AER新型自适应消谐器

新型自适应消谐器能够实现连续快速消谐,基波谐振的消谐时间约为 1.56s,分频谐振的消谐时间约为 2.1s左右,谐振过电压幅值越大,消谐时间越短,对于电气设备绝缘极
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1 概述

         1.1 电力系统PT铁磁谐振过电压事故

在中性点非有效接地系统中,一般接有电磁式电压互感器(以下简称PT)。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。由于PT低压侧负载很小,接近于空载状态,从高压侧对地看入的等效励磁感抗很大,在某些切换操作或接地故障消失之后,PT的等效励磁感抗将与系统对地等效电容构成特殊的谐振回路,激发起各种谐波的铁磁谐振过电压,引起PT饱和,由于PT熔断器不能有效熔断数百至数千毫安的饱和励磁电流,最终导致PT烧毁,PT柜、避雷器爆炸,母线短路、冲击主变、威胁工作人员人身安全等事故。对电网的安全运行构成了很大的威胁,并严重影响了供电的可靠性。在中性点非有效接地系统中,PT铁磁谐振过电压是出现最频繁、造成事故很多的一种内部过电压。
    1.2PT铁磁谐振过电压的传统限制措施

为防止电磁式电压互感器铁磁谐振的发生,通常采用改变参数,增加阻尼两类方式。运行经验表明,由于系统的复杂性,改变参数的方式只能减少铁磁谐振的发生概率。增加阻尼的方式是在电磁式电压互感器的一次侧中性点安装阻尼电阻(一次消谐),或在电磁式电压互感器二次开口三角绕组安装阻尼电阻(二次消谐)、传统的一次消谐阻尼电阻选用压敏电阻(通常为碳化硅材料),即正常运行条件下呈现为高阻,发生谐振时电阻阻值下降,这样不利于消除谐振。正常运行状态下,还会对互感器的测量精度产生影响,严重时还可能放大中性点不平衡电压,导致系统不能正常运行。二次消谐对消除重复发生的谐振作用不佳,对互感器的测量也会产生影响。

1.3解决方案

我司研制的AER新型自适应消谐器具有优异的“自适应”特性,正常运行呈现低阻工况,发生谐振时自动转换为高阻状态,能够实现连续快速消谐,基波谐振的消谐时间约1.56s,分频谐振的消谐时间约2.1s左右。在3.5倍过电压下,限流消谐器能够将PT激磁电流限制在100ms以下。

2 工作原理

利用电阻的阻尼作用,可破坏其谐振条件,使得谐振消除。PT铁磁谐振只决定于系统的零序回路参数。在PT中性点串入阻尼电阻,可以达到消除谐振的目的。理想的阻尼电阻,在正常运行状态下为0,不改变PT的零序回路,因此不会影响互感器的测量精度,也不会放大中性点不平衡电压;在谐振发生时,电阻趋于∞,相当于互感器不接地,也就破坏了零序谐振回路。

AER新型自适应消谐器串联安装在PT中性点与地之间,正常运行状态电阻为kΩ级,而PT一次绕组的阻抗为MΩ级,因此不会对PT的各项性能产生影响,同时也不会明显改变系统的各项参数。当PT发生谐振时铁芯饱和,一次绕组激磁电流增加,AER新型自适应消谐器温度升高,电阻快速自动增加,能够较好的发挥阻尼作用。二期谐振能量越大,AER新型自适应消谐器的消谐时间越短,对设备的绝缘更为有利。

3 型号命名及参数

型号命名

额定电压

最大电流

AER-6

6 kV

200mA

AER-10

10 kV

AER-35

35kV

如有特殊要求,我司可以提供新型自适应自监测消谐器,该消谐器额外增加了自检功能,可实时对消谐器的动作情况进行监测和告警。

4 产品特点

  • 结构简单、体积小巧,安装方便,运行可靠;

  • 正常运行条件下,消谐器呈现低阻,不改变电压互感器的运行工况,对互感器的测量精度不会产生影响。发生PT铁磁谐振时,消谐器因快速呈现高阻而实现快速消谐;

  • 能够限制电压互感器一次绕组的激磁电流突增,防止因电压互感器一次绕组电流增加,熔断器熔断后因能量不足不能灭弧引发的母线短路事故

  • 新型自适应消谐器能够实现连续快速消谐基波谐振的消谐时间约为 1.56s,分频谐振的消谐时间约为 2.1s左右,谐振过电压幅值越大,消谐时间越短对于电气设备绝缘极为有利

  • 3.5倍工频过电作用下,消谐器能够将PT激磁电流限制在100mA以下不会导致因PT一次熔断器熔断后不能熄弧引发的母线短路事故

  • 针对谐波含量较大或经常发生接地故障的系统,用户可以选配新型自适应自监测消谐器,该消谐器在完成上述功能情况下,额外增加了自检功能,可实时对消谐器的动作情况进行监测和告警;

  • 新型自适应消谐器为我司专利产品专利号:201420062241.4

5 应用实例

 

上图为某现场安装AER新型自适应消谐器后PT二次绕组和开口三角电压波形随时间的变化。

上图反映出,PT铁磁谐振发生后,经过2.5s左右时间,AER新型自适应消谐器即可消除谐振。

 

200711月,在宁夏电力科技教育工程院高压试验大厅进行了PT熔断器低电流熔断试验。PT熔断器的额定电流为0.5A,对其施加1.8A工频感性电流,经过近3小时,熔丝开始熔断,电流急剧下降,经过10s左右,电流又恢复至1.8A15s后熔断器瓷套炸裂,电流被截断。该项试验证明,一些PT铁芯饱和后,激磁电流不足以使PT熔断器立即熔断,经过低电流的作用,熔断器发生炸裂,电弧发生漂移从而导致相间短路事故的发生。AER新型自适应消谐器能够限制激磁电流,从而能够防止因PT熔断器炸裂导致相间短路事故的发生。

6 外形尺寸

 

                                                         

 35kV电压等级           106kV电压等级

7 一次接线图

 


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AER新型自适应消谐器
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