容抗相等时,且系统电源发生剧烈波动时容易发生铁磁谐振故障。如下图1表示。
图1 铁磁谐振过电压故障演变机理
图1可知,电力系统发生铁磁谐振故障的因素由系统结构与参数、系统运行状态和设备参数三个方面构成。当系统受到单相铁磁谐振、外电路过电压故障、互感器空载合闸或母线不同期合闸等外界提供的能量激发,电流增大且流过互感器绕组,造成互感器铁芯饱和,从而致使系统感性参数下降,当下降的感性参数与容性参数不利配合时,系统发生铁磁谐振。
将图1所示的三个方面的影响因素展开如图2所示。
图2 铁磁谐振影响因素
图2中,线路构成、相间电容和接地电容会影响系统的容性参数,电容型互感器分为电容式和电磁式两种,这两种都会发生铁磁谐振,不过中性点不接地系统较多采用电磁式互感器。
系统运行受外界能量激发会导致电流增大,不同的激发类型导致的感性参数变化有别,其中,单相接地短路电流水平受中性点参数高压侧直流电阻阻值呈负相关性,并与短路消除时间有关,因为故障消除时刻对应的各相电源电压的大小不同,电压恢复时释放的电荷量也就不同,造成 TV铁心的饱和程度有差异,从而产生大小不同的铁磁谐振过电压;外电路过电压故障和互感器空载合闸提供激发能量所产生的电流水平与变压器负载率呈负相关性。上述因扰动产生的增大的电流水平与互感器高压侧直流电阻均呈负相关关系,此外,过渡电阻、变压器中性点所加装的消弧线圈和中性点阻抗也会影响到所能量激发电流水平,进而限制铁磁谐振过电压水平。当增大的电流流过互感器绕组时,感性参数下降的程度受到互感器饱和程度的影响,而互感器饱和程度又受到电流水平和铁芯材质共同影响。当下降的感性参数与容性参数满足谐振条件时,铁磁谐振过电压故障发生。
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