影響互感器鐵磁諧振過電壓的因素

1、影響互感器鐵磁諧振過電壓的因素(1) 電壓互感器伏安特性的影響。H. A. Peterson曾對兩種典型伏安 特性的鐵芯電感進行模擬試驗。試驗結(jié)果如圖229 所示。圖 229 激磁電感的伏安特性曲線和諧振區(qū)域(a)伏安特性曲線，I*為標么值；(b)諸報區(qū)域?qū)嵕€一#1 特性曲線；虛線一 #2特性曲線由圖 229 可見，鐵芯電感的伏安特性愈好，即鐵芯飽和得愈慢，諧 振區(qū)愈向右移，也即諧振所需要的阻抗參數(shù) XC0/XL愈大；反之，愈向 左移，即諧振所需XC0/XL愈小?？紤]到電力系統(tǒng)中運行著的電壓.互 感器及系統(tǒng)的具體情況總與模擬情況有差異，因此，HAPeterson的模擬試驗結(jié)果，僅用來定性估計系

2、統(tǒng)阻抗參數(shù)的匹配情況，而對于不同 型號、不同出廠日期、不同廠家制造的電壓互感器，其諧振區(qū)域應(yīng)根 據(jù)實際試驗加以確定。(2) 電壓互感器損耗的影響。H. A.Peterson模擬試驗是采用三臺損耗 小的單相小容量變壓器進行的 ,其限尼系數(shù) r/XL 為 3/100007/1000.r 為 互感器一次線圈直流電阻,XL為額定電壓下的激磁感抗，而運行著的互 感器，一般損耗較大，例如，35kV.的互感器其阻尼系數(shù) r/XL為 15/10000.損耗電阻大 ,可以吸收一局部能量 ,對諧振有一定的抑制作用 , 特別是對 1/2 頻諧振，這種抑制作用很明顯。吉林省電力試驗研究所等單位的模擬試驗說明，當(dāng)了XC

3、0/XL一定時，隨著互感器高壓線圈損耗電阻的增大，激發(fā)諧振所需的起振電壓隨之增加，它意味著諸振區(qū)域變窄。3電壓互感器結(jié)構(gòu)的影響。 HAPeterson 模擬試驗采用的三臺單 相小容量變壓器，相當(dāng)于三臺單相電壓互感器，而現(xiàn)場運行著的電壓 互感器，既有三臺單相電壓互感器組，也有三相五柱電壓互感器，它 們在諧振激發(fā)上是不同的。試驗研究說明，單相電壓互感器組的起振 電壓較三相五柱電壓互感器的低，也就是說，單相電壓互感器組容易 激發(fā)諧振。這主要是由于兩者碰路結(jié)構(gòu)的差異，造成零序阻抗不同所 致。圖 2 30 示出了三芯五柱互感器和單相互感器組的磁路。由圖可見、 單相互感器組零序磁通的磁路和正序磁通的磁路一

4、樣，每相都有自己 的閉合回路，因而零序阻抗等于正序阻抗。對三芯玉柱電壓工感器， 由于零序磁通經(jīng)過兩個邊往返回，所以其磁路長，而且鐵芯截面小， 因而其零序磁通磁阻較單相互感器組要大得多。由上所述，諧振是由 于零序磁通造成的，三芯五柱互感器零序磁通遇到的磁膽大，諧振就 不容易產(chǎn)生。ab圖 2-30 電壓互感器零序磁通經(jīng)過鐵芯閉合的回路a三芯五柱；b單相組應(yīng)當(dāng)指出，由于碰路的差異，計算和測量這兩類電壓互感器零序阻抗 時所用的電壓是不同的。由于電網(wǎng)發(fā)生諧振時，作用在電壓互感器上 的電壓是正序電壓與零序諧振電壓的選加，對于單相互感器組，正序 電壓和零序電壓合成下的服抗值接近干線電壓下的阻抗值，因此， X

5、L 為額定線電壓下的激磁感抗。 HA Peterson 正是采用線電壓下的阻 抗值作為計算阻機值。 對于三芯玉柱互感器， 零序電壓接近于柏電壓， 正序電壓對零序電壓阻抗影響不大， 所以及取相電壓下的相應(yīng)感抗值。 2電網(wǎng)年序電容的影響圖2-29中實踐可知，諧振區(qū)域與阻抗比XCO/XL有直接關(guān)系，對于1/2分 頻諧振區(qū)，阻抗XCO/XL約為0.010.08基波諧振區(qū)，XCO/XL約為0.080.8 高頻諧振區(qū),XC0/XL約為0.63.0.當(dāng)改變電網(wǎng)零序電容時，XC0/XL隨之 改變，回路中可能出現(xiàn)由一種借振狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N諧振狀態(tài)。如果 零序電容過大或過小，就可以脫離諧振區(qū)域，諧振就不會發(fā)生。

6、在現(xiàn)場，一般可以測量出電網(wǎng)的對地電容電流， 進而計算出對地電容， 由XCO/XL估算該電網(wǎng)是否處于諧振區(qū)。假設(shè)在諸振區(qū)，再進一步判定可 能是哪一種諧振。電網(wǎng)的廢容電流也可用以下經(jīng)驗公式計算IC=(2.73.3)Uel10-3,A式中Ue-電網(wǎng)的額定線電壓，kV;l-輸電線路長度，km；27-系數(shù)，用于無避雷線線路;33-系數(shù)，用于有避雷線線路。式( 22 1 )適用于單回木桿線路。假設(shè)為金屬或水泥桿增，電容電流約 增加 10左右；假設(shè)為雙回路，應(yīng)將其折算為單回路，可取其等效長度為&iota二(1. 71. 4) &ota。其中&ota為每一回路的長度，1.7適 用于11

7、0kV左右的線路；1.4適用于10kV左右的線路。另外，電容電流也可以寫成式( 222)Ic=3Ux&times103/Xco式中l(wèi)c-電容電流，A；Ux-電網(wǎng)運行相電壓，kV;Xco線路對地容抗(不包括母線電容的密執(zhí))，&Omega。比擬式( 221 )和式( 222)可得(2.73.3)*Uel*103=3Ux103/Xco(2.73.3)*1.73Uxl*103=3Ux103/Xco假設(shè)對系數(shù)( 2. 73. 3)取平均值，為了進行計算，那么可得到Xco=1.73*106/(2.73.3)l 歐可知，假設(shè) Xco/Xl&lt0.01 時，一般不發(fā)生諧振，相應(yīng)的線路

8、長度為l&gt57.7/Xl除上述情況外，電網(wǎng)零序電容還對諧振過電壓、過電流的大小和諧振 頻率有一定影響。3.其他影響因素(1) 激發(fā)程度。實際激發(fā)試驗說明，即使阻抗參數(shù)XC0/XL落在諸振區(qū)域內(nèi)，也并不是每次都能激發(fā)起穩(wěn)定的諧振。這是因為諧振的產(chǎn)生不僅與XC0/XL有關(guān)，還與電壓沖擊、涌流大小、合閘相角等激發(fā)因素有關(guān)。激發(fā)程度不同時， 互感器飽和程度有異， 因此諧振特性就不相同。2回路的阻尼作用。當(dāng)激發(fā)起中性點不穩(wěn) 定過電壓后，元論是基波、三次諧波還是 1/2 分次諧波諧振，總是由 電源供應(yīng)諧振所需的能量。如果輸入和輸出的能量得以平衡，諸波將 維持下去；如果能量平衡關(guān)系一旦被破壞，那么諧振便會自動消除。 根據(jù)諧振原理，增大回