安化6 kV电网限制谐振过电压措施

    安阳化学工业集团有限公司高压供电系统有110/6 kV、110/35 kV和35/6 kV电压等级，其中35 kV和6 kV供电系统为中性点不接地运行方式。多年来，根据运行经验，为消除电网出现的谐振过电压采取了一系列措施。

线性过电压及其限制

       我公司6 kV系统单相接地故障电容电流已超过60 A，为能较好地限制单相接地产生的电弧，采用中性点经消弧线圈接地方式。这种方式能自动跟踪电网参数的变化，自动测量电容电流，自动调整补偿电流，过补、欠补均可运行，非常灵活，提高了电网运行的安全性和供电质量。根据消弧线圈电抗的调节方法，公司总降压站采用电动有载调匝式，302变电站采用调容式，过补偿后的电容电流限制在5 A以内。

       铁磁谐振过电压及其限制

       1.断线引起铁磁谐振过电压及其限制。电网非全相运行时，电网电容与空载或轻载运行的变压器的励磁电感可能组成多种串联谐振回路，产生基频、分频或高频谐振，使电网中性点位移、绝缘闪络、避雷器爆炸。为防止这些现象发生，公司的线路上不装设熔断器以保证断路器不发生非全相动作。

2.电磁式电压互感器（简称压变）引起的铁磁谐振过电压及其限制。中性点不接地系统中，由于压变突然合闸，单相或两相绕组出现涌流，线路单相弧光接地时出现暂态涌流以及发生传递过电压时，可能使压边不同程度地出现严重饱和，形成单相或三相共振回路，激发各次谐波谐振过电压。其中分频谐振过电压危害最大，严重时可使压变过热爆炸。2004年，雷击过电压引起6 kV系统单相接地，1#变电站的1#、2#变压器电缆绝缘击穿，弧光接地引起谐振过电压，造成电站8#高压柜瓷瓶炸裂，并引发三相短路，电站I段主母线损坏严重，4台高压柜严重变形，动静触头损坏。针对发生的事故，公司采取了下列措施限制铁磁谐振过电压。

（1）对压变过饱和过电压，在每个高压站内每段的压变二次侧开口三角形绕组两端并接阻尼电阻（也称消谐电阻）R0，相当于在压变高压侧Y0结线绕组上并联1个电阻，这个电阻只有电网有零序电压时才出现阻值，正常运行时，零序绕组所接的R0不消耗能量。当电网发生单相接地时，压变开口三角形绕组两端会出现100~200 V的工频零序电压，这样阻尼绕组的容量就要求足够大，当阻尼电阻太小，一方面电阻本身可能因过热而烧坏，另一方面，压变也可能因电流过大而烧坏。因此，一般R0取10~100 Ω， R0≤0.4Xm（Xm为互感器在线电压下归算至三角绕组上的单相绕组的励磁阻抗），消谐电阻的功率不得大于压变的极限容量。所以，我们选用了JDZX-6型压变，极限容量Smax=3×400=1200 VA，R0取60 Ω、220 V、540 W。

（2）在每个高压站内每段压变二次侧开口三角形绕组两端接入微电脑多功能消谐装置。当判断存在工频位移过电压或铁磁谐振过电压后，单片机就进行消谐程序，发出高频脉冲群，使反并在开口三角形绕组两端的2只晶闸管交替过零触发导通，将开口三角形绕组两端接通（若系统发生单相接地，则不启动消谐装置），使压变饱和过电压迅速消除。由于短接时间极短，故不会给压变带来负担，但它有一定的局限性，即无法抑制低频饱和电流，适用电网较小、对地电容不大的场合。

（3）在中性点不接地电网中，压变高压熔丝熔断，并不一定都是压变过饱和引起的。当电网对地电容较大，而电网间歇接地或接地消失时，健全相贮存的电容将通过压变中性点放电，构成低频电压分量，促使压变饱和，形成低频饱和电流。它在接地消失后1/4~1/2工频周期内出现，电流幅值可达额定励磁电流的100倍，频率2~5 Hz。由于低频饱和电流幅值高、作用时间短，因此，在单相接地消失后的半个周波内即可熔断熔丝。

       在压变一次侧中性点装设消谐器能抑制低频饱和电流，同时也能起到消除压变饱和过电压的作用。302变电站采用压变一次侧中性点接LXQ3-10型消谐器，效果不错。该消谐器由多个电阻元件并、串联组成，（电阻元件是以SIC为基料，经高温氢气炉焙烧而成），其电阻是非线性的。在电网正常运行时，消谐器上电压不高，电阻呈高值（约0.5 MΩ），在起始阶段不易发生谐振；当电网单相接地时，消谐器上电压较高（6 kV电网中，单相接地时，中性点电压约3.67 kV，消谐器上的门槛电压为1.7~1.8 kV），电阻呈低值（6 kV电网中，消谐器上电阻值可降至数万欧姆），可满足压变开口三角形电压不小于80 V的需要。LXQ型消谐器没有瓷套，在大电流通过时，热量迅速扩散，基本能满足弧光接地时热容量的要求，适用电网较大、对地电容较大的场合。