中性点不接地系统铁磁谐振机理及抑制措施研究

• 作 者: 马超
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: 电磁式电压互感器 铁磁谐振 ATP-EMTP 消谐措施

电磁式电压互感器(简称PT)的铁磁谐振是一种在电力系统中常见故障,据资料显示,在220kV及其以下电压等级的城乡配电网中都曾发生过类似的PT谐振事故。PT铁磁谐振的主要原因在于电压互感器内部的铁芯饱和,而铁芯的非线性励磁特性是其产生饱和的根源。对于中性点不接地系统,为了监测系统电压,需在其输配电母线上接入高压侧绕组采用接地星形接法的电压互感器PT。当系统受到扰动(例如：单相接地故障消除),若未能采取有效地谐振抑制措施,PT的非线性励磁电感值极有可能同系统输电线路的对地电容值形成参数匹配,导致PT严重饱和继而引发谐振。当系统发生谐振时,PT铁芯非线性饱和,励磁电流成倍增加,所有电路元件都处在物理极限,同时成倍增加的励磁电流也可能导致绕组熔断、PT烧毁、甚至产生爆炸。因此,能否有效的抑制铁磁谐振,是电网安全可靠运行必须要考虑的问题。近几十年来,国内外专家进行了大量的谐振研究和实验分析并得出一系列抑制谐振的措施。综合来看,目前在实际工程中得到广泛应用的谐振抑制措施主要是：PT开口三角形绕组接阻尼电阻；PT高压侧中性点串联单相PT(也称四PT方式)；PT高压侧中性点接非线性电阻等。本文于基ATP-EMTP电磁暂态计算程序平台和Graph函数绘图软件,首先对电磁式电压互感器的非线性励磁特性进行分析,并拟合励磁曲线,讨论PT铁磁谐振的产生机理。在此基础上,应用ATP-EMTP软件搭建PT谐振仿真模型,对几种典型谐振形式进行模拟和分析,综合得出电磁式电压互感器的谐振规律。最后对常见的消谐振施进行仿真,讨论分析各种消谐措施的特点,总结各种消谐措施的应用范围和实际操作中应注意的事项,对电力系统实际生产时有效抑制铁磁谐振具有重要指导意义。