北团35kV变电站母线TV铁磁谐振分析

　　一、北团变35kV网络状况

　　1、线路：

　　35kV连北线及35kV北埠长度：22.5km

　　35kV北罗线长度：7.82km

　　2、电压互感器：

　　TV型号为：JDJJ2-35/0.1，辅助绕组额P=500VA

　　3、变压器：

　　北团变#1主变型号为：SZ9-6300/35±3×2.5%

　　CI=4614.5uF

　　4、参数计算：

　　A：35kV架空线路每相容抗值Xc

　　Xc=350√3/L=26.9KΩ

　　B：单台电压互感器励磁感抗值XLe、X´Le

　　JDJJ2-35/0.1型的TV励磁感坑为：

　　一次励磁感坑XLe=1.62MΩ

　　二次励磁感坑X´Le =13.2MΩ

　　C：1#主变高压侧励磁感抗XLB

　　XLB=1/2∏fc0=690KΩ

　　D:35kV线路每相容抗为感抗比为：

　　XC/XL=(XC+XCB)/XLe=0.44

　　E：35kV北罗线投运后，容抗与感抗比为：

　　XC/XL=0.4446

　　5、分析判断：

　　根据《交流电气装置过电压保护与绝缘配合》规程规定，设计时应满足XC≤0.01XL或XC≥2.8XL。据相关模拟试验研究，当线路总容抗Xce与TV绕组在额定线电压√3UΦ作用下的励磁感抗XLe之比(XCe/XLe)在0.01～0.07范围内时，将发生分频谐振;在0.07～0.55范围内将发生基频谐振;在0.55～2.8范围内，将发生高频谐振，当XCe/XLe小于0.01或大于2.8时，系统不发生铁磁谐振。

　　不同的谐振区域，外施触发电压不同，分频谐振的触发电压最低，高频谐振的触发电压最高，故只要满足谐振条件，分频谐振最易发生，基频谐振也时常发生。根据(2-4)计算可知，北团变电所35kV母线TV处于基波谐振区域。

　　二、故障分析：

　　当35kV线路发生瓷瓶闪络或间歇性弧光接地时，使非故障相电压上升到线电压，故障相相电压为零，零序电容电压被充电到相电压。

　　当故障相电弧熄灭后，非故障相要从线电压降到相电压，零序电压要从相电压降为零，此时，非故障相上的多余电容电荷要通TV高压绕组对地放电，串联电容电感回路在电压的变化过程中，触发了TV的铁磁谐振(基频谐振)，使TV高压绕组被反复地充、放电，流过持续振荡的过电流，TV铁芯深度饱和、绕组过热烧毁。同时，振荡过程中的过电压，容易造成其它设备的绝缘薄弱处击穿。

　　三、消谐措施

　　从消谐的有效性、运行可靠及便于维护、经济合理出发，提出下述两种措施。

　　1、在TV高压绕组中性点串接复合电阻消谐器。

　　消谐原理：假如线路A相出现闪络，引发基波谐振，其等值回路如图(一)，在中性点串接非线性电阻后，等值回路如图(二);通过串接非线性电阻后，改变了L-C振荡回路的等效电感，从而抑制或消除了铁磁谐振的产生;同时非线性电阻在系统发生间歇性弧光接地时，能够限制流过TV高压绕组的电流，达到消谐和防过流烧损TV的设备事故。

　　2、在TV开口三角端口跨接灯炮

　　消谐原理：并接灯炮后，通过灯丝在冷热状态下呈现不同阻值，当系统发生谐振时，灯丝呈现大阻值消耗谐振能量来缩短谐振时间，起阻尼作用。由于灯丝在冷状态呈小阻值，使开口三角端形成回路，在谐振前产生附加励磁电流、抑制TV一次侧的励磁电感，降低铁芯的饱和程度，起抑制谐振的作用。

　　3、两种方法比较

　　两种消谐的措施主要是消耗谐振能量，一个是直接参与一次振荡回路，一个是在二次绕组回路。但是，当系统TV发生谐振时，TV的铁芯均出现深度饱和，使得二次回路消耗能量是有限的，从防止谐振的产生、保证设备安全出发，仍以选择方法一为佳。

　　四、综述：

　　1、在设计变电所及线路时，应按《电气设备过电压保护设计技术规程》规定，做到XC/XL 小于0.01或XC/XL大于2.8。

　　2、在设备选型时，应选择励磁特性好，不易饱和的电压互感器。

　　3、应加强线路及走廊的日常维护，防止因竹木引起弧光接地或闪络，从而保证设备的安全运行。

期刊VIP网，您身边的高端学术顾问

文章名称： 北团35kV变电站母线TV铁磁谐振分析

文章地址： http://www.qikanvip.com/dianli/2357.html