一起操作中发生谐振原因的分析及防范措施

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  一起操作中发生谐振原因的分析及防范措施

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   作者：汪小华

   1谐振发生经过

   1.1当时运行方式

   谐振关系统的结线方式如图1所示。

   图1 谐振相关系统的结线方式

   

   110kV4号母线停电，13，17，18，18，21开关在断开位置，136，132，172，176，173，182，186，192，193，212，216，213刀闸在断开位置，互04刀闸在合上位置。盛高线通过133刀闸、110kV6号旁母、183刀闸从盛洪线负荷。

   1.2操作过程

   2002－10－04，运行人员正在操作0529号操作命令票，19：14中央信号屏上的频率表指针突然在40～55Hz之间摆动，110kV1号母线电压表指针在0～40kV之间摆动。同时警铃响，110kV故障录波器启动。值班人员迅速通知现场操作人员发生谐振。操作人员告知已执行完0529号操作命令票第1项“合上172刀闸”和第2项“合上176刀闸”。在得知发生谐振后，即拉开了172、176刀闸，这时中央信号屏异常现象消失。

   操作人员到达控制室，值班长了解情况后，19：18向地调并传真故录报告，地调令0529号操作停止执行。19：40地调令拉开互04刀闸。20：18地调令0529号操作令开始执行，在经11项操作完成后停止操作（即110kV4号母线带电后）向其汇报。21：20地调令合上互04刀闸，0529号操作令继续执行。在继续执行过程中，没有发生谐振。

   2谐振现象及原因分析

   这是电力系统比较常见的铁磁谐振过电压，即用带断口电容的开关送接有电磁式电压互感器的空载母线。在站内的表现形式为：

   （1）电压升高并摆动（过电压最高幅值一般为1.5～2.5倍相电压，个别达3.5倍以上相电压）110kV电压表计值摆动上升，频率表计变化，中央信号屏频率表指针在40～55Hz之间摆动；

   （2）产生高值零序过压、过流分量，开关保护屏零序电流继电器振动不停且掉牌，母线保护屏Ⅰ母零序电压继电器烧毁。

   发生谐振有2个条件：谐振回路和激发揩条件。揩振回路是由带铁芯的电感元件（互04PT）和系统的电容元件（17开关均压电容）。因为铁芯电感元件的饱和条件使回路的电感参数是非线性的，这种非线性性的电感元件的回路，在满足一定谐振条件时，会产生铁磁谐振。站内因运行方式的变化，使110kV4号母线停电，互04PT刀闸在合上位置，在倒闸操作过程中合上172，176刀闸使17开关在均压电容拉入电磁式电压互感器的空载母线，满足了该回路发生谐振的条件，于是在站内形成振荡，其开口三解电压最高可达到100V。从本次故录图上可看到在15s内，零序电压已达到40.3V，这也是本站上次烧毁零序功率方向继电器的原因。

   3暴露问题

   （1）违反《防止电力生产重大事故的25项重点要求》中防止本世纪变电站全停事故20.2.10条：在运行方式和倒闸操作过程中应避免用带断口电容器的断路器切带电磁式互感器的空载母线，以防止因谐振过电压损坏设备。

   （2）运行人员不得用刀闸切断谐振回路，防止电流过大造成刀闸触头烧毁、弧光短路等事故。

   （3）运行人员在填写倒闸操作票时，没有认真考虑在操作过程中会发生的异常现象。

   4预防措施

   （1）对220kV变电站宜采用不带断口电容器的断路器。

   （2）对采用断口电容器的断路器宜选用纯电阻并联断路器。

   （3）使用电磁式电压互感器且带断口电容的断路器送（切）空载母线，应先将PT退出运行。

   （4）将电磁式电压互感器更换为电容式电压互感器。

   （5）在操作中，监盘人员应严密监视各种表计、信号的动作情况，尤其在大型操作中，有问题及时汇报调度和领导。

   （6）在送空母线或空载母线送空线路时，应考虑是否会造成振荡，并与调度联系。

   （7）操作中应严格执行规章制度和调度纪律。