AER新型自適應消諧器

新型自適應消諧器能夠實現連續快速消諧,基波諧振的消諧時間約為 1.56s,分頻諧振的消諧時間約為 2.1s左右,諧振過電壓幅值越大,消諧時間越短,對于電氣設備絕緣極
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1 概述

         1.1 電力系統PT鐵磁諧振過電壓事故

在中性點非有效接地系統中,一般接有電磁式電壓互感器(以下簡稱PT)。為了測量三相對地電壓和監視對地絕緣,PT的中性點直接接地。由于PT低壓側負載很小,接近于空載狀態,從高壓側對地看入的等效勵磁感抗很大,在某些切換操作或接地故障消失之后,PT的等效勵磁感抗將與系統對地等效電容構成特殊的諧振回路,激發起各種諧波的鐵磁諧振過電壓,引起PT飽和,由于PT熔斷器不能有效熔斷數百至數千毫安的飽和勵磁電流,最終導致PT燒毀,PT柜、避雷器爆炸,母線短路、沖擊主變、威脅工作人員人身安全等事故。對電網的安全運行構成了很大的威脅,并嚴重影響了供電的可靠性。在中性點非有效接地系統中,PT鐵磁諧振過電壓是出現最頻繁、造成事故很多的一種內部過電壓。
    1.2PT鐵磁諧振過電壓的傳統限制措施

為防止電磁式電壓互感器鐵磁諧振的發生,通常采用改變參數,增加阻尼兩類方式。運行經驗表明,由于系統的復雜性,改變參數的方式只能減少鐵磁諧振的發生概率。增加阻尼的方式是在電磁式電壓互感器的一次側中性點安裝阻尼電阻(一次消諧),或在電磁式電壓互感器二次開口三角繞組安裝阻尼電阻(二次消諧)、傳統的一次消諧阻尼電阻選用壓敏電阻(通常為碳化硅材料),即正常運行條件下呈現為高阻,發生諧振時電阻阻值下降,這樣不利于消除諧振。正常運行狀態下,還會對互感器的測量精度產生影響,嚴重時還可能放大中性點不平衡電壓,導致系統不能正常運行。二次消諧對消除重復發生的諧振作用不佳,對互感器的測量也會產生影響。

1.3解決方案

我司研制的AER新型自適應消諧器具有優異的“自適應”特性,正常運行呈現低阻工況,發生諧振時自動轉換為高阻狀態,能夠實現連續快速消諧,基波諧振的消諧時間約1.56s,分頻諧振的消諧時間約2.1s左右。在3.5倍過電壓下,限流消諧器能夠將PT激磁電流限制在100ms以下。

2 工作原理

利用電阻的阻尼作用,可破壞其諧振條件,使得諧振消除。PT鐵磁諧振只決定于系統的零序回路參數。在PT中性點串入阻尼電阻,可以達到消除諧振的目的。理想的阻尼電阻,在正常運行狀態下為0,不改變PT的零序回路,因此不會影響互感器的測量精度,也不會放大中性點不平衡電壓;在諧振發生時,電阻趨于∞,相當于互感器不接地,也就破壞了零序諧振回路。

AER新型自適應消諧器串聯安裝在PT中性點與地之間,正常運行狀態電阻為kΩ級,而PT一次繞組的阻抗為MΩ級,因此不會對PT的各項性能產生影響,同時也不會明顯改變系統的各項參數。當PT發生諧振時鐵芯飽和,一次繞組激磁電流增加,AER新型自適應消諧器溫度升高,電阻快速自動增加,能夠較好的發揮阻尼作用。二期諧振能量越大,AER新型自適應消諧器的消諧時間越短,對設備的絕緣更為有利。

3 型號命名及參數

型號命名

額定電壓

最大電流

AER-6

6 kV

200mA

AER-10

10 kV

AER-35

35kV

如有特殊要求,我司可以提供新型自適應自監測消諧器,該消諧器額外增加了自檢功能,可實時對消諧器的動作情況進行監測和告警。

4 產品特點

  • 結構簡單、體積小巧,安裝方便,運行可靠;

  • 正常運行條件下,消諧器呈現低阻,不改變電壓互感器的運行工況,對互感器的測量精度不會產生影響。發生PT鐵磁諧振時,消諧器因快速呈現高阻而實現快速消諧;

  • 能夠限制電壓互感器一次繞組的激磁電流突增,防止因電壓互感器一次繞組電流增加,熔斷器熔斷后因能量不足不能滅弧引發的母線短路事故;

  • 新型自適應消諧器能夠實現連續快速消諧,基波諧振的消諧時間約為 1.56s,分頻諧振的消諧時間約為 2.1s左右,諧振過電壓幅值越大,消諧時間越短,對于電氣設備絕緣極為有利;

  • 3.5倍工頻過電作用下,消諧器能夠將PT激磁電流限制在100mA以下,不會導致因PT一次熔斷器熔斷后不能熄弧引發的母線短路事故;

  • 針對諧波含量較大或經常發生接地故障的系統,用戶可以選配新型自適應自監測消諧器,該消諧器在完成上述功能情況下,額外增加了自檢功能,可實時對消諧器的動作情況進行監測和告警;

  • 新型自適應消諧器為我司專利產品,專利號:201420062241.4。

5 應用實例

 

上圖為某現場安裝AER新型自適應消諧器后PT二次繞組和開口三角電壓波形隨時間的變化。

上圖反映出,PT鐵磁諧振發生后,經過2.5s左右時間,AER新型自適應消諧器即可消除諧振。

 

200711月,在寧夏電力科技教育工程院高壓試驗大廳進行了PT熔斷器低電流熔斷試驗。PT熔斷器的額定電流為0.5A,對其施加1.8A工頻感性電流,經過近3小時,熔絲開始熔斷,電流急劇下降,經過10s左右,電流又恢復至1.8A,15s后熔斷器瓷套炸裂,電流被截斷。該項試驗證明,一些PT鐵芯飽和后,激磁電流不足以使PT熔斷器立即熔斷,經過低電流的作用,熔斷器發生炸裂,電弧發生漂移從而導致相間短路事故的發生。AER新型自適應消諧器能夠限制激磁電流,從而能夠防止因PT熔斷器炸裂導致相間短路事故的發生。

6 外形尺寸

 

                                                         

 35kV電壓等級           106kV電壓等級

7 一次接線圖

 


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