2 壓變中性點(diǎn)接消諧電阻的消諧方法
采用壓變中性點(diǎn)裝設(shè)電阻Ro既能抑制低頻飽和電流，同時(shí)也能起到消除壓變飽和過(guò)電壓的作用。青陽(yáng)配電網(wǎng)幾座10kV開(kāi)閉所采用壓變高壓線(xiàn)圈中性點(diǎn)接LXQ-10型消諧器后效果良好。1999年夏天14號(hào)強(qiáng)臺(tái)風(fēng)造成線(xiàn)路頻繁接地，而這幾座開(kāi)閉所的壓變高壓熔絲卻安然無(wú)恙。晉源電廠汽輪發(fā)電機(jī)出口壓變高壓側(cè)中性點(diǎn)在裝設(shè)了同型號(hào)的消諧器后，至今壓變高壓熔絲只熔斷過(guò)一次。
2.1原理
電網(wǎng)單相接地時(shí)電流的分布如圖1所示。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，故障點(diǎn)會(huì)流過(guò)電容電流，未接地相(A、B)的電壓升高到線(xiàn)電壓，其對(duì)地電容Co上充以與線(xiàn)電壓相應(yīng)的電荷。在接地故障期間，此電荷產(chǎn)生的電容電流，以接地點(diǎn)為通路，在電源-導(dǎo)線(xiàn)-大地間流通。由于壓變的勵(lì)磁阻抗很大，其中流過(guò)的電流很小。一旦接地故障消失，這時(shí)電流通路被切斷，而非接地相必須由線(xiàn)電壓瞬間恢復(fù)到正常相電壓水平。
但是，由于接地故障已斷開(kāi)，非接地相在接地期間已經(jīng)充電至線(xiàn)電壓下的電荷，就只有通過(guò)壓變高壓繞組，經(jīng)其原來(lái)接地的中性點(diǎn)進(jìn)入大地。在這一瞬變過(guò)程中，壓變高壓繞組中將會(huì)流過(guò)一個(gè)幅值很高的低頻飽和電流，使壓變鐵芯嚴(yán)重飽和。實(shí)際上，由于接地電弧熄滅的時(shí)刻不同，即初始相位角不同，故障的切除不一定都在非接地相電壓達(dá)最大值這一嚴(yán)重情況下發(fā)生。因此，不一定每次單相接地故障消失時(shí)，都會(huì)在壓變高壓繞組中產(chǎn)生大的涌流。而且低頻飽和電流的大小，還與壓變伏安特性有很大關(guān)系，壓變鐵芯越容易飽和，該飽和電流就越大，高壓熔絲就越易熔斷。如青陽(yáng)配電網(wǎng)早期建設(shè)的公園10kV開(kāi)閉所在類(lèi)似上述接地故障情況下，其壓變高壓熔絲一直就沒(méi)有熔斷過(guò)。
在上述情況下，若在壓變高壓繞組中性點(diǎn)接入一個(gè)足夠大的接地電阻，在單相故障消失時(shí)，低頻飽和各電流經(jīng)過(guò)電阻Ro后進(jìn)入大地，由于大部分壓降加在電阻上，從而大大抑制了低頻飽和電流，使壓變高壓熔絲不易熔斷；同時(shí)由于在零序電壓回路串聯(lián)的這個(gè)電阻Ro，使壓變飽和過(guò)電壓的大部分電壓降落在電阻Ro上，從而避免了鐵芯飽和，限制了壓變飽和過(guò)電壓的發(fā)生。
2.2Ro阻值的選擇
Ro的數(shù)值若選用太小，相當(dāng)于沒(méi)有增加零序電阻，限制壓變飽和過(guò)電壓的作用不大。從阻尼的角度來(lái)看電阻值愈大愈好，若Ro→∞，即壓變高壓側(cè)繞組中性點(diǎn)變?yōu)榻^緣了，壓變的電感量不參與零序回路，也就不存在壓變飽和過(guò)電壓。但Ro太大，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)單相接地時(shí)，大部分零序電壓降在Ro上，會(huì)使開(kāi)口三角形電壓太低(電網(wǎng)對(duì)地電壓在壓變勵(lì)磁電感Lp與Ro間分壓)，影響接地指示靈敏度和保護(hù)裝置正常動(dòng)作。從大量的試驗(yàn)中得出：6～10kV電網(wǎng)，Ro可取30～50kV變電所接地報(bào)警啟動(dòng)電壓一般整定為15～30V，按開(kāi)口三角形電壓不小于80V來(lái)考慮，根據(jù)有關(guān)專(zhuān)家實(shí)驗(yàn)得知當(dāng)Ro為30～50kVXQ型消諧器的電阻元件是用SIC為基料經(jīng)高溫氫氣爐焙燒而成，消諧器由多個(gè)電阻元件并、串聯(lián)組成。其電阻值是非線(xiàn)性的，在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，消諧器上電壓不高，呈高阻值(約為0.5M?,使諧振在起始階段不易發(fā)生；當(dāng)電網(wǎng)單相接地時(shí)，消諧器上電壓較高(10kV電網(wǎng)，消諧器上電壓為1.7～1.8kV)，電阻呈低值(10kV電網(wǎng)的消諧電阻降到數(shù)萬(wàn)歐姆)，可滿(mǎn)足壓變開(kāi)口三角形電壓不小于80V的要。LXQ型消諧器在大電流(數(shù)百毫安)通過(guò)時(shí)，電阻發(fā)熱，因其沒(méi)有瓷套，熱量迅速擴(kuò)散，基本能夠滿(mǎn)足弧光接地對(duì)Ro熱容量的要求。
2.3局限性
由于電網(wǎng)的復(fù)雜性，各配網(wǎng)電容電流大小、線(xiàn)路故障性質(zhì)、壓變伏安特性以及消諧器的運(yùn)行環(huán)境等情況有所不同，難以保證在壓變中性點(diǎn)裝設(shè)消諧器后設(shè)備萬(wàn)無(wú)一失，尤其是當(dāng)間歇電弧接地持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，個(gè)別消諧電阻將因過(guò)熱而損壞，從而引起高壓熔絲熔斷，甚至壓變燒損。所以消諧電阻的熱容量有待進(jìn)一步提高。
在壓變開(kāi)口三角形繞組兩端接微電腦消諧器能夠抑制壓變飽和過(guò)電壓，且一個(gè)系統(tǒng)一般只要接一臺(tái)就可以，但它有一定局限性，無(wú)法抑制低頻飽和電流，適用于電網(wǎng)較小、對(duì)地電容不大的場(chǎng)合。而在壓變高壓繞組中性點(diǎn)接消諧電阻既能消除壓變飽和過(guò)電壓和抑制低頻飽和電流，防止高壓熔絲熔斷，同時(shí)只要阻值選擇適當(dāng)，就不影響壓變的正常運(yùn)行，但每一臺(tái)壓變都必須裝設(shè)(尤其是較易發(fā)生鐵芯飽和的壓變)，適用于電網(wǎng)較大、對(duì)地電容較大的場(chǎng)合。所以在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)根據(jù)電網(wǎng)實(shí)際情況，合理選用一種或各種消諧裝置配合使用，如有必要還應(yīng)配合其它方法，以達(dá)到最佳消諧效果，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。
參考文獻(xiàn)：
1岳健民.6～35kV壓變中性點(diǎn)用消諧器的性能分析.全國(guó)過(guò)電壓學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集.1997
2陳化鋼.電力設(shè)備異常運(yùn)行及事故處理.中國(guó)水利水電出版社.1998
3解廣潤(rùn).電力系統(tǒng)過(guò)電壓.水利電力出版社4重慶大學(xué)、南京工學(xué)院合編.高電壓技術(shù).電力工業(yè)出版社
