电压互感器引起的谐振过电压及防范措施(赵融).doc

电压互感器引起的谐振过电压及防范措施(赵融).doc电压互感器引起的谐振过电压及防范措施
上海铁路局杭州供电段 赵融
摘要： 针对京沪高铁无锡东 10kV 配电所电压互感器频繁烧损的现象，分析得 出中性点不接地电力系统， 电压互感器铁芯深度饱和激发铁磁谐振， 从而导致电 压互感器烧损的结论；同时对消除和防止铁磁谐振的各种措施进行探讨。
关键词： 京沪高铁；电压互感器；中性点不接地电力系统；铁磁谐振
0 引言
铁路 10kV 电力系统中由电压互感器铁芯深度饱和引起铁磁谐振过电压的情 况时有发生， 它持续时间长甚至能长时间自保持， 是电压互感器烧损甚至爆炸的 重要原因， 对电力系统的安全运行威胁极大。 近年来随着铁路客运专线的相继开 通，供信号用电的高压线路大范围应用电缆， 配电网线路对地电容显著增加， 系 统中发生单相接地或弧光接地故障时， 极易引发系统内电压互感器的饱和， 激发 谐振过电压，导致电压互感器烧损的现象。
1、故障现象及相关数据
京沪高铁无锡东 10kV 配电所自开通以来，间隔 4 次发生电压互感器烧损的 现象，以下为典型案例。 2011年 8 月 11日 14：34分左右，京沪高铁无锡东 10kV 配电所高压室里有“嘭、嘭”声响，随后发现电源二 N10 母互二柜 A 相电压互 感器炸裂，接着 N8 柜电源二柜断路器跳闸。随即询问供电局得知： 14：20 分无 锡供电局团结变 10kV 张村线 125 保护动作跳闸， 重合闸成功，同时 10kV1 段母 线接地，电压 A 相 ；B 相 ；C 相 。
无锡东 10kV 配电所内电源二受电柜毛刺曲线图数据得知：
14: 20分，A 相 ; B 相 kV; C 相 kV。
14: 26分，A 相 kV; B 相 kV; C 相 。
14: 36分，A 相 ; B 相 ; C 相 。
事故报文：
故障时，A相电压 ; ; 。
故障时，。
14时36分18秒425毫秒，电源二欠压保护。
2、 故障原因剖析
14:20分无锡供电局团结变高压馈出回路张村线 C相接地，由于无锡东10kV 所电源二团结线与供电局故障回路张村线为同一母线， 所内主母互二A、B相电
压上升为线电压，C相电压基本为0。故障时，,从故障现 象和故障时各相电压的数据推断 A、B相电压是交替变化的，由此判断电压互感 器铁磁谐振的基波不是工频，而是1/2分频。因为频率减半，电压互感器铁芯中 磁密要比额定时大1倍，使铁芯饱和，励磁感抗急剧下降，而高压绕组流过极大 的过电流，导致电压互感器一次电流剧增至原几十倍乃至上百倍。 A相PT严重
过载造成无锡东10kV所电源二团结线N10主母互二柜A相电压互感器炸裂。 后因供电局试拉馈出故障回路，致无锡东 10kV所电源二柜低电压保护跳闸。
3、 谐振过电压理论分析
10kV系统电压互感器频繁烧损严重威胁电力系统安全运行。通过京沪高铁 无锡东10kV配电所一系列故障进行了全面剖析，得出谐振随着对地电容和电压 互感器起始励磁电感的增大，依次发生高频、基频和分频谐振。电压