(攀枝花鋼城集團瑞泰電器有限公司,四川攀枝花617023)
關鍵詞 110kV 6kV TV 諧振
0引言
我國中壓電網通常為中性點不接地系統,接有Y0接線的電磁式電壓互感器,其高壓繞組是系統中三相對地的唯一金屬通道。由電壓互感器鐵芯飽和引起的鐵磁諧振是中性點不接地系統中最常見和造成事故最多的一種內部過電壓,易導致相地、相間電壓升高,勵磁電流過大,電壓互感器高壓熔斷器頻繁熔斷,電壓互感器燒毀或誘發保護誤動作等事故,嚴重威脅電力系統的安全運行。更多資訊盡在中國電工網。
1事故簡介
攀鋼新建密牽所首次投運時,110kV變6kV系統只投運受電柜及消弧消諧柜,其它開關柜均處于斷開狀態,即負載只有消弧消諧柜(主接線如圖1所示)。投運送電后,出現如下情況:
(1)消弧消諧柜電壓互感器嗡嗡聲非常大。
(2)電壓表及后臺監控顯示三相電壓出現振蕩,最高振幅達到10kV。
(3)經測量,電壓互感器的開口環電壓達到60V。
(4)110kV變6kV側異常聲音也較大。
圖1消弧消諧柜主接線圖
檢查消弧消諧柜一、二次回路,沒有發現異常情況;對電壓互感器進行試驗,結果也合格。于是進行第2次投運,仍然出現與第1次相同的故障。第3次投運時,斷開消弧消諧柜與電壓互感器無關的一、二次回路,即只將隔離開關QS、高壓保險FU1、電壓互感器TV投入系統,結果與前2次一樣。為此,可初步判斷此故障是由6kV中性點不接地系統中裝設的電磁式電壓互感器引起的諧振過電壓事故。
2事故分析
眾所周知,變壓器和電抗器在工作電壓及過電壓時均處于鐵芯飽和狀態,其輸入端阻抗值基本不變,而電壓互感器在電網電壓改變時的感抗Xm可能會與電網容抗XC相等,從而會導致諧振故障的發生。密牽所6kV系統電壓互感器接線圖如圖2所示。
圖26kV系統電壓互感器接線圖
XC0=1/ωC0以及電磁式電壓互感器的勵磁電抗Xm=ωLm。根據H.A.Peterson模擬試驗,當XC0/Xm﹤0.01或XC0/Xm﹥3.0時,不會發生諧振。而密牽所6kV系統對地電容C0很小,110kV變6kV側是通過高壓母線橋直接引到中置柜上且距離不到10米,因此0.01﹤XC0/Xm﹤3.0,系統參數XC0/Xm落在易發生諧振的區域。同時,空載母線合閘時,強烈的沖擊擾動使三相電壓不平衡,開口環出現高達60V的電壓,從而造成電磁式電壓互感器鐵芯迅速磁飽和,Xm迅速減小,當XC0=Xm時,諧振條件滿足。