熱敏電阻型一次限流消諧器的研究及應(yīng)用
摘要：在中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)中，電磁式電壓互感器的鐵磁諧振過(guò)電壓是出現(xiàn)為頻繁、造成事故多的一種內(nèi)部過(guò)電壓。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，傳統(tǒng)的PT消諧措施，并不能有效地遏制PT鐵磁諧振過(guò)電壓事故的發(fā)生。研究表明，用熱敏電阻制作消諧器，更適合消除PT鐵磁諧振。應(yīng)用情況也證明了熱敏電阻型一次限流消諧器對(duì)于消除PT鐵磁諧振確實(shí)具有良好的效果。同時(shí)，熱敏電阻型一次限流消諧器還能夠有效地防止因熔斷器不能可靠熔斷所引發(fā)的母線短路故障。
　　
關(guān)鍵詞：中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)；電磁式電壓互感器；鐵磁諧振；熱敏電阻；一次限流消諧器
　　
　　1引言
　　
　　在中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)中，電磁式電壓互感器（以下簡(jiǎn)稱PT）鐵磁諧振過(guò)電壓是出現(xiàn)頻繁、造成事故多的一種內(nèi)部過(guò)電壓。PT鐵磁諧振過(guò)電壓，往往會(huì)導(dǎo)致PT熔斷器熔斷，甚至導(dǎo)致PT燒損，PT柜、避雷器、電纜頭，母線全停，對(duì)電網(wǎng)的**運(yùn)行構(gòu)成了極大的威脅，并嚴(yán)重影響了供電的可靠性。雖然目前電網(wǎng)已采取了各種消諧措施，但依然未能遏制PT鐵磁諧振過(guò)電壓事故的上升勢(shì)頭。此外，某些情況下PT飽和時(shí)的勵(lì)磁電流增長(zhǎng)，不會(huì)造成PT一次熔斷器立即熔斷。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的電流作用后，熱量的累積終會(huì)導(dǎo)致熔斷器的熔斷，但電弧往往不能熄滅。持續(xù)的燃弧會(huì)造成熔管炸裂，從而引發(fā)PT柜內(nèi)母線短路事故。
　　
　　2 PT鐵磁諧振的機(jī)理及傳統(tǒng)消諧技術(shù)分析
　　
　　2.1 PT鐵磁諧振的發(fā)生機(jī)理概述
　　
　　在中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)中，為了測(cè)量三相對(duì)地電壓和監(jiān)視對(duì)地絕緣，PT的中性點(diǎn)直接接地。如圖1所示，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)除了電力設(shè)備和導(dǎo)線對(duì)地等效電容C0外，還有PT的勵(lì)磁電感L。

　　
　　圖1中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)的等效網(wǎng)絡(luò)
　　
　　正常運(yùn)行時(shí)，PT的勵(lì)磁阻抗很大，并與網(wǎng)絡(luò)的對(duì)地等效電容并聯(lián)。由于網(wǎng)絡(luò)中的感抗大于容抗，所以網(wǎng)絡(luò)對(duì)地阻抗仍呈容性。但當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)某些擾動(dòng)，使PT三相電感飽和程度不同時(shí)，PT的勵(lì)磁電感將與網(wǎng)絡(luò)的對(duì)地電容構(gòu)成特殊的諧振回路，產(chǎn)生諧振過(guò)電壓。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的不同，PT諧振的類型包括：工頻諧振、高頻諧振和分頻諧振三種類型，其中分頻諧振會(huì)造成PT的嚴(yán)重飽和，因此危害性大。
　　
　　2.2 PT鐵磁諧振的傳統(tǒng)消諧技術(shù)
　　
　　對(duì)于中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)中的PT鐵磁諧振，目前消諧的方法較多，歸納起來(lái)，主要可分為改變參數(shù)、增加阻尼兩大類，但均存在缺點(diǎn)和不足。
　　
　　2.2.1 改變參數(shù)
　　
　?。?）改善PT的伏安特性，使之不容易發(fā)生磁飽和。在這種情況下，必須要有更大的激發(fā)才會(huì)引起諧振。為此，應(yīng)當(dāng)減小鐵芯磁密，即增大鐵芯的截面積。為了消除諧振，鐵芯的截面積應(yīng)當(dāng)增大到4倍以上，這是不現(xiàn)實(shí)的。因此改善勵(lì)磁特性只能降低諧振的概率。但是特性改善后，一旦產(chǎn)生諧振，過(guò)電壓將會(huì)變得更高。
　　
　?。?）對(duì)于減少同一網(wǎng)絡(luò)中并聯(lián)PT臺(tái)數(shù)，因中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)屬于配電網(wǎng)絡(luò)，直接對(duì)用戶供電，所以實(shí)際難以做到。
　　
　?。?）母線上裝設(shè)中性點(diǎn)接地的三相星形電容器組。對(duì)連接有多臺(tái)PT的情況，因需增裝電容量較大。同時(shí)，裝設(shè)電容器組后，當(dāng)發(fā)生單相閃絡(luò)時(shí)接地電流將超過(guò)電弧熄滅的容許電流，從而產(chǎn)生弧光接地過(guò)電壓的問(wèn)題。
　　
　?。?）PT高壓側(cè)中性點(diǎn)串聯(lián)單相PT，將PT開(kāi)口三角繞組短接，并在三相PT的中性點(diǎn)和大地之間串接一個(gè)單相PT，它的三倍感抗就是零序感抗，諧振也就難以發(fā)生。單相PT的次級(jí)電壓用以測(cè)取電網(wǎng)的零序電壓。顯然，同一電網(wǎng)中，如有多組PT則必須每組均按此接線方能有效，且三相PT中性點(diǎn)對(duì)地電壓(零序電壓)亦被抬高，對(duì)于中性點(diǎn)弱絕緣的PT，在系統(tǒng)不對(duì)稱接地時(shí)，甚至?xí)l(fā)生絕緣擊穿。