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6kV厂用电谐振过电压及预防 　　 摘要: 在中性点不接地电力系统中,由于电磁式电压互感器激磁特性的非线性,当电压发生波动使网络中电抗接近容抗时,便产生谐振过电压,影响电气设备安全运行。为此,从典型的6kV厂用电谐振过电压以及湖北省丹江口水电站6kv厂用电谐振现象,分析计算产生谐振过电压的条件及其现象。最后，通过典型事例为解决电厂谐振提供参考。 　　关键词: 厂用电 谐振 过电压 电压互感器 分析 措施 　　中图分类号： F407.61 文献标识码：A 文章编号： 　　1 引言 　　 　　在现代电力系统中，特别是中性点不接地电力系统,由于电磁式电压互感器激磁特性的非线性，当电压发生波动使网络中电抗接近容抗时,便产生谐振过电压特别是遇有激磁特性不好(易饱和)的电压互感器及系统发生单相对地闪络或接地时,更容易引发谐振过电压。轻者令到电压互感器（TV）的熔断器熔断、匝间短路或爆炸；重者则发生避雷器爆炸、母线短路、厂用电失电等严重威胁电力系统和电气设备运行安全的事故。 　　 　　2 谐振过电压及其分析 　　 　　2.1铁心饱和过电压这种过电压最常见于投空母线时,由于系统电压偏高致使激磁特性差的TV饱和,当TV电抗降至和系统对地容抗相等时便引发谐振过电压。现在由于设备、技术的更新这一现象已 　　很少发生,但其它形式谐振过电压却还时有发生,应引起我们注意,下面有一实例。 　　2．1.1事发经过某发电厂6kV厂用电运行方式如图1。6kVⅢ段工作电源开关632甲、632乙跳闸,3号炉甲、乙送风机和3号机循环水泵跳闸,备用电源开关630甲、乙联动,6kVⅢA和ⅢB段母线电压表无指示,3号炉甲、乙送风机强送未成功,发电机组与电网解列。事后检查发现6kVⅢ段母线有电压,初判断是TV保险熔断,使带有低压保护设备跳闸,恢复TV保险后,3号机组于当天9时55分重新并网。 　　图1某电厂高压厂用电部分母线段接线部分 　　 　　2．1.2原因分析事故发生时,与6kVⅢA段相联的输煤Ⅰ段上有停3号炉除渣泵电动机的操作, 由于6kVⅢ段的2台TV的熔断器三相均熔断,因而初判发生了三相谐振过电压。6kVⅢA、ⅢB和输煤Ⅰ段上三台TV均是JDZJ26 型干式电压互感器,其激磁特性试验数据如表1。 　　表1 6kV输煤Ⅰ段TV激磁特性 　　 　　 　　 　　a)计算激磁感抗从表1 中可计算出TV在线电压下激磁感抗为XL(1)=6kV/120mA=50kΩ.因三台TV为同一制造厂同一批产品, 故激磁特性相近, 则3台TV总对地感抗XL(3)=XL(1)/3=16.7kΩ. 　　b)计算6kVⅢ段及输煤Ⅰ段设备对地电容及容抗3号高压厂用变压器至632甲、乙开关电缆总长724m ,对地电容0.432μF；6kVⅢA段至输煤Ⅰ段电缆长度722m,对地电容0.430μF；甲、乙送风机1号燃油工作变压器、3号机低压厂用工作变压器、3号机循环水泵、低压厂用公用变压器总对地电容0.884μF；6kVⅢ段辅机对地电容0.065μF。则6kVⅢA段对地总电容C3=1.84μF,输煤I段对地总电容C4=2.44μF,对地总电容C=C3+C4=4.28μF，对地总容抗XC=1/ωC= 744Ω. 　　c)将图1用等效电源方法等效成两端口网络,如图2所示(L1,L2,L4为6kVⅢA段、ⅢB段和输煤Ⅰ段TV的激磁电感,L3为电缆电感)。 　　图2两端口等效电路图 图3 H.A.peterson谐振曲线 　　 　　d)谐振频率估算按照H.A.Peterson谐振曲线【2】,纵坐标为U/√3Up=1/√3=0.527,横坐标为XC/XL(3)=0.045,如图3示。本次谐振落在分频谐振区A 点,由H.A.Peterson谐振理论可知, 此时发生的谐振频率是1/2 电源频率。这表明如果参数配置不当, 由于电源波动更易引发低频谐振。该厂6kVⅢ段在未引入6kV 输煤Ⅰ段前未曾发生铁磁谐振, 其谐振参数计算如下:计算电容为从总电容中减去711开关以后输煤Ⅰ段对地电容,C′3=4.28μF-2.87μF=1.41μF,对地容抗XC′3=2.26kΩ。计算感抗为2台并联TV的感抗,XL(2)=25kΩ。横坐标为XC′3/XL(2)=2.26/25=0.09。这一点落在图3中B点处，在谐振区外，故发生谐振概率大为降低。 　　 　　2．2单相对地闪络激发电感-电容效应过电压网络中电感、电容匹配不好或者TV激磁特性不好,当外界电压波动,尤其是系统中发生单相对地闪络时,故障相等值的电容就会与另外两相等效电感形成谐振参数, 但当此电压升高时,电容上电压较电感上电压升高快,因而故障相阻抗又等值成感抗,从而谐振参数被破坏,使电压升高有限,因而称之为电感-电容效应电压