PT谐振及其相关处理研究

PT谐振及其相关处理研究

梁海生

（茂名石化热电分部电气二车间，广东 茂名 525000）

摘要：短路、振荡、铁磁谐振均属于电力系统运行中十分常见的故障，其中铁磁谐振可引起电磁式电压互感器（PT），不容忽视。近几年，因为电力领域获得了十分迅速的进步与发展，使各类等级的电压线路也逐步变长、变多，PT的总量也有所提升，铁磁谐振而引发烧毁的相关问题逐步增多，因此，对PT进行维护十分关键。本文针对应用现状，对PT谐振及其相关处理进行了分析研究。

关键词：消谐结果；处理；PT谐振；效果；影响因素

中图分类号：TM564   文献标识码：A   文章编号：1671-0711（2019）07（上）-0132-02

在各电力系统中，对于所具有的中性点绝缘、中性点通过消弧线圈进行接地，以及中性点直接进行接地的各类3～220kV系统来说，均可能存在PT铁芯太过饱和而引发铁磁谐振过电压的现象。在电厂运作期间，产生的铁磁谐振较易引发PT一次保险熔断等相关问题。因为在产生铁磁谐振过电压后，互感器太过饱和，一次侧励磁电流大幅度增加，极有可能使互感器产生一次保险熔断故障，导致接地信号误报，使线圈被烧毁，甚至是产生爆裂。因此，对于PT谐振的各类引发因素与其运用十分普遍的消谐方式实施研究与分析十分关键。1 PT概述1.1 相关原理

一次、二次型线圈借助铁芯电磁感应，把高电压转换为标准型低电压，运用到实施计量与维护中。对于PT而言，其入端阻抗即为电抗。在电网所包括的各类部件中，对于入端阻抗而言，具有容抗性质的阻抗主要包括耦合电容器、输电线对地电容、电容式电压互感器等，性质即为感抗的，主要包括变压器、PT等。

在电网运作期间，如果引起了操作过电压，电网就会因铁磁谐振而出现部分部件烧毁的情况。这是由于变压器的电压处于工作状态下，其相关的产品处在铁芯饱和的状态，这类产品所具有的入端阻抗值大体上不会产生转变，而当电压发生异常变化后，PT所具有的感抗值极有可能会等同于电网所具有的容抗值，进而引发铁磁谐振，导致PT烧毁。因此，在电力系统管理的各类规定中，明确规定了防范铁磁谐振的各种措施。1.2 相关构造

依据各类不一致的电压等级，主绝缘介质主要就包括了SF6型气体绝缘（图1）、油纸绝缘等。1.3 相关特征

PT所具有的准确程度不会被外部各类因素所影响，其本身的误差值十分稳定。对于一次、二次变换而言，其是在某一瞬间而产生的，没有暂态响应方面的问题，如果产生了铁磁谐振方面的问题（图2），极有可能对PT进行烧毁。2 某一实证的分析2.1 引发因素

在某一电站中，其P-1104B型电机产生了跳停，在对2#

裂解变电所开展监测后，指出了在B段中6kV型母线的PT

图2 铁磁谐振原理图1 SF6型气体绝缘构造

柜产生了冒烟，且进线保护设备中的来低电压信号出现了跳闸，母联发生合闸，在A段中6kV进线所带动的A、B段母线加以运作。在被影响后，在B段中6kV型母线所带动的PB-211B、PB-410B等各类电机由于低电压保护而产生跳闸。在对乙烯北站中所具有的2#电源系统加以监测后，指出了，2#消弧消圈产生了接地报警信号，在CFB变电所中，2#除尘变压器产生了A相接地报警信号。2.2 处理PT谐振的方法

电气管理相关人员把2#裂解变电所在B段中的6kV型母线进行停电，对这一母线、PT等加以监测。工作人员经过详细检查后发现，PT已经产生了崩烧，对于PT来说，在其一次侧中的A、B、C这三相保险产生了熔断，所有相对地与相间绝缘电阻具有无穷大，直流电阻主要就包括了A相（即

132

中国设备工程 2019.07 (上)

为810kΩ）、B相（即为28Ω）、C相（即为62Ω）（图3）。母线对地与相间绝缘电阻具有无穷大，外观没有产生异常。接着，2#

裂解变电所中的两段母线都回归运作，在对CFB锅炉中所具有的2#

除尘变电缆及变压器开展监测后，得知在这一变压器中，在6kV型电缆中的A、C这两类相对地绝缘电阻均即为0，变压器所具有的绝缘电阻能够合格。

图3 三相情况

2.3 相关原因

2.3.1 对于2#

除尘变电缆

在对2#除尘变电缆中的中间头施工期间，施工的操作与步骤等不够标准，装配防水胶的部位不够准确，防水胶会因温度过低而导致失效，加上雨水渗进电缆中间头，绝缘有所减弱，减短了电缆联结直通铜屏蔽层间所具有的间距，使电缆中间头中的A相对屏蔽层产生放电，引发接地过电压，使A、C相之间产生故障。对于施工来说，具有如下几类问题：

（1）双侧电缆与中间头与外护套的搭接不够紧密，较易被水渗透；

（2）电缆中间头某一头所装配的防水胶部位不够准确，无法防范渗水。

2.3.2 对于2#裂解变电所在B段中的母线PT

对于2#

除尘变与2#

裂解变电所在B段中的6kV型进线而言，因为其都是经由乙烯北站中的6kV型2#

电源系统进行供电，在2#

除尘变电缆中的A相产生间断性接地后，乙烯北站中的6kV型2#

电源系统在B、C两相电压方面均逐步上升到线电压，共同作用下产生了7min的谐振，使得2#

裂解变电所在B段中的母线PT有所发热，B、C这两相匝间产生短路，铁芯磁通太过饱和，二次侧电压产生畸变，在对B、C这两相电压进行监测后，均为0。在这时，A相依旧处在接地的状态下，电压较小，与2#

裂解变电所在B段中6kV型进线低电压保护所给予的条件相符，保护动作对B段进行跳开以进行进线，在这之后，PT中B、C这两相依旧处在匝间短路的状态下，直到产生崩烧，保险被熔断。2.4 各科学的整改对策

2.4.1 严谨控制各在建设备的电气施工质量

就电缆中间头所产生的故障而言，施工相关企业并未严谨依据施工标准开展施工，且监理相关企业也没有全方位控制其质量，进而引发了各类隐患。因此，工程管理机构要严谨实施项目质量追溯体制，对后建设备项目施工相应的质量进行控制，防范产生相似的问题。

2.4.2 降低单相接地，防范谐振过电压伤害PT

增强对电缆中间头与其终端头的运转进行管理，热电部

ChinaPlant

中国设备

Engineering工程

门应构建并健全各类变电站中6kV与其以上有关的电缆中间头与其终端头方面的台账，通过检修时间的增多提升检测与检验的力度，保障电缆线路能够安全平稳地运作；同时，施工相关企业在呈交的各类资料中，要明确地标识出电缆中间接头所处的部位。

在产生单相接地后，要降低其对于各供电系统带来的影响。对生产所需设备以外的各类供电线路来说，只要产生单相接地，要立即对各故障回路进行切除。

对各微机消谐设备进行更新与健全：热电部门应对2#裂解变电所中的各微机消谐设备定期进行换置与升级。

选取良好性能的母线PT：把2#裂解变电所中的两段母线PT换置成全绝缘抗饱和式PT，之后，在各类新建项目中，都依据这一原则进行选取。

2.4.3 健全各电力自动化系统与故障录波设备

健全变电所中的各自动化监控系统，并在6kV型变电所中，装配故障录波设备，给予各类故障的研究与分析凭据。3 谐振的各类处理对策

在产生空母线谐振后，不应拉出PT的隔离刀闸，应先关合某一条空载线路，以损坏谐振，能够让三相电压回归平衡。

对于PT来说，在其各高压线圈中性点中，对其接地线串联上某5kΩ的阻尼电阻。这样在零序阻抗中再并联某一个电阻，能够阻碍因为单相接地方面的故障而引发的谐振。

PT产生谐振后，其电压相当于相电压的3倍，在开口三角位置中，电压即为100～200V，所以，在PT中的开口三角位置，应并联上某一220V/200W的消谐灯泡；另外，还可以在PT的各零序回路中，装配上专门的KFX-10型消谐器。

在变电站中，值班相关人员在对供电进行恢复期间，要严谨依据操作规定开展各项操作，在确定PT中的隔离刀闸处于拉开部位后，才能够对空母线送电，再关合PT中的隔离刀闸。检修相关人员要尽力对其刀闸三相同期性进行调节。技术机构要运用铠装电缆线路与饱和较为迟钝的PT与电容型PT，促进各技术性能获得最大限度的改善，以降低谐振过电压的总发生率。4 结语

总之，消谐方式是基于损坏谐振的前提预防或阻碍谐振发生，从而达到消谐的目标。现阶段，各类消谐器已经逐步发展至微机式，在运用某个程序与2～3个周波后，就能够评判出产生谐振与否，进而立即运用相应的消谐设施，在各消谐设施逐步得到进步与提升后，消谐最后的效果也会获得提升。

参考文献：

[1]杨秉义,张立涛,董博.基于ARM+DSP结构的PT铁磁谐振智能消谐装置设计[J].电力系统保护与控制,2018,(13):149-154.

[2]李世军,罗隆福,佘双翔,等.基于空间矢量和特定消谐脉宽调制的三电平逆变器调制方法[J].电工技术学报,2015,(12):34-40.[3]皮霞,关宇航,袁铁江.多功能消谐装置治理铁磁谐振过电压的局限性研究[J].电力电容器与无功补偿,2017,(01):93-99.[4]白晓骏.10kVI母进线开关柜消谐装置A相接地报警的原因分析及解决方案[J].科技经济导刊,2016,(09):56.

中国设备工程 2019.07 （上）133