中性点不直接接地系统中全电压域、全类型消谐技术
铁磁谐振是由铁芯电感元件,如发电机、变压器、电压互感器、电抗器、消弧线圈等和系统的电容元件,如输电线路、电容补偿器等形成共谐条件,激发持续的铁磁谐振,使系统产生谐振过电压。在66kV及以下中性点不直接接地的电网中,由于对地容抗与电磁式电压互感器励磁感抗的不利组合,在系统电压大扰动(如遭雷击、单相接地故障消失过程以及开关操作等)作用下而激发产生的铁磁谐振现象,造成PT一次保险熔断、互感器本体烧毁、避雷器炸裂等事故。
铁磁谐振分类:(1)基波谐振,一相对地电压降低,另两相对地电压升高超过线电压;或两相电压降低、一相电压升高超过线电压、有接地信号发出;(2)分频谐振:三相对地电压同时升高、低频变动,可以细分为2分频谐振、3分频谐振等;(3)高频谐振:三相对地电压同时升高超过线电压。
电磁式电压互感器分类:电压互感器根据绝缘形式的不同,主要分为全绝缘型电压互感器和半绝缘型电压互感器,全绝缘型电压互感器是指一次绕组与二次绕组及地间的主绝缘都是承受100%工频试验电压设计的单相电压互感器。一次高压端为两个端子,故称为全绝缘型;半绝缘型电压互感器是指其一次绕组的一端准备直接接地的单相电压互感器,一次绕组接地端(N端)设计时,靠近二次绕组,其一次绕组与二次绕组及地间的主绝缘承受的电压很低,电磁式电压互感器标准中要求其短时工频耐受电压仅有3kV(设备最高电压Um>40.5kV时,其短时工频耐受电压为5kV次高压端为独立端子,故称为半绝缘型。
铁磁谐振治理装置分类:(1)电压互感器开口三角加装微机消谐器(简称二次消谐),由于开口三角形绕组为零序电压绕组,在此绕组的两端接上电阻,相当于在PT高压组并联一个电阻,所接电阻越小,等效并联电阻也越小,则非线性电感对电路的影响也越小,就愈能抑制谐振的发生;(2)PT中性点串一次消谐器(简称一次消谐),PT一次侧的中性点接地电阻R0足够大时,可限制一次绕组激磁涌流,避免互感器铁芯饱和,从而有效地防止或消除谐振。显然,R0值越高,消谐效果越好,若R0→∞,即中性点绝缘,谐振就根本不会发生,但电阻太大,导致互感器中性点漂移,希望是电网正常运行时电阻较小,系统谐振时电阻突增变大。
根据电磁式电压互感器的绝缘类型,依据国家电网企业标准《Q/GDW10415-2019电磁式电压互感器用非线性电阻型消谐器技术规范》及电力行业标准《DL/T2045-2019中性点不接地系统铁磁谐振防治技术导则》安徽正广电电力技术有限研制了相应的治理装置:全绝缘电磁式电压互感器采用电压互感器流敏型智能消谐装置;半绝缘电磁式电压互感器采用检测饱和电流型微机消谐装置。
流敏型智能消谐装置
KLMP电压互感器流敏型智能消谐装置,由二次智能监测单元和流敏型一次消谐器构成,适用全绝缘电磁式电压互感器。根据国家标准?GB 20840.3-2013,全绝缘电压互感器的一次绕组与二次绕组及地间的主绝缘都是承受100%工频试验电压设计的单相电压互感器,一次高压端为两个端子。因此全绝缘电压互感器可采用一次消谐措施—电压互感器一次中性点串接流敏型消谐器。流敏型消谐装置是基于PTC材料的物理特性消谐,正常运行时为低阻状态,当发生PT铁磁谐振时快速呈高阻状态,利用其物理特性破坏谐振条件,从而实现快速消除谐振过电压的目的。
检测饱和电流型微机消谐成套装置
KLMP检测饱和电流型微机消谐成套装置,由电流型微机消谐装置和带间隙消谐器构成,适用半绝缘电磁式电压互感器。根据电磁式电压互感器国家标准,半绝缘电压互感器是指一次绕组的一端准备直接接地的单相电压互感器,一次绕组接地端(N端)设计时,靠近二次绕组,其一次绕组与二次绕组及地的主绝缘承受的电压很低。因此半绝缘电压互感器不适宜采用一次消谐措施,存在电压互感器一次中性点被击穿的风险。
半绝缘电压采用检测饱和电流型微机消谐装置。检测饱和电流型微机消谐装置基于谐振饱和理论(铁磁谐振发生时,必然伴随较大的PT一次绕组饱和电流,且饱和电流一定先于铁磁谐振),以电压互感器饱和电流为启动判据,并接二次消谐电阻采用动态矩阵电阻。
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