電壓互感器諧振。
電壓互感器諧振,在過去的幾個月里我們收到了幾個不同的問題,關於什麼是VT電路中的鐵磁諧振,它何時發生以及我們如何防止它發生。
當電壓互感器的初級在未接地電路中與地線相連時就會發生鐵磁諧振,這種配置導致VT的磁化電抗與系統接地的耦合電容形成一個並聯迴路(見圖)。耦合電容主要由相導體和地之間的系統電介質的電容組成。
電壓互感器的磁化電抗值隨通過鐵芯的磁通量而變化,這導致了LC電路,並且只需要簡單的電壓瞬變來激發諧振頻率。一旦振鈴開始磁化,電抗和耦合電容的各個組件上的電壓會達到很高的水平,並且如果電壓互感器負載小,振鈴就不會衰減。
VT的負載在限制振蕩電路中的電流幅度方面起着非常重要的作用,因為負載的電阻將充當分流器,並將一部分電流發送到地。這張來自IEEE紅皮書的圖表顯示了負載對振鈴電路中電流幅度的影響。
在振蕩過程中電流可以驅動磁化力使VT飽和,當VT飽和時對地的電抗將減小,並且通過VT初級的對地電流將變高。在正弦曲線的末端VT將脫離飽和,但對於低損耗系統,系統耦合電容上存儲的電荷保持相對較高。
隨着正弦曲線的極性發生變化,該過程會自我重複。在飽和期間通過VT初級的電流浪涌可能比滿載額定值大得多,但不會接近故障電流水平,這使得VT初級上的熔斷器很難斷開。因此電流浪涌可能會導致VT熔斷器熔斷,但通常會導致VT短路電壓互感器燒毀。
為了降低諧振幅度,可以人為地加載VT電路的次級側,有兩種常用的加載方法可以將鐵磁諧振的影響降至最低。
·一種是安裝VT,它們的次級繞組連接在一個斷開的三角形中,並用一個電阻來完成斷開的三角形電路。電阻器的瓦數應等於單個VT的VA的50%。
·第二種也是最流行的方法是在每個VT的次級兩端放置一個電阻器。一些舊參考文獻的經驗法則是:電阻負載的範圍應介於空載激勵磁芯所需的VA和VT熱額定值的50%之間,對於特定的VT製造商可以推薦精確的電阻值。
·一次消諧器接入電阻限制電壓與吸收能量:一次消諧器連接在電磁式電壓互感器一次繞組與地之間,正常運行時電磁式電壓互感器的勵磁電感大於系統對地雜散電容的容抗電路處於穩態。當電磁式電壓互感器勵磁阻抗兩端電壓突然升高,使互感器鐵芯飽和出現勵磁涌流,感抗隨之減小。
當感抗降低至等於容抗感抗時,符合諧振發生條件形成鐵磁諧振迴路。一次消諧器相當於在鐵磁諧振迴路中接入電阻,起到限制電磁式電壓互感器承受的電壓及吸收鐵磁諧振產生能量的作用。
一次消諧器通常採用碳化硅非線性電阻器,在電網正常運行時消諧器上電壓較低,電阻呈高阻值阻尼作用大,使諧振在起始階段不易發展。當電網發生單相接地時消諧器上電壓升高,電阻呈低值可滿足電壓互感器開口三角電壓不小於80V的絕緣監測要求,而且仍可阻尼諧振。
當電網發生弧光接地時,電阻仍能保持一定的阻值限制互感器涌流。由於瞬態和磁化電抗的頻率變化,這不是每個系統中都會出現的問題,甚至不是每次電壓互感器在未接地系統上接地時都會出現的問題。如果LC電路的諧振頻率被激發,則淹沒電阻器將抑制振鈴以防止長期影響。