一次消谐器对电压互感器的保护

3.铁磁谐振对电压互感器的危害及采取的措施

铁磁谐振产生的过电流和/或高电压可能造成电压互感器损坏,特别是低频谐振时,电压互感器相应的励磁阻抗大为降低而导致铁芯深度饱和,励磁电流急剧增大,高达额定值的数十倍至百倍以上,从而严重损坏电压互感器。损坏电压互感器通常有两种情况:

①电压互感器的一次绕组烧坏,这是持续的铁磁谐振造成的。一般是发生在空载母线合闸时,该相母线的对地电容较小,产生三倍频的高频谐振过电压。

②高压熔断器频繁熔断。是由超低频铁磁谐振造成。超低频铁磁谐振是在单相接地故障消失瞬间,电网对地电容与电压互感器励磁电感产生的一种短暂电磁振荡。这种情况出现在空载母线合闸时有较大的母线对地电容的电网中。尤其是在间隙性电弧接地故障时,更为严重。利用电压互感器限制或消除铁磁谐振的措施及其分析消除铁磁谐振的方法有很多种,下面将分别介绍对电压互感器二次和一次采取措施,来限制或消除谐振过电压。

3.1在电压互感器的开口三角绕组开口端加装一次消谐器

以前的一次消谐器一般使用灯泡,型号为220V、500W的白炽灯。其作用是在谐振发生初期,灯泡的阻值较小,而当单相稳态接地时,阻值变大以避免电压互感器过载,这是一种常用地简单而经济的方法。一次消谐器阻值愈小就愈能抑制共振的发生,但若阻值取得太小,相应的功率过大,不但难以选择适当电阻材料,同时PT的容量也将不能满足要求,而且,使开口三角两端电压太低,以致影响继电保护的正确动作。所以,采用此方法有其自身缺点:

1)当发生非金属性接地故障时,中性点位移电压很小,回路无阻尼作用,所产生的谐振无法消除。

2)当发生金属性单相接地故障时,要求电压互感器开口三角形绕组要有足够大的容量,防止绕组被烧坏。

3)当发生间歇性弧光接地故障时,由于电阻的接入,将使流过电压互感器一次侧绕组的电流显著增大,增加了电压互感器烧损的可能性。同时还应注意系统中每台电压互感器开口三角均接电阻时才起作用一次消谐器也可在电压互感器开口三角形绕组开口端加装微机消谐装置。电子微机型一次消谐器是当谐振发生时瞬时接通高阻抗回路,有良好的消谐效果。但是对低频振荡不起作用。因此,只适用于对地电容较小的电网。

3.2在电压互感器一次侧中性点经高阻抗接地。在三相电压互感器或三台单相电压互感器的一次侧中性点与地之间接一单相零序TV。俗称"4TV法,属于一次消谐器。

消谐器的特点:

1)采用零序TV二次绕组的补偿作用,消除了二次相电压测量中三次谐波的影响。

2)三相TV的开口三角回路是短接的,因此,零序TV承担测量零序电压,三相TV测量正序电压。将开口三角接成封闭的三角形来消除三次谐波,即能消除铁磁谐振的发生。

3)零序回路中只有单相TV一种电感,与三相TV的励磁电感小得多,在激发的过电压作用下,感抗值无法与电网的对地电容相等,产生铁磁谐振的充分必要条件不具备,即起到抑制或消除铁磁谐振的作用。它对抑制铁磁谐振和超低频谐振都有较好的效果,适用于对地电容较大的电网。