淺析35kV母線電壓互感器加裝消諧器的必要性

王 坤，梁 康，任軍霞，石國(guó)強(qiáng)

（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司冠縣供電公司，山東聊城，252500）

淺析35kV母線電壓互感器加裝消諧器的必要性

王 坤，梁 康，任軍霞，石國(guó)強(qiáng)

（國(guó)網(wǎng)山東省電力公司冠縣供電公司，山東聊城，252500）

本文主要探究將消諧器安裝在35kV母線電壓互感器上的重要意義，從而利于電網(wǎng)的安全高效運(yùn)行。

35kV；電壓互感器；消諧器

0 引言

35kV母線電壓互感器已經(jīng)在電力建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。與此同時(shí)，我國(guó)在發(fā)展過(guò)程中提高了對(duì)供電質(zhì)量的要求，電壓互感器雖然可以有效保障供電質(zhì)量，但是，35kV母線電壓互感器在實(shí)際使用過(guò)程中頻繁出現(xiàn)問(wèn)題，不僅影響了供電安全，同時(shí)也給電力企業(yè)的效益帶來(lái)?yè)p失，而將消諧器安裝在電網(wǎng)中，可以提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。

在我國(guó)35kV和以下的電網(wǎng)中，電壓互感器大量存在和使用，這些電氣器件具有一定的電磁特性，在實(shí)際使用過(guò)程中，在參數(shù)匹配系統(tǒng)內(nèi)的容性元件時(shí)，就可能發(fā)生諧振。嚴(yán)重時(shí)可以產(chǎn)生強(qiáng)大的電流，給電壓互感器帶來(lái)熔斷、繞組、甚至燒毀的威脅。而通過(guò)將消諧器安裝在電壓互感器上，就可以提供很好的保障，因此，本文主要探究消諧器在電壓互感器上的作用。

1 電壓互感器和消諧器概述

1.1 電壓互感器概述

PT廣泛存在于電力設(shè)備中，電容式電壓互感器簡(jiǎn)稱PT，這種電氣設(shè)備具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，主要分為兩個(gè)部分組成：電容分壓器和電磁單元。在變電站母線出線口上經(jīng)常見(jiàn)到電壓互感器安裝，尤其是在35kV電網(wǎng)中應(yīng)用的最為普遍，但是，電容式互感器在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中由于受到外界因素的影響，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)很多故障問(wèn)題，可能是設(shè)計(jì)中的缺陷，同時(shí)也可能是材料上的不足[1-2]。

現(xiàn)階段，消除PT鐵磁諧振最常用的方法主要從兩個(gè)方面入手：消耗和降低諧振能量和電感電容參數(shù)的轉(zhuǎn)變，如在PT一次性中性點(diǎn)接入零序PT或者消諧電阻器、將電阻接入到二次側(cè)開(kāi)口三角形側(cè)。通過(guò)對(duì)已有資料的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，近年來(lái)在某電力公司采用了安裝消諧器的方式，該安裝位置可以很好降低鐵磁諧振的產(chǎn)生，但是，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中也會(huì)產(chǎn)生PT二次側(cè)三相電壓不平衡現(xiàn)象，但是，將消諧器拆除之后，這種不平衡現(xiàn)象基本上消失。

1.2 消諧器概述

消諧器作為一種高容量的非線性電阻器，其主要安裝在PT一次繞組接線中性點(diǎn)和地之間，其主要的作用是限制電流和阻尼。在我國(guó)6到35kV電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，其中性點(diǎn)通常不做接地處理，PT一次繞組就成母線上唯一的接地金屬。當(dāng)單相消失或者接地時(shí)，對(duì)地的電容會(huì)有一個(gè)充電或者放電的過(guò)程，此時(shí)就可能產(chǎn)生較大的電流，進(jìn)而熔斷PT熔絲，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)的正常運(yùn)行。而將消諧器安裝在母線的電壓互感器上，就會(huì)起到有效抑制涌流，因而，基于涌流抑制的角度而言，消諧器具備的電阻越大發(fā)揮的作用也就越好。

1.3 PT勵(lì)磁電流的性質(zhì)

帶有鐵心的繞組構(gòu)成了電磁式PT。由于鐵心具有非線性的伏安特性，當(dāng)接入電壓時(shí)，一次繞組產(chǎn)生的磁通大于飽和點(diǎn)時(shí)，此時(shí)勵(lì)磁電流就可以呈現(xiàn)出頂部尖狀的波形特點(diǎn)，如果分析頂波的特點(diǎn)，可以發(fā)現(xiàn)其中包含了各奇次諧波。

2 電壓互感器在實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題分析

伴隨著我國(guó)對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量的重視程度越來(lái)越大，在35kV母線電壓互感器實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，由于受到各種因素的影響，導(dǎo)致電壓互感器問(wèn)題頻出。（1）如果出現(xiàn)信號(hào)誤發(fā)的情況而出現(xiàn)報(bào)警，此時(shí)就可以說(shuō)明沒(méi)有在二次繞組端出現(xiàn)電壓的輸出。因此，如果電壓互感器出現(xiàn)了故障問(wèn)題，此時(shí)首先應(yīng)該檢查二次電壓繞組，實(shí)際檢查輸出電壓的數(shù)據(jù)，這樣基于得到的輸出電壓的數(shù)據(jù)，就可以判定電壓互感器是否在正常運(yùn)行，針對(duì)變壓器二次失壓故障情況，此時(shí)，首先應(yīng)該分析電壓互感器的工作原理，而電容量和二次測(cè)失去電壓本身沒(méi)有任何關(guān)系，發(fā)生這種情況的主要原因是變壓器一次側(cè)出現(xiàn)斷線問(wèn)題，進(jìn)而導(dǎo)致郵箱出現(xiàn)問(wèn)題，內(nèi)部受潮進(jìn)而帶來(lái)各種問(wèn)題。（2）電磁單元受潮。如果電壓互感器在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，經(jīng)過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)二次繞組絕緣電阻為零，此時(shí)就應(yīng)該檢查電壓互感器的各項(xiàng)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)電磁單元受潮，而如果將電磁單元的郵箱和電容分壓器解體，可以發(fā)現(xiàn)電壓互感器的螺栓出現(xiàn)了問(wèn)題。而油箱內(nèi)存在大量的水分就會(huì)銹蝕變壓器鐵心的表面。基于上述情況，首先應(yīng)該檢查電壓互感器是否存在質(zhì)量問(wèn)題，如果其密封性較差，就極容易導(dǎo)致空氣的進(jìn)入，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行之后，就會(huì)導(dǎo)致電氣單元受潮[4]。

3 消諧器在35kV母線電壓互感器上作用分析

基于上文所寫(xiě)，可以發(fā)現(xiàn)隨著我國(guó)對(duì)電力設(shè)備重視程度越來(lái)越大，極大的推動(dòng)了我國(guó)電力行業(yè)的快速發(fā)展。消諧器安裝在35kV母線的電壓互感器上，可以起到很多的保障作用，具體作用分述如下[5]。（1）中性點(diǎn)不接地電力系統(tǒng)。在我國(guó)電網(wǎng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，如果單相電壓出現(xiàn)了單獨(dú)接地的情況，就會(huì)迅速升高其他兩相的電壓，這樣就會(huì)改變線路電壓的運(yùn)行參數(shù)。而如果兩相電源同時(shí)接地，就會(huì)發(fā)生短路情況，極大的威脅了電力設(shè)備安全。（2）目前，很多電力工程中逐漸提高了對(duì)電源接地方式的重視力度，尤其在35kV電網(wǎng)線路改造中，如果出現(xiàn)了單相接地的情況，此時(shí)就會(huì)增大電流，導(dǎo)致電弧的產(chǎn)生，進(jìn)而產(chǎn)生了電壓諧振的情況，很容易直接擊穿電壓互感器上的接觸點(diǎn)，給設(shè)備的正常使用帶來(lái)影響。因而，在電網(wǎng)工程建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)該采用經(jīng)消弧線圈接地的方式，來(lái)避免該故障的發(fā)生，從而提升了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。

4 消諧器和電壓互感器之間的關(guān)系分析

（1）將消諧器安裝在電壓互感器的一次繞組的中性點(diǎn)位置時(shí)，就會(huì)起著限流的作用，該種設(shè)計(jì)方法普遍被應(yīng)用到我國(guó)電網(wǎng)中。如果電力系統(tǒng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)了故障問(wèn)題，高壓熔絲就會(huì)被消諧器熔斷，此時(shí)確定額定電流的大小，避免電力設(shè)備出現(xiàn)過(guò)載運(yùn)行的情況。而當(dāng)單相接地電容電流較小時(shí)，此時(shí)就不會(huì)影響高壓熔絲。因而在設(shè)計(jì)產(chǎn)品過(guò)程中，為了有效降低成本，此時(shí)可以不安裝消諧器，同樣可以確保發(fā)揮作用。

（2）在電力設(shè)備設(shè)計(jì)過(guò)程中，很多設(shè)計(jì)人員根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)，將二次消諧器安裝在互感器的二次測(cè)，這樣就可以最大程度的發(fā)揮消諧器的作用，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)調(diào)諧和自動(dòng)跟蹤的作用，而且伴隨著我國(guó)自動(dòng)化技術(shù)的不斷提升，無(wú)人監(jiān)控技術(shù)也在快速發(fā)展，這樣有助于提高監(jiān)控的效率和監(jiān)控的質(zhì)量。

（3）在部分2PT柜中可以發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常出現(xiàn)沒(méi)有安裝消諧器的情況，這主要是因?yàn)殡妷夯ジ衅鞔藭r(shí)起著測(cè)量、計(jì)量的作用，且在該線路中沒(méi)有中性點(diǎn)接地的情況，此時(shí)不用安裝消諧器。同樣可以確保電壓互感器的正常運(yùn)行。

（4）在將消諧器安裝在35kV母線電壓互感器時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)安裝的環(huán)境進(jìn)行考察，并基于現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，而針對(duì)一些電網(wǎng)線路中帶有電容器，此時(shí)應(yīng)該注意電路的運(yùn)行狀況。而為了提升設(shè)計(jì)的質(zhì)量，還需要不斷提升設(shè)計(jì)人員的綜合素質(zhì)和職業(yè)道德素質(zhì)。

5 結(jié)語(yǔ)

伴隨著我國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)的快速發(fā)展，電壓互感器在35kV母線電網(wǎng)中發(fā)揮著重要的作用，雖然在一定程度上提升了電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，但是問(wèn)題也頻發(fā)。而加裝諧波器就可以極大提升電網(wǎng)運(yùn)行的安全效率，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)電力企業(yè)效益的提升。

[1]冉啟鵬,代正元.電磁式電壓互感器高壓側(cè)中性點(diǎn)加裝消諧器后引起絕緣擊穿的原因分析[J].變壓器,2011,48(05):42-44.

[2]李國(guó)友,曹琪琳.電壓互感器一次側(cè)加裝消諧器后三相電壓不平衡原因分析[J]. 高壓電器,2008,(02):187-189.

[3]張文淵.加裝消諧器防止電壓互感器鐵磁諧振過(guò)電壓[J].電世界,2004,45(02):14.

[4]堯廣,曾明貴,李盛濤,李利紅,李學(xué)忠.35kV電磁式電壓互感器連續(xù)爆炸事故探討[J].高壓電器,2012,48(10):114-119.

[5]趙鳳娥.淺析電壓互感器消諧措施在變電站設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2010,(19):109-110.

A brief analysis of the necessity of a 35kV busbar voltage transformer with a dissonator

Wang Kun, Liang Kang, Ren Junxia, Shi Guoqiang
(Guxian power company, shandong electric power company, Liaocheng Shandong,252500)

This paper mainly probes into the importance of the installation of the dissonder on the 35kV bus voltage transformer, which is beneficial to the safe and efficient operation of the power grid.

35kV; Voltage transformer; Harmonic elimination device