廠用電諧振過電壓分析及預防一

1、廠用電諧振過電壓分析及預防 （一 ）摘要：在中性點不接地電力系統(tǒng)中，由于電磁式電壓互感器激磁特性 的非線性，當電壓發(fā)生波動使網(wǎng)絡中電抗接近容抗時，便產生諧振過 電壓，影響電氣設備安全運行。為此，從兩起典型的 6kV 廠用電諧振 過電壓入手，分析計算產生諧振過電壓的條件及其現(xiàn)象。最后，闡述 了解決諧振過電壓問題所采取的措施。關鍵詞：廠用電；諧振；過電壓；電壓互感器；分析；措施1 諧振過電壓產生條件、特點和危害 在中性點不接地電力系統(tǒng)中，由于電磁式電壓互感器（ TV）激磁特性 的非線性，當電壓發(fā)生波動使網(wǎng)絡中電抗接近容抗時，便產生諧振過 電壓。特別是遇有激磁特性不好（易飽和）的 TV 及系統(tǒng)發(fā)生單

2、相對地 閃絡或接地時，更容易引發(fā)諧振過電壓。輕者令到 TV 的熔斷器熔斷、 匝間短路或爆炸；重者則發(fā)生避雷器爆炸、母線短路、廠用電失電等 嚴重威脅電力系統(tǒng)和電氣設備運行安全的事故。2 兩起諧振過電壓及其分析21 鐵心飽和過電壓 這種過電壓最常見于投空母線時，由于系統(tǒng)電壓偏高致使激磁特性差 的 TV飽和，當 TV 電抗降至和系統(tǒng)對地容抗相等時便引發(fā)諧振過電壓。 現(xiàn)在由于采取一系列技術手段這一現(xiàn)象已很少發(fā)生，但其它形式諧振 過電壓卻還時有發(fā)生，應引起我們注意，請看下面實例。211 事發(fā)經(jīng)過1998年 10月 8日 8時 58分，6kV段工作電源開關 632甲、632乙跳 閘， 3 號爐甲、乙送風機

3、和 3 號機循環(huán)水泵跳閘，備用電源開關 630 甲、乙聯(lián)動， 6kVA 和 B 段母線電壓表無指示， 3 號爐甲、乙送風 機強送未成功，發(fā)電機組與電網(wǎng)解列。事后檢查發(fā)現(xiàn) 6kV段母線有電壓，判斷是 TV 保險熔斷，使帶有低壓 保護設備跳閘，恢復 TV保險后， 3號機組于當天 9時 55分重新并網(wǎng)。 212原因分析事故發(fā)生時，與 6kVIIIA段相聯(lián)的輸煤 I段上有停 3 號爐除渣泵電動機 的操作，由于 6kV段的 2臺 TV的熔斷器三相均熔斷，因而初判發(fā)生 了三相諧振過電壓。 6kVA、 B 和輸煤段上三臺 TV 均是 JDZJ6 型干式電壓互感器。a）計算激磁感抗從中可計算出 TV 在線電壓

4、下激磁感抗為因三臺 TV為同一制造廠同一批產品，故激磁特性相近，則 3臺 TV總 對地感抗為b）計算 6kV段及輸煤段設備對地電容及容抗3 號高壓廠用變壓器至 632 甲、乙開關電纜總長 724m，對地電容 0432；F6kVA 段至輸煤段電纜長度 722m，對地電容 0430；F 甲、乙送風機、 1 號燃油工作變壓器、 3 號機低壓廠用工作變壓器、 3 號機循環(huán)水泵、 低壓廠用公用變壓器總對地電容 0884F；6kV段輔 機對地電容 0065F。則c）用等效電源方法等效成兩端口網(wǎng)絡， L1，L2，L4為 6kVA段、 B段和輸煤段 TV的激磁電感， L3 為電纜電感。d）諧振頻率估算 本次諧

5、振落在分頻諧振區(qū) A 點，由 HAPeterson諧振理論可知，此 時發(fā)生的諧振頻率是 12 電源頻率。這表明如果參數(shù)配置不當，由于 電源波動更易引發(fā)低頻諧振。該廠 6kV段在未引入 6kV 輸煤段前未曾發(fā)生鐵磁諧振， 其諧振參數(shù) 計算如下：計算電容為從總電容中減去 711 開關以后輸煤段對地電容，對地容 抗計算感抗為 2 臺并聯(lián) TV的感抗，這一點落在 B 點處，在諧振區(qū)外，故發(fā)生諧振概率大為降低。22 單相對地閃絡激發(fā)電感電容效應過電壓 網(wǎng)絡中電感、電容匹配不好或者 TV 激磁特性不好，當外界電壓波動， 尤其是系統(tǒng)中發(fā)生單相對地閃絡時，故障相等值的電容就會與另外兩 相等效電感形成諧振參數(shù)，

6、但當此電壓升高時，電容上電壓較電感上 電壓升高快，因而故障相阻抗又等值成感抗，從而諧振參數(shù)被破壞， 使電壓升高有限，因而稱之為電感電容效應電壓。請看下面實例。 221 事發(fā)經(jīng)過2002年 3 月 28 日，南方某電廠（ 2 200MW）2號機組 8時并網(wǎng)（ 1 號 機組處于檢修中），廠用電由 6kV備用 B段提供。 10 時 39 分， 6kV備 用 B段發(fā)“接地”光字牌， 10時 40 分發(fā)電壓回路 “斷線”光子牌， 6kV備 用 B段發(fā)“TV回路斷線 ”光子牌， 2 號爐送風機、 2號爐給水泵、 2號機 凝結水泵、 2 號機循環(huán)水泵（同在 6kVB 段運行）跳閘， 6kV 備用段 電源開關位置正常，部分設備聯(lián)動成功， 2 號機組維持運行。 就地檢查發(fā)現(xiàn) 6kVB 段、B 段和備用 B 段 TV一次熔斷器三相均熔 斷，B段 TV間隔煙霧較大且有焦味。12 時 25分啟動 2號送風機運行，但發(fā)現(xiàn)其開關間隔冒煙起火， 停電后 確認真空開關 W 相阻容吸收器燒壞， 14 時 45 分更換阻容吸收器后， 重新送 2 號爐送風機運行。13 時 45分測量 6kV