1.1微机消谐装置

微机消谐装置也称二次消谐器,被安装在TV的开口三角绕组上。正常运行或者发生单相接地故障时装置不动作,而一旦判断电网发生铁磁谐振时,便会使正反并联在开口三角两端的2只晶闸管交替过零触发导通以限制和阻尼铁磁谐振,当谐振消除后晶闸管自行截止,必要时可以重复动作。装置起动消谐期间,晶闸管全导通,呈低阻态,电阻为几m欧至几十m欧。如此小的电阻值足以阻尼高频、基频及分频3种谐振,而且对整个电网有效,即一个系统中只需选择1台互感器安装消谐装置即可。微机消谐装置的主要缺点是难以正确区分基波谐振和单相接地。目前,对基波谐振和单相接地故障判据的主要区别在于零序电压U0的高低。通常,基频谐振定为当U0≥150V时;当30V≤U0<145V时定为单相接地故障。为了防止在单相接地时由于装置误动使TV长时间过负荷而烧毁的情况发生,通常将该装置基频谐振的判据电压定得比较高。这样,在工频位移电压不是很高的情况下(如空母线合闸)装置将无法动作,就可能使某些励磁特性欠佳、铁心易饱和TV的熔丝熔断。而且这种装置当电网对地电容较大时,它对防止间歇性接地或接地消失瞬间互感器因瞬时饱和涌流而造成熔丝熔断的事故无能为力。此外,在持续时间较长的间歇电弧过电压激发下,流过TV高压绕组的电流将显著增大,仍可能会烧坏TV。

由于基频谐振中的频率实际上并不是十分严格的基频,不是完全没有频率突变,因此,能否在信号处理方法中采用对时频局部化方面极具优势的小波来检测,值得探讨。

1.2一次消谐阻尼器

一次消谐阻尼器,如LxQ型阻尼器,实际上是将一个非线性消谐电阻R。串接于电压互感器一次侧中性点与地之间,它采用中性点阻尼电阻消除谐振。电网正常运行时,消谐器上电压<500V。呈高电阻值(可达几百k欧),阻尼作用大,使谐振在起始阶段不易发展;当电网发生单相接地时,消谐器上电压较高(10kV电网中其值约1.7一1.8kV),R0呈低值(几十k欧),可满足TV开口三角电压不小于80V的绝缘监测要求,而且仍可阻尼谐振;当电网发生弧光接地时,R0仍能保持一定的阻值,限制互感器涌流。

该装置具有消除TV饱和谐振和限制涌流2种功能,但在应用中存在局限性:①中性点为半绝缘结构,只能直接接地安装的TV无法使用;②只能限制本TV不发生谐振,对电网中的其他TV无效(仅一对一有效;)③当发生单相接地故障时, TV零序电压U0的测量值有误差,因此不适宜使用在对U0幅值和角度精度要求较高的场合(如微机接地选线装置);④装置自身的热容量有限,即使选用热容量相对较大的以LXQ型一次消谐阻尼器,在持续时间较长的间歇电弧接地过电压激发下,仍可损坏装置。一次消谐阻尼器较适用于JDZJ等型号中性点全绝缘TV的消谐改造。

1.3消谐型电压互感器

1.3.1加装零序电压互感器型

加装零序电压互感器圈的消谐型电压互感器由三相主电压互感器TV1和串接在中性点的零序电压互感器TV0二部分组成,采用零序电压互感器消除谐振。该消谐装置要求TV0的开口三角绕组闭合,零序电压U0从TV0的二次侧取得。当单相接地时, TV每相励磁感抗为Xm=XTv1+3XTv0(XTv1为TV1的漏抗;凡XTv0为TV0励磁感抗)。

由于XTv1很小,可略,故Xm≈3 XTv0,即零序电压绝大部分降落在TV0上,一般的外激发不能使TV,进人饱和区,从而使谐振难以产生。此外,TV0高压绕的直流电阻约为10k欧,对谐振有强烈的阻尼作用,对涌流有限制作用。此种消谐型TV的消谐作用也仅对自身有效,热容量也有限。

1.3.2呈容抗谐振型

呈容抗谐振的消谐型电压互感器的主要特点有:

①互感器内部的分布电容和杂散电容较大,正常时,在接有0~100%负荷下整体呈容性(结构上合理确定一次绕组径向与轴向的尺寸比例;采用介电系数大的绝缘材料作为层间绝缘犷一次绕组采用阶梯式排线方式等),不易构成铁磁谐振回路。②在较高的电压作用下,铁心不易饱和(采用优质硅钢片,以降低工作磁密)〕③能承受更高的过电压(增加了一次绕组匝数;加强一次绕组的端部绝缘和层间绝缘)。然而,由于这种TV的质量和体积相对较大,因此在实际应用中往往有一定困难。