DL∕T 2045-2019 中性點不接地系統(tǒng)鐵磁諧振防治技術(shù)導則

中華人民共和國電力行業(yè)標準DL/T2045—2019Guidelineforferromagneticoscillationcontroltechnologyofneutralnon-groundedsystem2019-06-04發(fā)布2019-10-01實施國家能源局發(fā)布 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14防治基本原則 35防治指標 36防治技術(shù) 47防治技術(shù)優(yōu)選策略 58防治設(shè)備選用 69消諧性能檢測 9附錄A（資料性附錄）一次消諧器消諧原理 附錄B（資料性附錄）微機消諧裝置消諧原理 附錄C（資料性附錄）現(xiàn)場實測及試驗室測試鐵磁諧振波形 附錄D（資料性附錄）中性點不接地系統(tǒng)電容式電壓互感器鐵磁諧振仿真計算 I本標準規(guī)定了35kV及以下中性點不接地系統(tǒng)電磁式電壓互感器鐵磁諧振的防治基本原則、防治指GB/T20840.3互感器第3部分：電磁式電壓GB/T20840.5—2013互感器第GB/T50064—2014交流電氣裝置的過電壓保護DL/T780—2001配電系統(tǒng)中性點接鐵磁諧振ferromagneticosci分頻鐵磁諧振subharmonicferromagnetic工頻鐵磁諧振powerfrequencyferromagnetico注：工頻諧振表現(xiàn)為兩相電壓升高，一相電壓降低高頻鐵磁諧振highfrequencyferromag一次消諧器primaryharmo1二次消諧器secondaryharmoni碳化硅消諧器SiCharmonicelim微機消諧裝置microcomputerharmoniceli鐵磁諧振電流區(qū)間ferromagneticoscillationcurrent非有效接地系統(tǒng)non-effectivegrou中性點低電阻接地方式low-resi中性點高電阻接地方式high-re24.1中性點不接地系統(tǒng)或偶然脫離接地的非有效接地系統(tǒng)，所有一次中性點接地的電4.4避開鐵磁諧振電流區(qū)間進行鐵磁諧振防護時，采用調(diào)整運行方式增大系統(tǒng)電容電4.5防治設(shè)備的選用應綜合考慮系統(tǒng)的絕緣配合要求、供電可靠性、中性點電壓位移的可靠性和經(jīng)濟性，采用一次消諧器、四單元電壓4.6改變中性點接地方式防治鐵磁諧振應依據(jù)系統(tǒng)供電可靠性的要求，選擇低電阻接中性點不接地系統(tǒng)其鐵磁諧振防治后，鐵磁諧振時間T（見表4）之后的零序電壓不應大于鐵磁諧ΔU0——鐵磁諧振時間T后的零序電壓與諧振前零序電壓相對變化量；ΔU——鐵磁諧振時間T后相鄰兩個周波的1T——鐵磁諧振時間T后的第一個周波電壓；310kV系統(tǒng)鐵磁諧振電流區(qū)間約在0-20A之注：鐵磁諧振電流區(qū)間是在飽和拐點電壓為1.9Uφ,及電磁式電壓互感器一次繞組直流電阻10kV為280Ω,35kV為a）固定接入阻尼方式是在電壓互感器開口三角繞組回路上接入固定的阻尼裝置，如消諧白熾燈或b）自動接入阻尼電阻的方式是通過零序電壓或零序電流判斷是否發(fā)生鐵磁諧振，如發(fā)生鐵磁諧振次繞組正極性串聯(lián)，如圖1（b）所示。此種接線方式零序回路中磁化電感有三相電壓互感器和零序電4ABCNAoNoAoNoaoUonoANNAoNo（a）開口三角短路滿足互感器勵磁特性飽和拐點電壓不低于1.9Uφ及合理選擇互感器容量增大一次繞組阻尼的基礎(chǔ)上，應5運行理方式無諧振風險2變電站新建站新建變電站還是運行理方式無諧振風險2變電站新建站運行:站?運行:站互感器形式下變更換互感器時互感器形式下變更換互感器時安裝空間條件滿足要求?安裝空間條件滿足要求?選用阻尼裝置否 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)能否 否選用阻尼裝置否 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)能否 否<>四單元互感(4PT)低電阻接地諧振攔地/高阻接地方式驗證諧振衰或是否低電阻接地諧振攔地/高阻接地方式驗證諧振衰或是否一次消諧器二次消諧器安裝sic消諧器后系統(tǒng)電壓不平,衡安裝sic消諧器后系統(tǒng)電壓不平,衡或防護斷線互感器諧振是選擇合適的電感/電阻選擇合適的sic消諧器驗證諧振衰減是否滿足要求sic消諧器驗證諧振衰減是否滿足要求否否驗證諧振衰或是否 是否(一次繞組尾端是否否驗證諧振衰或是否 是否(一次繞組尾端是驗證諧振衰減是否滿足要求是是否否驗證諧振衰減是否滿足要求碳化硅消諧器應能承受工頻電流200mA（有效值）持續(xù)120min的作用，電流作用前后消諧器的主6b）采用一次消諧器后導致電磁式電壓互感器一次中性點絕緣損壞微機消諧裝置的阻尼電阻投切開關(guān)應選擇過零關(guān)斷的電力電子開關(guān)，裝置采樣率不小于10k，具備0Ω~2Ω置，如確定不接地系統(tǒng)僅發(fā)生分頻諧振，可選用檢測7電容式電壓互感器性能應滿足GB/T208注：選用開口三角繞組短路接線的4PT防治方式，宜將不接地系統(tǒng)中所有監(jiān)測母線、線路相對地電壓的電磁式電壓極限輸出容量要求；零序電壓互感器飽和拐點電壓不低于1.9倍系統(tǒng)相對地電壓壓不低于1.9倍系統(tǒng)相對地電壓；三相電壓互感器和零序電壓互感器技術(shù)性能應滿足GB/T8注：電容式電壓互感器GB/T20840.5—2013中6.502要求的鐵磁諧振試驗元間的鐵磁諧振，未考慮中性點不接地系統(tǒng)電氣設(shè)備及線路對地雜散電容對鐵磁諧振的對于微機消諧裝置消諧性能檢測，依據(jù)圖3CCTTCTCT電源輸入端T——試驗變壓器；PT——試驗電磁式電壓互感器；9a）10kV電磁式電壓互感器一次繞組直流電阻應不大于300Ω,剩余繞組的額定熱極限輸出不小于b）35kV電磁式電壓互感器一次繞組直流電阻應不大于10000Ω,剩余繞組的額定熱極限輸出不小b）將微機消諧裝置關(guān)閉，調(diào)整電壓到需要的試驗電壓，采用單相接地故障恢復方式激發(fā)鐵磁諧振，得a）用電容式電壓互感器代替試驗電磁式電壓互感器接入試驗電路中，依據(jù)試驗電容電流大小選擇T之后的零序電壓相對變化量△U0或振蕩時間T之后相鄰兩周波的相電壓相對變化量△U應能連續(xù)3次滿在任一試驗電壓和電容下，如試驗波形不滿足表4的要求，則判定微機消諧裝置或電容式電壓互感零序電壓振蕩時間T振蕩時間T后的△U0或△U連接在電磁式電壓互感器中性點與地之間的一次消諧器，一次接線示意圖及零序等效回路如圖A.1dadnNPTRxbdadnNPTRxbBCRC（a）一次消諧器接線示意圖（PT——電磁式電壓互感器；Rx——一次消諧器；C——式電壓互感器N端電壓有明顯作用。而使用固定電阻器對于電磁式電壓互感器N端絕緣很不利，使用固鐵磁諧振零序等效回路圖A.1（b正常運行情況下，電磁式電壓互感器的勵磁電感回路。一次消諧器相當于在鐵磁諧振回路中接入電阻RX，起到限制電磁式電壓互感器承受的電壓及吸一次消諧器電阻值RX越大，對于鐵磁諧振的抑制效果或消諧效果越好，當RX趨于無窮大時，電磁對地絕緣，RX取值不能太大，RX取值太大將影響電磁式電壓互感器監(jiān)測單相接地的靈敏度。使用一次微機消諧裝置是通過監(jiān)測電磁式電壓互感器開口三角回路電壓或一次繞組零序飽和電流判斷是否發(fā)生鐵磁諧振，如發(fā)生鐵磁諧振則在電磁式電壓互感器開口三角回路接入阻尼電阻，接入時間約為ABCPTTAtTAabCUoUoPT△KRBCaBCabC檢測零序電流判別型微機消諧裝置（檢測電磁式電壓互感器飽和型微機過連接在電磁式電壓互感器一次繞組尾端與地之間的電流互感器TA檢測引起電磁式電壓互感器鐵磁諧檢測零序電壓判別型微機消諧裝置見圖B.諧振，發(fā)生鐵磁諧振則控制投切開關(guān)K接入阻尼電阻R。因工變電站現(xiàn)場實測和試驗室模擬測試中性點不接地系統(tǒng)電磁式電壓互感器鐵磁諧振，記錄到了分頻諧振、工頻諧振。在鐵磁諧振的模擬試驗中，每相試驗電容0.045uF，出現(xiàn)了75Hz的高頻分量，沒有測0.70.80.91.01.1200-10-20100-10-20200-20100-100.70.80.91.01.1t(s)U0(kVU0(kV)Uc(kV)Ub(kV)Ua(kV)-0.10.00.10.20.3WW200-20_______!40200-20-40200-20-4040圖C.3是試驗室模擬10kV下每相對地電容1.7uF時，電磁式電壓互感器飽和拐點電壓分別為109V、10-10-2020-2020-2020-2010-1010-1010-10007080000070800060上上l上上l000 6009t(ms)圖C.4是試驗室模擬10kV下每相對地電容2.3uF時，電磁式電壓互感器飽和拐點電壓分別為109V、Ib600700800900Ic(A)IbIc(A)Ib(A)Ia(A)U0(kV)Uc(kV)Ub(kV)Ua(kV)100-10-20100-10-20100-10-050-5-1050-5-1050-5-1050-5-10600700800900t(ms)圖C.5是試驗室模擬10kV下每相對地電容0.2uF，電磁式電壓互感器飽和拐點電壓分別為109V、111V、112V時的工頻鐵磁諧振，零序電壓頻率約為50Hz，電磁式電壓互感器一次繞組的電流峰值Ia、Ib200-20-40200-20200-10-20-30200-2050-5420-2-4-61.00.50.0600700800900 (A相kV)(C相kV)(零序kV)xABCAAABCAA19796[pF]20208[pF]19796[pF]20208[pF]19796[pF]20208[pF]#1#2BBCC#219796[pF]20208[pF]19796[pF]20208[pF]19796[pF]20208[pF]#1#2BBCC#2#1FaultAFaultBFaultCumecumec#2#1#1#2#1#1#2umec251251251251[H](B相kV)(B相kV)