電力系統(tǒng)PT鐵磁諧振過電壓事故
在中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)中，一般接有電磁式電壓互感器（以下簡稱PT）。為了測(cè)量三相對(duì)地電壓和監(jiān)視對(duì)地絕緣，PT的中性點(diǎn)直接接地。由于PT低壓側(cè)負(fù)載很小，接近于空載狀態(tài)，從高壓側(cè)對(duì)地看入的等效勵(lì)磁感抗很大，在某些切換操作或接地故障消失之后，PT的等效勵(lì)磁感抗將與系統(tǒng)對(duì)地等效電容構(gòu)成特殊的諧振回路，激發(fā)起各種諧波的鐵磁諧振過電壓，引起PT飽和，由于PT熔斷器不能有效熔斷數(shù)百至數(shù)千毫安的飽和勵(lì)磁電流，最終導(dǎo)致PT燒損，PT柜、避雷器爆炸，母線短路、沖擊主變、威脅工作人員人身安全等事故。對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行構(gòu)成了很大的威脅，并嚴(yán)重影響了供電的可靠性。在中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)中， PT鐵磁諧振過電壓是出現(xiàn)最頻繁、造成事故很多的一種內(nèi)部過電壓。
PT鐵磁諧振過電壓的傳統(tǒng)限制措施
為了防止電磁式電壓互感器鐵磁諧振的發(fā)生，通常采用改變參數(shù)，增加阻尼兩類方式。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，由于系統(tǒng)的復(fù)雜性，改變參數(shù)的方式只能減少鐵磁諧振的發(fā)生概率。增加阻尼的方式是在電磁式電壓互感器的一次側(cè)中性點(diǎn)安裝阻尼電阻（一次消諧），或在電磁式電壓互感器二次開口三角繞組安裝阻尼電阻（二次消諧）。傳統(tǒng)的一次消諧阻尼電阻選用壓敏電阻（通常為碳化硅材料），即正常運(yùn)行條件下呈現(xiàn)為高阻，發(fā)生諧振時(shí)電阻阻值下降，這樣不利于消除諧振。正常運(yùn)行狀態(tài)下，還會(huì)對(duì)互感器的測(cè)量精度產(chǎn)生影響，嚴(yán)重時(shí)還可能放大中性點(diǎn)不平衡電壓，導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。二次消諧對(duì)消除重復(fù)發(fā)生的諧振作用不佳，對(duì)互感器的測(cè)量也會(huì)產(chǎn)生影響。
解決方案
由安徽森德電氣科技有限公司研制的HSD-XL一次限流消諧器，能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)快速消諧，基波諧振的消諧時(shí)間約為1.56s，分頻諧振的消諧時(shí)間約為2.1s左右。在3.5倍過電壓下，限流消諧器能夠?qū)T激磁電流限制在100mA以下。
目前，HSD-XL一次限流消諧器已在寧夏電網(wǎng)大量安裝使用，在防止PT鐵磁諧振過電壓事故方面發(fā)揮了極其重要的作用。
工作原理
利用電阻的阻尼作用，可破壞其諧振條件，使諧振消除。PT鐵磁諧振只決定于系統(tǒng)的零序回路參數(shù)。在PT中性點(diǎn)串入阻尼電阻，可以達(dá)到消除諧振的目的。理想的阻尼電阻，在正常運(yùn)行狀態(tài)下為0，不改變PT的零序回路，因此不會(huì)影響互感器的測(cè)量精度，也不會(huì)放大中性點(diǎn)不平衡電壓；在諧振發(fā)生時(shí)，電阻趨于∞，相當(dāng)于互感器不接地，也就破壞了零序諧振回路。
將HSD-XL一次限流消諧器串聯(lián)安裝在PT中性點(diǎn)與地之間，正常運(yùn)行狀態(tài)下電阻為40kΩ左右，而PT一次繞組的阻抗為兆歐級(jí)，因此不會(huì)對(duì)PT的各項(xiàng)性能產(chǎn)生影響，同時(shí)也不會(huì)明顯改變系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)。當(dāng)PT發(fā)生諧振時(shí)鐵芯飽和，一次繞組激磁電流增加，HSD-XL一次限流消諧器電阻快速增長，能夠較好的發(fā)揮出阻尼作用。而且諧振能量越大，HSD-XL一次限流消諧器的消諧時(shí)間越短，對(duì)設(shè)備的絕緣更為有利。
型號(hào)命名及參數(shù)
HSD-XL一次限流消諧器型號(hào)命名如下：
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型號(hào)命名 |
額定電壓 |
最大電流 |
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HSD-XL-6 |
6kV |
200mA |
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HSD-XL-10 |
7kV |
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HSD-XL-35 |
21kV |
特點(diǎn)
■HSD-XL一次限流消諧器結(jié)構(gòu)簡單、體積小巧，安裝方便，運(yùn)行可靠；
■在正常運(yùn)行條件下，HSD-XL一次限流消諧器呈現(xiàn)低阻，不改變電壓互感器的運(yùn)行工況，對(duì)互感器的測(cè)量精度不會(huì)產(chǎn)生影響。發(fā)生PT鐵磁諧振時(shí)，HSD-XL一次限流消諧器因快速呈現(xiàn)高阻而實(shí)現(xiàn)快速消諧；
■能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)快速消諧，諧振過電壓幅值越大，消諧時(shí)間越短；
■能夠限制電壓互感器一次繞組的激磁電流突增，防止因電壓互感器一次繞組電流增加，熔斷器熔斷后因能量不足不能滅弧引發(fā)的母線短路事故。
應(yīng)用實(shí)例
■寧夏電力公司銀南供電局110kV紅星變安裝后的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試情況
安裝HSD-XL一次限流消諧器后PT二次繞組和開口三角電壓波形隨時(shí)間的變化
上圖反映出，PT鐵磁諧振發(fā)生后，經(jīng)過2.5s左右時(shí)間，HSD-XL一次限流消諧器即可消除諧振。
HSD-XL一次限流消諧器外形圖
HSD-XL一次限流消諧器的安裝使用
l 裝置接線示意圖
l 安裝、調(diào)試、維護(hù)
本產(chǎn)品組裝調(diào)試完畢后，由專業(yè)檢測(cè)人員檢測(cè)合格后方能出廠。本產(chǎn)品安裝簡單不需現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，如用戶有其他特殊要求，可與公司技術(shù)人員聯(lián)系。
用戶在正常使用情況下，從安裝使用之日起12個(gè)月，或發(fā)貨之日起18個(gè)月期限內(nèi)，產(chǎn)品由于質(zhì)量原因而發(fā)生損壞和不能正常工作，廠家無償為用戶更換。
備注：HSD-LX一次限流消諧器引出端分為電纜引出線和接線座引出線兩種方式，如用戶需要電纜引出線的接線方式，訂貨時(shí)要注明電纜長度。標(biāo)準(zhǔn)配置為300mm,線鼻子孔徑為Ф10。