| 标题 | 小电流接地系统铁磁谐振与单相接地的特征及两者辨识 |
| 范文 | 沈润 戴明 王志贺 摘 要：在电力系统中，存在着变压器、电磁式电压互感器、消弧线圈等感性设备，这些设备容易与线路电容之间形成铁磁谐振，持续的铁磁谐振将会严重影响电网安全运行。本文分别分析了小电流接地系统铁磁谐振和单相接地的理论特征量，并根据两者的特征得出两者之间的显性区别。最后运行经验，给出一般性结论，指导变电运维人员在处理相关异常时，能准确判断异常性质，减少误操作。 关键词：不接地系统；电磁式电压互感器；单相接地；铁磁谐振；特征与辨识 电力系统中存在的感性和容性元件让系统有发生谐振的可能，谐振的时候通常会伴随着过电压和过电流现象，特别在10kV-35kV非直接接地系统中发生谐振的概率更高，严重影响了系统安全运行，谐振除了会危及设备的绝缘、引起设备过热甚至烧毁，还会降低发输变电的效率、干扰通信，对电力系统的安全运行构成严重威胁不利于设备安全稳定运行，降低了变供配电的可靠性。[1] 1 基频铁磁谐振特征 铁磁谐振时，系统参数多、理论分析复杂，为了简化分析，得出定性结论，将小电流接地系统接线图直接简化为图1 的等效电路图，以下根据相关理论知识着重分析基频情况下的铁磁谐振的特征。 文献[2]分析了电压互感器一相轻度饱和、两相轻度饱和、一相严重饱和和两相严重饱和四种情况下的系统电压特性，并给出了电压向量。如图2所示此时如图可见A相轻度饱和时，饱和相电压UA升高，正常两相电压UB、UC降低。两相轻度饱和时正常相电压（UA）降低，饱和两相电压（UB和UC）升高。 一相或两相严重饱和时根据ωL和ωC的数量关系不同，可能会产生图3所示情况，据图分析可以得到下列结论： 1）系统的A、B、C三相电压都升高，其中的一相电压超过正常运行时的线电压；2）系统的A、B、C三相电压都超过正常运行时的线电压；3）一相电压降低，不为零，且另外两相电压超过正常运行时线电压；4）某相电压降低但没有降低到零，其余两相电压升高并相等。 2 单相接地特征 在小电流接地系统中，以A相接地为例，单相接地时中性点电压为U·0=-U·A1+jωRdC0，式中Rd为接地电阻，C0为系统对地电容，U·A为电源A相电势。单相接地分为金属性接地和非金属性接地，非金属性接地时候，接地点存在过渡电阻，因此中性点电压随接地点过渡电阻变化，其相量图如图 4 所示軌迹变化，在发生单相接地故障后，中性点电压相量的起点N在图示的半圆上移动，从单相电压数值上分析可以看出单相接地与轻度饱和谐振时存在相同点，但是多数场景下铁磁谐振与单相接地存在明显异常。 3 铁磁谐振与单相接地辨识判据 由于铁芯饱和程度不容易从现场现象上判断，这就给运行值班人员的有效鉴别单相接地和铁磁谐振带来了一定的困难。因此需要根据以往运行经验结合铁芯发生饱和的开率，进一步总结提炼单相接地和铁磁谐振的特征，从而为运行值班人员提供分析判断的依据。 电力系统中10kV-35kV中性点非有效接地系统中发生单相接地故障时，由于不构成直接的短路回路，会在接地点流过电容电流，当发生金属性接地，接地相的电压为零，另外两相电压升高为线电压。 铁磁谐振一般包括基频、分频或者高频；根据相关运行经验，当通过电源向仅带电压互感器的空母线突然合闸送电的时候比较容易产生基频谐振；而发生单相接地故障的时候比较容易产生分频谐振；高频谐振发生概率比较小。基频谐振现象：两相对地电压升高，另外一相对地电压降低，或者两相对地电压降低，另外一相对地电压升高；分频谐振特征：三相对地电压同时或依此升高，电压表指示在同范围内低频摆动。 4 结论 针对10kV-35kV中性点非有效接地系统单相接地与铁磁谐振的问题，利用向量分析方法分别分析了基频铁磁谐振与单相接地故障的特征，最后根据相关运行经验，总结了现实中常见的两者之间辨识现场，以便具体工作中借鉴和运用。 参考文献： [1]杨秋霞.电力系统铁磁谐振的数字仿真及小波分析[D].华北电力大学（北京），2001. [2]齐郑，董迪，杨以涵，等.中性点不接地系统铁磁谐振与单相接地辨识技术[J].电力系统自动化，2010，34（1）：55-58，83. 作者简介：沈润（1989-），男，硕士，工程师，现从事变电运维管理工作。 |
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