PT 諧振及其相關處理研究

梁海生

（茂名石化熱電分部電氣二車間，廣東 茂名 525000）

在各電力系統中，對于所具有的中性點絕緣、中性點通過消弧線圈進行接地，以及中性點直接進行接地的各類3 ～220kV 系統來說，均可能存在PT 鐵芯太過飽和而引發鐵磁諧振過電壓的現象。在電廠運作期間，產生的鐵磁諧振較易引發PT 一次保險熔斷等相關問題。因為在產生鐵磁諧振過電壓后，互感器太過飽和，一次側勵磁電流大幅度增加，極有可能使互感器產生一次保險熔斷故障，導致接地信號誤報，使線圈被燒毀，甚至是產生爆裂。因此，對于PT 諧振的各類引發因素與其運用十分普遍的消諧方式實施研究與分析十分關鍵。

1 PT 概述

1.1 相關原理

一次、二次型線圈借助鐵芯電磁感應，把高電壓轉換為標準型低電壓，運用到實施計量與維護中。對于PT 而言，其入端阻抗即為電抗。在電網所包括的各類部件中，對于入端阻抗而言，具有容抗性質的阻抗主要包括耦合電容器、輸電線對地電容、電容式電壓互感器等，性質即為感抗的，主要包括變壓器、PT 等。

在電網運作期間，如果引起了操作過電壓，電網就會因鐵磁諧振而出現部分部件燒毀的情況。這是由于變壓器的電壓處于工作狀態下，其相關的產品處在鐵芯飽和的狀態，這類產品所具有的入端阻抗值大體上不會產生轉變，而當電壓發生異常變化后，PT 所具有的感抗值極有可能會等同于電網所具有的容抗值，進而引發鐵磁諧振，導致PT 燒毀。因此，在電力系統管理的各類規定中，明確規定了防范鐵磁諧振的各種措施。

1.2 相關構造

依據各類不一致的電壓等級，主絕緣介質主要就包括了SF6 型氣體絕緣（圖1）、油紙絕緣等。

1.3 相關特征

PT 所具有的準確程度不會被外部各類因素所影響，其本身的誤差值十分穩定。對于一次、二次變換而言，其是在某一瞬間而產生的，沒有暫態響應方面的問題，如果產生了鐵磁諧振方面的問題（圖2），極有可能對PT 進行燒毀。

2 某一實證的分析

2.1 引發因素

圖1 SF6 型氣體絕緣構造

圖2 鐵磁諧振原理

在某一電站中，其P-1104B 型電機產生了跳停，在對2#裂解變電所開展監測后，指出了在B 段中6kV 型母線的PT柜產生了冒煙，且進線保護設備中的來低電壓信號出現了跳閘，母聯發生合閘，在A 段中6kV 進線所帶動的A、B 段母線加以運作。在被影響后，在B 段中6kV 型母線所帶動的PB-211B、PB-410B 等各類電機由于低電壓保護而產生跳閘。在對乙烯北站中所具有的2#電源系統加以監測后，指出了，2#消弧消圈產生了接地報警信號，在CFB 變電所中，2#除塵變壓器產生了A 相接地報警信號。

2.2 處理PT 諧振的方法

電氣管理相關人員把2#裂解變電所在B 段中的6kV 型母線進行停電，對這一母線、PT 等加以監測。工作人員經過詳細檢查后發現，PT 已經產生了崩燒，對于PT 來說，在其一次側中的A、B、C 這三相保險產生了熔斷，所有相對地與相間絕緣電阻具有無窮大，直流電阻主要就包括了A 相（即為810kΩ）、B 相（即為28Ω）、C 相（即為62Ω）（圖3）。母線對地與相間絕緣電阻具有無窮大，外觀沒有產生異常。接著，2#裂解變電所中的兩段母線都回歸運作，在對CFB 鍋爐中所具有的2#除塵變電纜及變壓器開展監測后，得知在這一變壓器中，在6kV 型電纜中的A、C 這兩類相對地絕緣電阻均即為0，變壓器所具有的絕緣電阻能夠合格。

圖3 三相情況

2.3 相關原因

2.3.1 對于2#除塵變電纜

在對2#除塵變電纜中的中間頭施工期間，施工的操作與步驟等不夠標準，裝配防水膠的部位不夠準確，防水膠會因溫度過低而導致失效，加上雨水滲進電纜中間頭，絕緣有所減弱，減短了電纜聯結直通銅屏蔽層間所具有的間距，使電纜中間頭中的A 相對屏蔽層產生放電，引發接地過電壓，使A、C 相之間產生故障。對于施工來說，具有如下幾類問題：

（1）雙側電纜與中間頭與外護套的搭接不夠緊密，較易被水滲透；

（2）電纜中間頭某一頭所裝配的防水膠部位不夠準確，無法防范滲水。

2.3.2 對于2#裂解變電所在B 段中的母線PT

對于2#除塵變與2#裂解變電所在B 段中的6kV 型進線而言，因為其都是經由乙烯北站中的6kV 型2#電源系統進行供電，在2#除塵變電纜中的A 相產生間斷性接地后，乙烯北站中的6kV 型2#電源系統在B、C 兩相電壓方面均逐步上升到線電壓，共同作用下產生了7min 的諧振，使得2#裂解變電所在B 段中的母線PT 有所發熱，B、C 這兩相匝間產生短路，鐵芯磁通太過飽和，二次側電壓產生畸變，在對B、C 這兩相電壓進行監測后，均為0。在這時，A 相依舊處在接地的狀態下，電壓較小，與2#裂解變電所在B 段中6kV 型進線低電壓保護所給予的條件相符，保護動作對B 段進行跳開以進行進線，在這之后，PT 中B、C 這兩相依舊處在匝間短路的狀態下，直到產生崩燒，保險被熔斷。

2.4 各科學的整改對策

2.4.1 嚴謹控制各在建設備的電氣施工質量

就電纜中間頭所產生的故障而言，施工相關企業并未嚴謹依據施工標準開展施工，且監理相關企業也沒有全方位控制其質量，進而引發了各類隱患。因此，工程管理機構要嚴謹實施項目質量追溯體制，對后建設備項目施工相應的質量進行控制，防范產生相似的問題。

2.4.2 降低單相接地，防范諧振過電壓傷害PT

增強對電纜中間頭與其終端頭的運轉進行管理，熱電部門應構建并健全各類變電站中6kV 與其以上有關的電纜中間頭與其終端頭方面的臺賬，通過檢修時間的增多提升檢測與檢驗的力度，保障電纜線路能夠安全平穩地運作；同時，施工相關企業在呈交的各類資料中，要明確地標識出電纜中間接頭所處的部位。

在產生單相接地后，要降低其對于各供電系統帶來的影響。對生產所需設備以外的各類供電線路來說，只要產生單相接地，要立即對各故障回路進行切除。

對各微機消諧設備進行更新與健全：熱電部門應對2#裂解變電所中的各微機消諧設備定期進行換置與升級。

選取良好性能的母線PT：把2#裂解變電所中的兩段母線PT 換置成全絕緣抗飽和式PT，之后，在各類新建項目中，都依據這一原則進行選取。

2.4.3 健全各電力自動化系統與故障錄波設備

健全變電所中的各自動化監控系統，并在6kV 型變電所中，裝配故障錄波設備，給予各類故障的研究與分析憑據。

3 諧振的各類處理對策

在產生空母線諧振后，不應拉出PT 的隔離刀閘，應先關合某一條空載線路，以損壞諧振，能夠讓三相電壓回歸平衡。

對于PT 來說，在其各高壓線圈中性點中，對其接地線串聯上某5kΩ 的阻尼電阻。這樣在零序阻抗中再并聯某一個電阻，能夠阻礙因為單相接地方面的故障而引發的諧振。

PT 產生諧振后，其電壓相當于相電壓的3 倍，在開口三角位置中，電壓即為100 ～200V，所以，在PT 中的開口三角位置，應并聯上某一220V/200W 的消諧燈泡；另外，還可以在PT 的各零序回路中，裝配上專門的KFX-10 型消諧器。

在變電站中，值班相關人員在對供電進行恢復期間，要嚴謹依據操作規定開展各項操作，在確定PT 中的隔離刀閘處于拉開部位后，才能夠對空母線送電，再關合PT 中的隔離刀閘。檢修相關人員要盡力對其刀閘三相同期性進行調節。技術機構要運用鎧裝電纜線路與飽和較為遲鈍的PT 與電容型PT，促進各技術性能獲得最大限度的改善，以降低諧振過電壓的總發生率。

4 結語

總之，消諧方式是基于損壞諧振的前提預防或阻礙諧振發生，從而達到消諧的目標。現階段，各類消諧器已經逐步發展至微機式，在運用某個程序與2 ～3 個周波后，就能夠評判出產生諧振與否，進而立即運用相應的消諧設施，在各消諧設施逐步得到進步與提升后，消諧最后的效果也會獲得提升。