PT 諧振及其相關(guān)處理研究

梁海生

（茂名石化熱電分部電氣二車間，廣東 茂名 525000）

在各電力系統(tǒng)中，對于所具有的中性點絕緣、中性點通過消弧線圈進行接地，以及中性點直接進行接地的各類3 ～220kV 系統(tǒng)來說，均可能存在PT 鐵芯太過飽和而引發(fā)鐵磁諧振過電壓的現(xiàn)象。在電廠運作期間，產(chǎn)生的鐵磁諧振較易引發(fā)PT 一次保險熔斷等相關(guān)問題。因為在產(chǎn)生鐵磁諧振過電壓后，互感器太過飽和，一次側(cè)勵磁電流大幅度增加，極有可能使互感器產(chǎn)生一次保險熔斷故障，導(dǎo)致接地信號誤報，使線圈被燒毀，甚至是產(chǎn)生爆裂。因此，對于PT 諧振的各類引發(fā)因素與其運用十分普遍的消諧方式實施研究與分析十分關(guān)鍵。

1 PT 概述

1.1 相關(guān)原理

一次、二次型線圈借助鐵芯電磁感應(yīng)，把高電壓轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)型低電壓，運用到實施計量與維護中。對于PT 而言，其入端阻抗即為電抗。在電網(wǎng)所包括的各類部件中，對于入端阻抗而言，具有容抗性質(zhì)的阻抗主要包括耦合電容器、輸電線對地電容、電容式電壓互感器等，性質(zhì)即為感抗的，主要包括變壓器、PT 等。

在電網(wǎng)運作期間，如果引起了操作過電壓，電網(wǎng)就會因鐵磁諧振而出現(xiàn)部分部件燒毀的情況。這是由于變壓器的電壓處于工作狀態(tài)下，其相關(guān)的產(chǎn)品處在鐵芯飽和的狀態(tài)，這類產(chǎn)品所具有的入端阻抗值大體上不會產(chǎn)生轉(zhuǎn)變，而當(dāng)電壓發(fā)生異常變化后，PT 所具有的感抗值極有可能會等同于電網(wǎng)所具有的容抗值，進而引發(fā)鐵磁諧振，導(dǎo)致PT 燒毀。因此，在電力系統(tǒng)管理的各類規(guī)定中，明確規(guī)定了防范鐵磁諧振的各種措施。

1.2 相關(guān)構(gòu)造

依據(jù)各類不一致的電壓等級，主絕緣介質(zhì)主要就包括了SF6 型氣體絕緣（圖1）、油紙絕緣等。

1.3 相關(guān)特征

PT 所具有的準(zhǔn)確程度不會被外部各類因素所影響，其本身的誤差值十分穩(wěn)定。對于一次、二次變換而言，其是在某一瞬間而產(chǎn)生的，沒有暫態(tài)響應(yīng)方面的問題，如果產(chǎn)生了鐵磁諧振方面的問題（圖2），極有可能對PT 進行燒毀。

2 某一實證的分析

2.1 引發(fā)因素

圖1 SF6 型氣體絕緣構(gòu)造

圖2 鐵磁諧振原理

在某一電站中，其P-1104B 型電機產(chǎn)生了跳停，在對2#裂解變電所開展監(jiān)測后，指出了在B 段中6kV 型母線的PT柜產(chǎn)生了冒煙，且進線保護設(shè)備中的來低電壓信號出現(xiàn)了跳閘，母聯(lián)發(fā)生合閘，在A 段中6kV 進線所帶動的A、B 段母線加以運作。在被影響后，在B 段中6kV 型母線所帶動的PB-211B、PB-410B 等各類電機由于低電壓保護而產(chǎn)生跳閘。在對乙烯北站中所具有的2#電源系統(tǒng)加以監(jiān)測后，指出了，2#消弧消圈產(chǎn)生了接地報警信號，在CFB 變電所中，2#除塵變壓器產(chǎn)生了A 相接地報警信號。

2.2 處理PT 諧振的方法

電氣管理相關(guān)人員把2#裂解變電所在B 段中的6kV 型母線進行停電，對這一母線、PT 等加以監(jiān)測。工作人員經(jīng)過詳細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)，PT 已經(jīng)產(chǎn)生了崩燒，對于PT 來說，在其一次側(cè)中的A、B、C 這三相保險產(chǎn)生了熔斷，所有相對地與相間絕緣電阻具有無窮大，直流電阻主要就包括了A 相（即為810kΩ）、B 相（即為28Ω）、C 相（即為62Ω）（圖3）。母線對地與相間絕緣電阻具有無窮大，外觀沒有產(chǎn)生異常。接著，2#裂解變電所中的兩段母線都回歸運作，在對CFB 鍋爐中所具有的2#除塵變電纜及變壓器開展監(jiān)測后，得知在這一變壓器中，在6kV 型電纜中的A、C 這兩類相對地絕緣電阻均即為0，變壓器所具有的絕緣電阻能夠合格。

圖3 三相情況

2.3 相關(guān)原因

2.3.1 對于2#除塵變電纜

在對2#除塵變電纜中的中間頭施工期間，施工的操作與步驟等不夠標(biāo)準(zhǔn)，裝配防水膠的部位不夠準(zhǔn)確，防水膠會因溫度過低而導(dǎo)致失效，加上雨水滲進電纜中間頭，絕緣有所減弱，減短了電纜聯(lián)結(jié)直通銅屏蔽層間所具有的間距，使電纜中間頭中的A 相對屏蔽層產(chǎn)生放電，引發(fā)接地過電壓，使A、C 相之間產(chǎn)生故障。對于施工來說，具有如下幾類問題：

（1）雙側(cè)電纜與中間頭與外護套的搭接不夠緊密，較易被水滲透；

（2）電纜中間頭某一頭所裝配的防水膠部位不夠準(zhǔn)確，無法防范滲水。

2.3.2 對于2#裂解變電所在B 段中的母線PT

對于2#除塵變與2#裂解變電所在B 段中的6kV 型進線而言，因為其都是經(jīng)由乙烯北站中的6kV 型2#電源系統(tǒng)進行供電，在2#除塵變電纜中的A 相產(chǎn)生間斷性接地后，乙烯北站中的6kV 型2#電源系統(tǒng)在B、C 兩相電壓方面均逐步上升到線電壓，共同作用下產(chǎn)生了7min 的諧振，使得2#裂解變電所在B 段中的母線PT 有所發(fā)熱，B、C 這兩相匝間產(chǎn)生短路，鐵芯磁通太過飽和，二次側(cè)電壓產(chǎn)生畸變，在對B、C 這兩相電壓進行監(jiān)測后，均為0。在這時，A 相依舊處在接地的狀態(tài)下，電壓較小，與2#裂解變電所在B 段中6kV 型進線低電壓保護所給予的條件相符，保護動作對B 段進行跳開以進行進線，在這之后，PT 中B、C 這兩相依舊處在匝間短路的狀態(tài)下，直到產(chǎn)生崩燒，保險被熔斷。

2.4 各科學(xué)的整改對策

2.4.1 嚴(yán)謹(jǐn)控制各在建設(shè)備的電氣施工質(zhì)量

就電纜中間頭所產(chǎn)生的故障而言，施工相關(guān)企業(yè)并未嚴(yán)謹(jǐn)依據(jù)施工標(biāo)準(zhǔn)開展施工，且監(jiān)理相關(guān)企業(yè)也沒有全方位控制其質(zhì)量，進而引發(fā)了各類隱患。因此，工程管理機構(gòu)要嚴(yán)謹(jǐn)實施項目質(zhì)量追溯體制，對后建設(shè)備項目施工相應(yīng)的質(zhì)量進行控制，防范產(chǎn)生相似的問題。

2.4.2 降低單相接地，防范諧振過電壓傷害PT

增強對電纜中間頭與其終端頭的運轉(zhuǎn)進行管理，熱電部門應(yīng)構(gòu)建并健全各類變電站中6kV 與其以上有關(guān)的電纜中間頭與其終端頭方面的臺賬，通過檢修時間的增多提升檢測與檢驗的力度，保障電纜線路能夠安全平穩(wěn)地運作；同時，施工相關(guān)企業(yè)在呈交的各類資料中，要明確地標(biāo)識出電纜中間接頭所處的部位。

在產(chǎn)生單相接地后，要降低其對于各供電系統(tǒng)帶來的影響。對生產(chǎn)所需設(shè)備以外的各類供電線路來說，只要產(chǎn)生單相接地，要立即對各故障回路進行切除。

對各微機消諧設(shè)備進行更新與健全：熱電部門應(yīng)對2#裂解變電所中的各微機消諧設(shè)備定期進行換置與升級。

選取良好性能的母線PT：把2#裂解變電所中的兩段母線PT 換置成全絕緣抗飽和式PT，之后，在各類新建項目中，都依據(jù)這一原則進行選取。

2.4.3 健全各電力自動化系統(tǒng)與故障錄波設(shè)備

健全變電所中的各自動化監(jiān)控系統(tǒng)，并在6kV 型變電所中，裝配故障錄波設(shè)備，給予各類故障的研究與分析憑據(jù)。

3 諧振的各類處理對策

在產(chǎn)生空母線諧振后，不應(yīng)拉出PT 的隔離刀閘，應(yīng)先關(guān)合某一條空載線路，以損壞諧振，能夠讓三相電壓回歸平衡。

對于PT 來說，在其各高壓線圈中性點中，對其接地線串聯(lián)上某5kΩ 的阻尼電阻。這樣在零序阻抗中再并聯(lián)某一個電阻，能夠阻礙因為單相接地方面的故障而引發(fā)的諧振。

PT 產(chǎn)生諧振后，其電壓相當(dāng)于相電壓的3 倍，在開口三角位置中，電壓即為100 ～200V，所以，在PT 中的開口三角位置，應(yīng)并聯(lián)上某一220V/200W 的消諧燈泡；另外，還可以在PT 的各零序回路中，裝配上專門的KFX-10 型消諧器。

在變電站中，值班相關(guān)人員在對供電進行恢復(fù)期間，要嚴(yán)謹(jǐn)依據(jù)操作規(guī)定開展各項操作，在確定PT 中的隔離刀閘處于拉開部位后，才能夠?qū)漳妇€送電，再關(guān)合PT 中的隔離刀閘。檢修相關(guān)人員要盡力對其刀閘三相同期性進行調(diào)節(jié)。技術(shù)機構(gòu)要運用鎧裝電纜線路與飽和較為遲鈍的PT 與電容型PT，促進各技術(shù)性能獲得最大限度的改善，以降低諧振過電壓的總發(fā)生率。

4 結(jié)語

總之，消諧方式是基于損壞諧振的前提預(yù)防或阻礙諧振發(fā)生，從而達到消諧的目標(biāo)?，F(xiàn)階段，各類消諧器已經(jīng)逐步發(fā)展至微機式，在運用某個程序與2 ～3 個周波后，就能夠評判出產(chǎn)生諧振與否，進而立即運用相應(yīng)的消諧設(shè)施，在各消諧設(shè)施逐步得到進步與提升后，消諧最后的效果也會獲得提升。