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电力系统铁磁谐振的现象和消谐措施以及特点和

一、概述
铁磁谐振是由铁心电感元件,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。
电力系统的铁磁谐振可分二大类:一类是在66kV及以下中性点绝缘的电网中,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;另一类是发生在220kV(或110kV)变电站空载母线上,当用220kV、110kV带断口均压电容的主开关或母联开关对带电磁式电压互感器的空母线充电过程中,或切除(含保护整组传动联跳)带有电磁式电压互感器的空母线时,操作暂态过程使连接在空母线上的电磁式电压互感器组中的一相、两相或三相激发产生的铁磁谐振现象,即串联谐振,简单地讲就是由高压断路器电容与母线电压互感器的电感耦合产生谐振由于谐振波仅局限于变电站空载母线范围内,也称其为变电站空母线谐振。
二、铁磁谐振的现象
1、铁磁谐振的形式及象征
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)分次谐波:三相对地电压同时升高、低频变动
3)高次谐波:三相对地电压同时升高超过线电压
2、串联谐振的现象:线电压升高、表计摆动,电压互感器开口三角形电压超过100V
三、铁磁谐振产生的原因及其分析:
1、铁磁谐振产生的原因:
1)、有线路接地、断线、断路器非同期合闸等引起的系统冲击
2)、切、合空母线或系统扰动激发谐振
3)、系统在某种特殊运行方式下,参数匹配,达到了谐振条件
2、串联谐振产生的原因:进行刀闸操作时,断路器隔离开关与母线相连,引发断路器端口电容与母线上互感器耦合满足谐振条件
四、常用的消谐方法及优缺点
多年来,南京创迪的专家学者对铁磁谐振做了大量研究,在理论分析方面,前人进行了大量卓有成效的工作,阐明了这类非线性谐振问题中所蕴含的不同于线性谐振的丰富内容,给我们提供了坚实的理论基础。一般来讲,消谐应从两方面着手,即改变电感电容参数以破坏谐振条件和过吸收与消耗谐振能量以抑制谐振的产生,或使其受阻尼而消失。下面是常用的消谐方法。
1、中性点不接地系统常见的消谐措施
1.1采用励磁特性较好的电压互感器
目前,在我单位新建变电站电压互感器选型时尽量采用采用励磁特性较好的电压互感器。电压互感器伏安特性非常好,如每台电压互感器起始饱和电压为1.5Ue,使电压互感器在一般的过电压下还不会进入饱和区,从而不易构成参数匹配而出现谐振。显然,若电压互感器伏安特性非常好,电压互感器有可能在一般的过电压下还不会进入较深的饱和区,从而不易构成参数匹配而出现谐振。从某种意义上来说,这是治本的措施。但电压互感器的励磁特性越好,产生电压互感器谐振的电容参数范围就越小。虽可降低谐振发生的概率,但一旦发生,过电压、过电流更大。
1.2在母线上装设中性点接地的三相星形电容器组,增加对地电容这种方法,当增大各相对地电容Co,使XCo/XL<0.01时(谐振区为小于0.01或大于3)回路参数超出谐振的范围,可防止谐振。通过对两种典型伏安特性的铁芯电感进行模拟试验。试验结果表明,谐振区域与阻抗比XCo/XL有直接关系,对于1/2分频谐振区,阻XCo/XL约为0.01~0.0。如果你需要电力消谐器,欢迎咨询长沙瑞起机电设备有限公司,获得最优惠工厂交货价,长沙瑞起机电设备公司官网:www.hncmec.com

铁磁谐振的五大特点,LXQ系列消谐器的作用


铁磁谐振的几个特点:
1)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。
2)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。
3)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…1/2(1,2,3…)倍频率的谐振。
4)串联谐振电路来说,产生铁磁谐振过电压的的必要条件是ω0=1/L0C<ω。因此铁磁谐振可在很大的范围内发生。
5)铁磁谐振对PT的损坏。电磁谐振(分频)一般应具备如下三个条件。
①PT感抗为容抗的100倍以内,即参数匹配在谐振范围。
②铁磁式电压互感器(PT)的非线性效应是产生铁磁谐振的主要原因。
③要有激发条件,如PT突然合闸、单相接地突然消失、外界对系统的干扰或系统操作产生的过电压等。据试验分频谐振的电流为正常电流的240倍以上,工频谐振电流为正常电流的40~60倍左右,高频谐振电流更小。在这些谐振中,分频谐振的破坏最大,如果PT的绝缘良好,工频和高频一般不会危及设备的安全,而6kV系统存在上述条件。4铁磁谐振的常用消除办法根据以上分析配电系统铁磁谐振的特性,就不难找到加以解决的办法。通常的解决办法有:1)PT一次的中性点加装阻尼电阻。该方法在已广泛采用,生产定型产品的厂家比较多,在实际运用中都取得了满意的效果。如登瑞电气生产的LXQ系列消谐器,该消谐器串接于PT一次绕组中性点与地之间,材料为大容量的非线性碳化硅电阻片及散热片等串联组装而成。其工作原理为:在低压下消谐器呈高电阻值(可达几百千欧)使谐振在起始阶段不易发展,单相接地时,消谐器上出现千余伏电压,它的非线性电阻下降,使其不影响接地保护的工作。2)在PT开口三角侧并联固定(或可变)阻尼,一些要求不太高的变电所或配电。

一次消谐器如何选型呢? 

LXQ系列一次消谐器,一次消谐装置按照PT所在电网额定电压可以分为10kV(LXQ-10)及35kV(LXQ-35)两种,其中10kV消谐器也适用于6kV电网中的PT。选取消谐器的型号除了与压变所在电网额定电压有关,还与压变高压绕组X端(尾端)的绝缘等级有关。由于一次消谐器是串在PT一次绕组中性点与地之间的非线性阻尼电阻,其非线性特征使得消谐器在正常工作电流段具有一定的阻值,从而有效地限制高压涌流和铁磁谐振。可是当电网发生异常的大电流(如雷击、电网断线谐振)时,会产生一个比较大的电压,如果压变尾端绝缘等级不强(俗称弱绝缘压变,其高压尾端与二次侧一同输出),就有可能损坏压变X端绝缘。针对这种情况,RY-LXQ系列消谐器因压变X端绝缘等级不同而分为LXQ型和LXQ(D)型。LXQ(D)型一次消谐装置提供一个D参数元件,该元件能有效限制消谐器两端电压,使其在弱绝缘压变的绝缘耐受水平之下,从而有效保护中性点绝缘。我们根据国内主要厂家6~35kV压变绝缘结构和运行经验,建议选配LXQ系列消谐器如下:
LXQ系列一次消谐器建议选配型号表

 

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