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一、北團變35kV網絡狀況
1、線路:
35kV連北線及35kV北埠長度:22.5km
35kV北羅線長度:7.82km
2、電壓互感器:
TV型號為:JDJJ2-35/0.1,輔助繞組額P=500VA
3、變壓器:
北團變#1主變型號為:SZ9-6300/35±3×2.5%
CI=4614.5uF
4、參數計算:
A:35kV架空線路每相容抗值Xc
Xc=350√3/L=26.9KΩ
B:單臺電壓互感器勵磁感抗值XLe、X´Le
JDJJ2-35/0.1型的TV勵磁感坑為:
一次勵磁感坑XLe=1.62MΩ
二次勵磁感坑X´Le =13.2MΩ
C:1#主變高壓側勵磁感抗XLB
XLB=1/2∏fc0=690KΩ
D:35kV線路每相容抗為感抗比為:
XC/XL=(XC+XCB)/XLe=0.44
E:35kV北羅線投運后,容抗與感抗比為:
XC/XL=0.4446
5、分析判斷:
根據《交流電氣裝置過電壓保護與絕緣配合》規程規定,設計時應滿足XC≤0.01XL或XC≥2.8XL。據相關模擬試驗研究,當線路總容抗Xce與TV繞組在額定線電壓√3UΦ作用下的勵磁感抗XLe之比(XCe/XLe)在0.01~0.07范圍內時,將發生分頻諧振;在0.07~0.55范圍內將發生基頻諧振;在0.55~2.8范圍內,將發生高頻諧振,當XCe/XLe小于0.01或大于2.8時,系統不發生鐵磁諧振。
不同的諧振區域,外施觸發電壓不同,分頻諧振的觸發電壓最低,高頻諧振的觸發電壓最高,故只要滿足諧振條件,分頻諧振最易發生,基頻諧振也時常發生。根據(2-4)計算可知,北團變電所35kV母線TV處于基波諧振區域。
二、故障分析:
當35kV線路發生瓷瓶閃絡或間歇性弧光接地時,使非故障相電壓上升到線電壓,故障相相電壓為零,零序電容電壓被充電到相電壓。
當故障相電弧熄滅后,非故障相要從線電壓降到相電壓,零序電壓要從相電壓降為零,此時,非故障相上的多余電容電荷要通TV高壓繞組對地放電,串聯電容電感回路在電壓的變化過程中,觸發了TV的鐵磁諧振(基頻諧振),使TV高壓繞組被反復地充、放電,流過持續振蕩的過電流,TV鐵芯深度飽和、繞組過熱燒毀。同時,振蕩過程中的過電壓,容易造成其它設備的絕緣薄弱處擊穿。
三、消諧措施
從消諧的有效性、運行可靠及便于維護、經濟合理出發,提出下述兩種措施。
1、在TV高壓繞組中性點串接復合電阻消諧器。
消諧原理:假如線路A相出現閃絡,引發基波諧振,其等值回路如圖(一),在中性點串接非線性電阻后,等值回路如圖(二);通過串接非線性電阻后,改變了L-C振蕩回路的等效電感,從而抑制或消除了鐵磁諧振的產生;同時非線性電阻在系統發生間歇性弧光接地時,能夠限制流過TV高壓繞組的電流,達到消諧和防過流燒損TV的設備事故。
2、在TV開口三角端口跨接燈炮
消諧原理:并接燈炮后,通過燈絲在冷熱狀態下呈現不同阻值,當系統發生諧振時,燈絲呈現大阻值消耗諧振能量來縮短諧振時間,起阻尼作用。由于燈絲在冷狀態呈小阻值,使開口三角端形成回路,在諧振前產生附加勵磁電流、抑制TV一次側的勵磁電感,降低鐵芯的飽和程度,起抑制諧振的作用。
3、兩種方法比較
兩種消諧的措施主要是消耗諧振能量,一個是直接參與一次振蕩回路,一個是在二次繞組回路。但是,當系統TV發生諧振時,TV的鐵芯均出現深度飽和,使得二次回路消耗能量是有限的,從防止諧振的產生、保證設備安全出發,仍以選擇方法一為佳。
四、綜述:
1、在設計變電所及線路時,應按《電氣設備過電壓保護設計技術規程》規定,做到XC/XL 小于0.01或XC/XL大于2.8。
2、在設備選型時,應選擇勵磁特性好,不易飽和的電壓互感器。
3、應加強線路及走廊的日常維護,防止因竹木引起弧光接地或閃絡,從而保證設備的安全運行。