【摘 要】電壓互感器（TV）廣泛用于電力系統(tǒng)，起著隔離高電壓與變換電壓的作用，對(duì)電力系統(tǒng)和電力設(shè)備的安全性與可靠性有著十分重要的意義。然而，由于一般電磁式TV的電磁特性、線路與設(shè)備的接地電容，使得系統(tǒng)產(chǎn)生鐵磁諧振，出現(xiàn)誤發(fā)接地信號(hào)、燒毀高壓熔斷器，甚至使TV也過熱燒毀，嚴(yán)重影響電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，本文結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際分析了鐵磁諧振的過程。

【關(guān)鍵詞】電壓互感器；鐵磁諧振；分析

一、熔斷前運(yùn)行情況：

熔斷前#1、#2機(jī)停機(jī)檢修，啟備變接帶6kV備用段、6kV IA段、6kV IB段，6kVIIB段通過互供電源運(yùn)行。熔斷前6kV IA段帶#1輔機(jī)冷卻水泵、#1機(jī)務(wù)空壓機(jī)、水源地變A、煤泥變運(yùn)行，其余設(shè)備停運(yùn)，6kV IB段帶水源地變A運(yùn)行，6kV IIB段未帶任何設(shè)備運(yùn)行。6kV系統(tǒng)為不接地系統(tǒng)。

二、事件過程：

XX年X月X日15時(shí)46分，啟備變發(fā)TV斷線保護(hù)，光字牌發(fā)啟備變異常，6kV IA段、6kV IIB段母線微機(jī)小電流選線裝置發(fā)系統(tǒng)接地報(bào)警，電氣專業(yè)辦理工作票正在對(duì)IB段負(fù)荷開關(guān)柜保護(hù)裝置進(jìn)行校驗(yàn)，DCS顯示6kV備用段、6kVIA段、6kV IIB段電壓回零，6kV IB段電壓瞬間升至6.8kV后降至2kV。就地查看6kV IA段、6kV IB段、6kV備用段、6kVIIB段均失壓。6kV IA段A、C相TV一次保險(xiǎn)熔斷、6kV IB段C相TV一次保險(xiǎn)熔斷、6kV備用段A、C相TV一次保險(xiǎn)熔斷、6kV IIB段A、B、C三相TV一次保險(xiǎn)熔斷。檢查發(fā)現(xiàn)IB段TV一次繞組阻值不平衡，A相46歐，B、C相24歐。

三、檢查分析：

對(duì)#1、2機(jī)故障錄波數(shù)據(jù)調(diào)取數(shù)據(jù)如下：

通道說明：通道49=6KV 1A段母線電壓A相、通道50=6KV 1A段母線電壓B相、通道51=6KV 1A段母線電壓C相、通道52=6KV 1A段母線電壓開口、道57=6KV 1B段母線電壓A相、通道58=6KV 1B段母線電壓B相、通道59=6KV 1B段母線電壓C相、通道60=6KV 1B段母線電壓開口、通道89=起備變低壓側(cè)60TV電壓A相、通道90=起備變低壓側(cè)60TV電壓B相、通道91=起備變低壓側(cè)60TV電壓C相、通道92=起備變低壓側(cè)60TV開口電壓。

調(diào)取故障錄波數(shù)據(jù)看出發(fā)生時(shí)間為XX年X月X日15時(shí)45分58秒677毫秒，啟動(dòng)通道為相量突變量啟動(dòng)，啟動(dòng)號(hào)為92號(hào)。

對(duì)啟備變低壓側(cè)、IIB段、IA段、IB段母線電壓波形綜合分析可以看出6kV IB段母線A相電壓（57通道）波形首先出現(xiàn)異常，電壓降為0（持續(xù)40ms），B、C相電壓（58、59通道）波形畸變、備用段電壓（89、90、91）波形畸變，此時(shí)其他段波形同6kV 備用段電壓波形，波形畸變的同時(shí)開始出現(xiàn)零序電壓，判斷此時(shí)6KV系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振。

從圖2可以看出542ms后波形幅值變大，當(dāng)大于某一值時(shí)電壓被牽制為零，該段波形符合基頻諧振的特征，現(xiàn)場6kV母線TV、變壓器、電動(dòng)機(jī)饋線處均并聯(lián)避雷器，其中最低動(dòng)作值為10kV。而波形被削掉的部分二次值約為115V，折算至一次為9.78kV，基本吻合。說明當(dāng)6kV系統(tǒng)電壓高于10kV時(shí)，避雷器就會(huì)動(dòng)作將電壓限制。

四、原因分析：

1、從圖1可以看出IB段A相電壓降為0，其零序電壓也產(chǎn)生，判斷IB段A相出現(xiàn)“虛幻接地”現(xiàn)象，但是從電壓幅值及其整體6KV系統(tǒng)分析來看，如果故障時(shí)刻6kV IB段A相發(fā)生接地，那么對(duì)應(yīng)的6kV其他段A相電壓也應(yīng)出現(xiàn)接地，而實(shí)際上其他段電壓未被拉低，與6kV IB段A相電壓不同，其波形不符合不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地后非故障相電壓升高1.732倍的特征。通過以上兩點(diǎn)可以排除，當(dāng)時(shí)系統(tǒng)發(fā)生了接地故障。

2、假設(shè)電氣二次人員誤動(dòng)二次回路使二次回路接地，只會(huì)使二次電壓消失，不會(huì)產(chǎn)生零序電壓，從波形可以看出，當(dāng)IB段A相二次電壓消失的瞬間，一次系統(tǒng)產(chǎn)生零序電壓，完全可以排除二次回路問題，也排除二次人員誤動(dòng)可能。

3、由于IB段母線TV A相曾經(jīng)出現(xiàn)過一二次繞組絕緣擊穿現(xiàn)象，對(duì)IB段A相電壓互感器進(jìn)行過更換，此次檢查時(shí)也發(fā)現(xiàn)IB段電壓互感器一次繞組阻值不平衡，A相繞組阻值為其他兩相的1倍。

綜合分析判斷此次諧振發(fā)生正好是啟備變接帶其他6KV段負(fù)荷，5臺(tái)TV并列運(yùn)行，故障時(shí)可運(yùn)行負(fù)荷很小，水源地變、煤泥變都是長電纜，其電容量大，正常運(yùn)行時(shí)三相對(duì)地負(fù)荷是平衡的，電網(wǎng)的中性點(diǎn)處于零電位，不發(fā)生位移現(xiàn)象，如果由于擾動(dòng)導(dǎo)致A相對(duì)地電壓瞬間降低，這使得A相互感器的勵(lì)磁電流突然增大而發(fā)生飽和，三相對(duì)地負(fù)荷變成不平衡負(fù)荷，中性點(diǎn)就發(fā)生位移電壓。這就產(chǎn)生了諧振現(xiàn)象。此次故障由6kV IB段A相TV故障引發(fā)，當(dāng)A相直阻變大（或者接觸不良），導(dǎo)致A相電壓消失。另外通過故障錄波圖分析來看，故障時(shí)刻直流分量占基波的2倍以上，其他各次諧波也增大，表明當(dāng)時(shí)TV已飽和。在當(dāng)時(shí)的工況下，引發(fā)TV鐵磁諧振產(chǎn)生過壓以及過流致使保險(xiǎn)熔斷。

五、防范措施：

1、對(duì)6kV IB段TV A、B、C三相進(jìn)行更換，原因?yàn)楫?dāng)時(shí)只更換了A相TV，三只TV不是同一批產(chǎn)品，其一次繞組差別較大。

2、通過此次故障可以發(fā)現(xiàn)6KV段上的二次消諧裝置基本不起作用，故障后對(duì)消諧裝置進(jìn)行校驗(yàn)，驗(yàn)證消諧裝置在零序電壓存在時(shí)只動(dòng)作一次，動(dòng)作后如果零序電壓不消失，將報(bào)系統(tǒng)接地故障，個(gè)人覺得在二次回路裝設(shè)消諧裝置去消除一次諧振，似乎不可能，只能通過一次回路加裝消諧裝置二次回路配合消諧會(huì)更完美。

3、當(dāng)發(fā)生諧振時(shí)建議運(yùn)行人員啟動(dòng)相關(guān)設(shè)備，破壞其諧振。

參考文獻(xiàn)：

[1]梅成林，張超樹.電壓互感器鐵磁諧振分析

[2]蘇文博，童明光.由系統(tǒng)諧振引發(fā)的熱電廠復(fù)故障分析

作者簡介：

李倉太（1983-）從事電氣設(shè)備專業(yè)管理工作。

（作者單位：陜西能源麟北發(fā)電有限公司）