配电网和配电自动化系统董张卓电子课件第3章.ppt

2. 电磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压 电磁式电压互感器低压侧的负荷很小，接近空载，高压侧具有很高的励磁阻抗，在某些操作时，它与导线对地电容或其他设备的杂散电容间形成特殊的三相或单相谐振回路，并能激发起各种铁磁谐振过电压。 ⑴ 物理过程分析 图3-32 带有接线电压互感器的三相电路 图3-33 带有接线电压互感器的等值电路 图3-34 中性点位移时的向量图 在三相对地电压作用下，流过各相对地导纳的电流相量之和应等于零，则电压、电流相量关系如图3-34所示。相量相加的结果使B相和C相的对地电压升高，而A相的对地电压降低。这种结果与系统单相接地时出现的情况相仿，但实际上系统并不存在单相接地，所以将这种现象称为虚幻接地现象。 虚幻接地是TV饱和引起工频位移电压的标志。至于哪一相对地电压降低是随机的，因外界因素使互感器哪一相不饱和也是随机的。干扰造成电压互感器铁芯饱和后，将会产生一系列谐波，若系统参数配合恰当，会使某次谐波放大，引起谐波谐振过电压。配电网中常见的谐波谐振有 次分频谐振与3 次高频谐振。 ⑵ 谐振的特点 1) 分频谐振：过电压倍数较低，一般不超过2.5倍的相电压，三相对地电压表的指示值同时有周期性的摆动，线电压指示正常，过电流很大，往往导致PT熔丝熔断，甚至烧毁PT。 2) 高频谐振：过电压倍数较高，三相对地电压表示数同时升高，最大幅值达4~5倍相电压，线电压基本正常，过电流较小。 3) 基频谐振：三相对地电压表示为二相高，一相低，线电压正常，过电压倍数在3.2倍相电压以内，伴有接地信号，即虚假接地现象。 ⑶ 消除和抑制的措施 在中性点不接地系统中，可采用下列措施消除PT饱和引起的过电压： 1)选用伏安特性较好的、不易饱和PT，可明显降低产生谐振的概率。 2) 选用电容式电压互感器，它不存在饱和的问题。 3) 尽量减少系统中性点接地的电压互感器数，增加互感器中的等值总感抗。 4) 增大对地电容。母线侧装设一组三相对地电容器，或利用电缆段代替架空线段，以增加对地电容。 5) 采取临时措施。可在发生谐振时，临时投入消弧线圈，也可以按事先方案投入某些线路或设备以改变电路参数。 6) 电网的中性点经过消弧线圈接地后，相当于在电压互感器每一相电感上并联一个消弧线圈的电感，因消弧线圈的电感远较电压互感器相对地的电感为小，完全打破了参数匹配的关系，谐振过电压就不会产生了。 7) 在PT高压中性点串接单相PT 。 8) 在零序回路中接入阻尼电阻。 3. 其他铁磁谐振过电压 ⑴ 断线谐振过电压 断线过电压是电力系统中较常见的一种铁磁谐振过电压。这里所指的断线泛指导线因故障折断、断路器拒动以及断路器和熔断器的不同期切合等。只要电源侧或负荷侧有一侧中性点不接地，断线可能组成复杂多样的非线性串联谐振回路，出现谐振过电压。 图3-35 中性点不接地配电网单相断线 图3-36 简化的单相等值电路 (a)等值电路 (b)简单谐振电路 ⑵ 配电变压器一点接地谐振过电压 我国 6~10kV 配电变电器为数极多，由于长期运行后绝缘老化以及变压器制造的质量问题，往往在变压器的内部形成绝缘的薄弱点，在经受外部(雷击)或者内部(电机的启动、短路) 的各种冲击，并最终导致绕组的臣间短路和绕组导线对地的闪络。 图3-37 配电变压器故障接地时的谐振接线图 图3-37中画出了配电变压器运行中损坏时的两种现象：假设配电变压器为A相因匝间短路，而使该相的熔丝熔断并在m点接地。这样，三相不平衡的对地励磁电感与导线的对地电容并联在一起，在一定的参数的配合下，可激发起各种谐波的铁磁谐振过电压。 * 1. 零序电压启动 在变电所内一般均配备三相电压互感器或专用零序电压互感器，检测电网零序电压的瞬时值是否超过设定的整定值，当零序电压超过整定值，记录故障前后的数据，进行接地故障检测，整定值一般设定为20%额定相电压幅值。为了进一步消除三相不对称度的影响，可采用相邻两周波的零序电压变化量作为故障选线的启动判断。 2. 三相电压启动 单相接地故障时，故障相电压下降而健全相电压上升，因此可利用一相或两相电压超越一预设门槛值作为故障启动条件。 七、单相接地故障选线的难点 (1) 故障边界复杂、随机，难以用单一统计模型描述。 (2) 故障稳态分量小，给信号的检测和选线判断造成困难。 (3) 影响非有效接地系统故障选线准确性和可靠性的因素很多。 (4) 虽然选线与自动补偿装置一体化是一种有前途的解决方案，但是现场已装设了自动补偿装置，故仍需研究功能独立的故障选线技术。 (5) 尚需解决好故障选线灵敏启动与选线可靠性的问题。 (6) 各种选线方法都有局限性，普遍适用方法很难找到，如何解决好多种选线判据有效融合也是一个重要问题。 第四节 配电网弧光过电压 单相接地是配电网的主要故障形