第13讲铁磁谐振-断线.ppt

第13讲 谐振过电压- 屠幼萍 typ@ncepubj.edu.cn 断线引起的铁磁谐振过电压 “断线”泛指导线因故障折断（有时伴随断线的一端接地）、断路器非全相操作或严重的不同期操作、熔断器的一相或二相熔断等 电力系统发生断线（非全相运行），电源侧和负荷侧中任一侧中性点不接地，可能引发铁磁谐振 断线引起的铁磁谐振过电压 在非全相运行时，可能组成多种串联谐振回路，回路中的电感可以是电网中空载或轻载运行的负载变压器的励磁电感以及消弧线圈的电感，回路中的电容可以是导线对地和相间的部分电容，电感线圈对地杂散电容 分析断线谐振，一般方法是应用等值电源定理（戴维南定理），将三相电路转化为单相等值电路进行分析 断线引起的铁磁谐振过电压 中性点绝缘系统中发生单相断线 中性点直接接地系统中发生单相断线 不发生断线铁磁谐振的条件 限制过电压措施 1、中性点绝缘系统中发生单相断线 等值电源定理 等值电源定理 等值电源定理 等值电源定理 2、单相断线同时伴有负载或电源侧导线接地 同时伴有电源侧导线接地将图中 短接， 直接接在电势两端，不予考虑 3、中性点直接接地系统中发生单相断线 消弧线圈补偿电网，谐振回路中起主要作用的还是负载变压器的励磁电感。因此，不论消弧线圈原来是欠补偿或是过补偿，断线的结果都有可能激发起铁磁谐振 随着断线（非全相运行）的具体情况不同，都有相应的等值单相接线图和等值简单串联谐振回路，其等值参数Q、K的计算式参看表列 4、不发生断线铁磁谐振的条件 4、不发生断线铁磁谐振的条件 5、限制过电压措施 保证断路器的三相同期动作，避免发生拒动，不采用熔断器 加强线路的巡视和检修，避免发生断线 如断路器操作后发生异常现象，应即复原和进行检查 在中性点直接接地的电网中，操作空载变压器时应将其中性点临时接地，必要时，可在中性点上接以棒间隙 10kV配电网断线谐振过电压计算实例 计算实例 利用ATPDraw计算实例，215出线L5末端接入一空载变压器 215出线L5末端断线不接地等值回路 10kV配电网断线谐振过电压计算实例 采用ATP计算，故障相发生谐振现象，上图为谐振电压波形 谐振电压展开图 谐振过电压频谱分析（已将大部分基频电压滤波），可以清楚看到发生了二倍频谐振。 215出线L5末端断线负荷侧接地等值回路 经计算知，xc0/xL0=0.0327，可能发生分频谐振。上图为ATP计算非故障相电源侧谐振过电压波形 波形展开图 谐振过电压频谱分析（已将大部分基频电压滤波），可以清楚看到发生了1/2，1/3分频谐振 思考题 * * * * 断线引起的铁磁谐振过电压 A相电源侧导线对地电容及相间电容分别为： A相负载侧 线路长度为l，导线折断处至电源短距离为 中性点绝缘系统，线路末端 接有空载变压器，A相导线折断 忽略电源内阻抗、线路感抗 看作为负载，等值电势应为将 拿开后用电压表在A点与地间侧得的电压值 任何一个复杂电路，对外都可以转化为由等值电势和等值内阻串联的简单等值电路 o B C A 0 应是A点和o间电压，因为电压源B、C的负荷是对称的，o点的电位是BC的中点 求等值阻抗时，将全部电压源短路、全部电流源开路后，从A点与地间测得的阻抗为等值电源的内阻抗 任何一个复杂电路，对外都可以转化为由等值电势和等值内阻串联的简单等值电路 将mn电感支路左侧部分简化为等值电压源 等值电势：m、n两点间的 开路电压 等值电容：m 、n两点间的 入口电容 发生基波谐振的必要条件 线路正序电容与 零序电容的比值 随着断线的具体情况不同，有相应的等值单相接线图和等值简单串联谐振回路，其等值参数Q、K的计算式参看表 同时伴有负载侧导线接地A相对地电容被短接，只需将图中 短接即可得其单相等值电路 线路末端接有空载变压器、A相断线 去掉直接接于电源上的电容 ，A相电动势与右侧部分电路无联系 典型断线图及其等值电路参数 谐振后电压相量示意图 谐振的结果使得负载变压器三相对地电压不平衡 单相接地同时伴有电源侧导线接地 等值电动势：1.5EA，“S”点位于向量 B、C 连线的中点 谐振后电压相量示意图 三相对地电压不平衡、相序反倾 确定中性点“0”位置，得到Ub0、Uc0 假定UL＝2EA ，确定“a”点 断线相导线对地电压 电压相序oa、ob和oc与原来的完全相反(反倾) 在所列几种断线故障中，第三种情况，等值电容较大，在 x=1，即断线发生在负载端时电容C最大，C=3C0，满足谐振条件所对应