摘要：长期以来，石河子电网6~35 kV系统均采用不接地运行方式。这种运行方式在系统发生单相接地时，允许一定的时间内带故障运行，因而大大提高了系统的供电可靠性。随着区域电网的超前发展，系统对地电容也迅速增大。在系统发生某些扰动时，极易引发系统内电磁式电压互感器的饱和，激发谐振过电压，导致系统接地电压互感器（TV）高压保险熔断烧毁，严重时出现设备闪络跳闸。根据本地区电网的实际情况，选择了不同的措施来抑制由于TV饱和引起的谐振过电压。
关键词：电压互感器 消谐措施 选择
长期以来，石河子电网6~35 kV系统均采用不接地运行方式。这种运行方式在系统发生单相接地时，允许一定的时间内带故障运行，因而大大提高了系统的供电可靠性。随着区域电网的超前发展，系统对地电容也迅速增大。在系统发生某些扰动时，极易引发系统内电磁式电压互感器的饱和，激发谐振过电压，导致系统接地电压互感器（TV）高压保险熔断烧毁，严重时出现设备闪络跳闸。根据本地区电网的实际情况，选择了不同的措施来抑制由于TV饱和引起的谐振过电压。
1 TV三角形开口装设消谐电阻
由110/35 kV紫泥泉变电站35 kV设备，35 kV红沟变电站及石场变电站的35 kV设备，以及它们之间的35 kV联络线（紫红线：20 km，紫石线：8 km）组成局部的35 kV系统，其所带的负荷常年在较低水平，自建成后，频繁发生谐振，每年都有数个35 kV TV喷油烧毁，损失惨重。严重威胁着电网的安全运行。经由分析该系统发生分频谐振的区域为
XC0/XL = 0.01~0.08 (1)
发生基波谐振的区域为
XC0/XL = 0.08~0.5 (2)
式中 XC0——系统的零序电容容抗；
XL——电压互感器（tv）单相绕组在额定线电压下的激磁阻抗。
输电线路的电容电流一般采用下式计算
I C0= 3Uφ(1/Xco)×103 (3)
式中 Uφ——相对地电压，kV。
由式(3)可求得该35 kV系统零序电容容抗XC0为0.0187 MW。这几个站的JDJJ2-35型TV的激磁阻抗，约在2.2 MW左右，代入式(1)中可求得XC0/XL = 0.0256，该值落在1/2分频谐振范围，因此当该系统有单相接地、雷击、合闸等条件激发时，将产生分频谐振。此时，电压互感器的励磁电流急剧增加，可高达额定励磁电流的几十倍以上,从而造成电压互感器的烧毁。为了抑制TV的分频谐振，选择了在TV二次三角形开口处并联一阻尼电阻，其阻值可由下式求出
R = XL/K2 （4）
式中 XL——系统感抗；
K——tv变比系数。
将相关参数代入等式(4)可得：R = 25 W。由于天气原因，检修人员只在紫变，石场变的35 kV TV开口三角形装设了25 W的阻尼电阻，而红沟变未能及时安装。暴风雨过后，红沟变有两台35 kV TV又因谐振而喷油烧毁。后来将红沟变更换TV后的二次开口三角形装上的阻尼电阻。现运行近一年，该35 kV系统的所有TV再未发生因谐振而烧毁的事故。经验表明，必须在同一系统，所有TV二次开口三角装设阻尼电阻，才能有效的抑制谐振。
2 Tv中性点装设阻尼电阻
石河子电网很多变电站分布在边远的农牧团场，负荷以季节性的农业灌溉，棉花加工为主，变化起伏很大。在10 kV线路轻载时，遇到线路上接地故障，或值班员拉路查找接地点时，都时常引发10 kV系统谐振，站内三相指针式电压监控仪表的表针全部打到头，数分钟不返回，随后就是10 kV TV保险的熔断,电压回零。经检查TV绝缘严重降低,高压对低压绕组及高压对地的绝缘电阻已不足2 MW，无法投入运行。也曾试图用第一种办法解决，但考虑到团场10 kV电网属农电公司管理，线路参数处于经常变化之中，确切的参数无法及时收集。因此采取了在TV一次中性点对地接入LXQ-10型阻尼电阻。它的直流特性与传统的RXQ消谐器相近，但结构设计迥异，具有体积小，重量轻，表面经过特殊处理，户内户外可通用，安装也很方便的特点。在几个易发生10 kV系统谐振的变电站安装后，效果良好。但在选择阻尼电阻时应注意TV的绝缘等级是全绝缘还是半绝缘，若是半绝缘应选择弱绝缘型的LXQ-10阻尼电阻与TV相匹配。此外该阻尼电阻不能固定在JDZJ-10型TV的紧固螺栓上，因为该处是不接地的，而应与接地螺栓相连接，并检查接地良好。
3 装设抗谐振全绝缘电压互感器
本地区35 kV小拐乡无人变电站，距离石河子市区150 km，路况不好，变电所的数据远传功能还未完善。每当线路有接地时，不能及时发现，接地故障不能在规程规定的时间内消除，造成户外10 kV干式电压互感器多次烧坏。直到几天后有人巡视时才发现。针对这种情况，选择励磁特性饱和点较高的抗谐振全绝缘电压互感器，使其可以在系统有接地时，能够长时间运行而不烧毁。该设备已投入近半年，状况良好。
4 装设消弧线圈自动调谐装置
位于石河子市区的几个变电站，电缆出线多，接地电容电流很大，发生接地后电弧不易熄灭，容易激发TV的饱和谐振过电压和间歇性的弧光接地过电压，导致事故跳闸率上升。为了提高市区供电的可靠性，减少谐振过电压发生的机会，装设了消弧线圈自动调谐装置。该装置可以自动调整消弧线圈的感性电流，补偿故障点的电容电流，使故障点的残流减少，从而达到自然熄弧目的，抑制过电压的产生。运行经验表明，消弧线圈对抑制电磁式电压互感器饱和而产生的谐振过电压，降低线路的事故跳闸率有明显作用。但在选择消弧线圈时有以下几个问题应引起重视：
·要测算所装设电网的电容电流；
·要考虑电网的发展趋势，合理选择消弧线圈的容量；
·选择质量、性能可靠的自动跟踪补偿测控系统。
城西的变电站，10 kV出线均为架空线路。在选择消弧线圈时，没有充分考虑到该变电站的发展，等到装置投运时，消弧线圈的容量已不能满足补偿要求，造成接地变中性点电压过高，三相电压不平衡，脱谐度达到-33%，残流超过10 A。故障点的电容电流得不到有效补偿，电弧仍可导致电压互感器的饱和而引发谐振。最后不得不对这套装置进行增容改造。
选择的以上几种防治TV谐振过电压的措施，各有其优缺点，所需的投入和产生的经济效益也不相同。整改一年多来，效果令人满意。所以在选用适合本地区电网切实可行的消谐措施时，要因地制宜，周全考虑，用最经济有效的办法来确保电网设备的安全运行。
热敏电阻型一次限流消谐器的研究及应用
摘要：在中性点非有效接地系统中，电磁式电压互感器的铁磁谐振过电压是出现为最频繁、造成事故最多的一种内部过电压。运行经验表明，传统的PT消谐措施，并不能有效地遏制PT铁磁谐振过电压事故的发生。研究表明，用热敏电阻制作消谐器，更适合消除PT铁磁谐振。应用情况也证明了热敏电阻型一次限流消谐器对于消除PT铁磁谐振确实具有良好的效果。同时，热敏电阻型一次限流消谐器还能够有效地防止因熔断器不能可靠熔断所引发的母线短路故障。
关键词：中性点非有效接地系统；电磁式电压互感器；铁磁谐振；热敏电阻；一次限流消谐器
1引言
在中性点非有效接地系统中，电磁式电压互感器（以下简称PT）铁磁谐振过电压是出现最频繁、造成事故最多的一种内部过电压。PT铁磁谐振过电压，往往会导致PT熔断器熔断，甚至导致PT烧损，PT柜、避雷器、电缆头爆炸，母线全停，对电网的安全运行构成了极大的威胁，并严重影响了供电的可靠性。虽然目前电网已采取了各种消谐措施，但依然未能遏制PT铁磁谐振过电压事故的上升势头。此外，某些情况下PT饱和时的励磁电流增长，不会造成PT一次熔断器立即熔断。经过一段时间的电流作用后，热量的累积最终会导致熔断器的熔断，但电弧往往不能熄灭。持续的燃弧会造成熔管炸裂，从而引发PT柜内母线短路事故。
2 PT铁磁谐振的机理及传统消谐技术分析
2.1 PT铁磁谐振的发生机理概述
在中性点非有效接地系统中，为了测量三相对地电压和监视对地绝缘，PT的中性点直接接地。如图1所示，网络参数除了电力设备和导线对地等效电容C0外，还有PT的励磁电感L。
正常运行时，PT的励磁阻抗很大，并与网络的对地等效电容并联。由于网络中的感抗大于容抗，所以网络对地阻抗仍呈容性。但当系统中出现某些扰动，使PT三相电感饱和程度不同时，PT的励磁电感将与网络的对地电容构成特殊的谐振回路，产生谐振过电压。根据网络参数的不同，PT谐振的类型包括：工频谐振、高频谐振和分频谐振三种类型，其中分频谐振会造成PT的严重饱和，因此危害性最大。
2.2 PT铁磁谐振的传统消谐技术
对于中性点非有效接地系统中的PT铁磁谐振，目前消谐的方法较多，归纳起来，主要可分为改变参数、增加阻尼两大类，但均存在缺点和不足。
2.2.1 改变参数
（1）改善PT的伏安特性，使之不容易发生磁饱和。在这种情况下，必须要有更大的激发才会引起谐振。为此，应当减小铁芯磁密，即增大铁芯的截面积。为了消除谐振，铁芯的截面积应当增大到4倍以上，这是不现实的。因此改善励磁特性只能降低谐振的概率。但是特性改善后，一旦产生谐振，过电压将会变得更高。
（2）对于减少同一网络中并联PT台数，因中性点非有效接地系统属于配电网络，直接对用户供电，所以实际难以做到。
（3）母线上装设中性点接地的三相星形电容器组。对连接有多台PT的情况，因需增装电容量较大。同时，装设电容器组后，当发生单相闪络时接地电流将超过电弧熄灭的容许电流，从而产生弧光接地过电压的问题。
（4）PT高压侧中性点串联单相PT，将PT开口三角绕组短接，并在三相PT的中性点和大地之间串接一个单相PT，它的三倍感抗就是零序感抗，谐振也就难以发生。单相PT的次级电压用以测取电网的零序电压。显然，同一电网中，如有多组PT则必须每组均按此接线方能有效，且三相PT中性点对地电压(零序电压)亦被抬高，对于中性点弱绝缘的PT，在系统不对称接地时，甚至会发生绝缘击穿。
