220kV空母线铁磁谐振过电压事故分析

220kV空母线铁磁谐振过电压事故分析

发表时间：2016-08-25T10:28:40.327Z 来源：《电力设备》2016年第12期作者：解晓东

[导读] 我国频发的铁磁谐振事故，已经引起社会和电力企业广泛关注，对发电厂电力系统逐步进行完善。

解晓东

（国网鞍山供电公司）

摘要：随着我国电力行业不断的发展，人们生活水平得到了极大的改善，对电力系统中空母线安全使用等方面关注力度越来越大。如何在快速变化的新时期，对220kv空母线铁磁谐振过电压事故进行有效控制，减少电力事故产生的频率，提升电力企业整体水平，为城市建设和人们生活提供更优质的服务，是我国电力部门面临的一个重要课题，同时，也能推动电力领域稳定可持续发展。

关键词：220kV；空母线；铁磁谐振；事故分析

近几年，我国频发的铁磁谐振事故，已经引起社会和电力企业广泛关注，对发电厂电力系统逐步进行完善，保障整体能够高质量、高效率的进行。而220kV空母线铁磁谐振事故是在电力系统非正常运行的情况下，如空母线在和中性点直接接地电源系统之间仅仅是通过断路器进行微弱连接时，容易产生谐振，严重时容易产生电力系统事故，造成经济方面的损失，也在一定程度上威胁市民的人身安全，不利于国家经济和城市建设快速的发展。本文就220kV空母线铁磁谐振过电压事故发生现象、产生空母线铁磁谐振过电压事故原因进行分析、有效解决发生谐振情况的有效措施以及消除谐振措施的可行性分析等方面进行了分析。

一、事故发生现象

本文就某发电厂发生220kV空母线铁磁谐振过电压事故进行了分析，主要发生现象为：母线电压表指示针满刻度，即为330kV，并出现刺眼的弧光，然后还有异常的响动，空母线伴随着强烈的抖动，将母线侧面刀闸拉开时，电压表指示针回零，随之声音也有减弱趋势，抖动幅度变小，轻度的铁磁谐振事故对电力系统设施有一定的影响，但是程度不重，次日进行各项指标调试的时候，项目测试均在合理使用范围内，对发电厂内整体设施没有太大影响，还可以继续使用，正常发电[1]。

二、空母线铁磁谐振过电压事故原因分析

产生220kV空母线铁磁谐振过电压事故的原因有：第一，中性点没有直接接地系统线路，就容易产生并联电路，当发电运行系统发突发情况时，就容易产生并联谐振；第二，电力持续振荡时，就会产生基波谐振，基波谐振拼读的强弱对电压互感器有不同程度的伤害。铁磁谐振现象的产生轻则会影响相关电力系统中机器，但是程度很小，不需要进行更换，还可以继续使用，但是如果影响过大可能会引起电力系统中互感器爆炸，造成不可估量的经济损失。

对220kV空母线铁磁谐振过电事故进行全面、系统的分析，然后迅速找到发生事故的原因，及时采取有效的补救措施。铁磁谐振是电力系统自激振荡的一种形式，主要就是由电力系统中的变压器和电压互感器等铁磁设备达到饱和状态从而引起持续性的一种现象。发电厂产生铁磁谐振现象的原因主要是由于断路器断口与电磁电压互感器二者不适应组合产生的，铁磁谐振一旦发生，就会产生比较高的过电压，根据相关有效数据得知，发生铁磁谐振会产生超过标准额定电流的70倍左右，由此可见，发生铁磁谐振可以在很短的时间内对电力系统中的互感器设备产生冲击，进而损坏机器设备，不仅影响了发电厂正常运行的工作效率，还对该供电区域正常建设和生活有消极作用

[2]。

三、解决发生谐振情况的有效措施

现在我国各大发电厂都事先制订了应急方案，对日程运行过程中产生的铁磁谐振事故，及时采取相应措施，降低事故对发电厂经济影响，尽量缩短事故的发生时间，以免电流过大对机器设备整体造成不可修复的损伤，保证发电系统的安全性能。所以，发电厂在对可疑现象进行检查的时候，要事先确认是否为铁磁谐振事故，观察220kV空载母线三相电压表是否出现大幅度升高现象。如果不是，再进行调查分析，如果确认为铁磁谐振事故，电力工作人员就必须立刻切断向母线充电的电源断路器等设施，可以通过远程控制拉开断路器两侧的隔离刀闸，快速的破坏谐振产生条件，即可对谐振进行有效的控制，减轻事故发生后果[3]。

相关电力部门也对铁磁谐振现象给予了高度重视，积极提出了多种措施对事故进行防治，首先，对新建的或者是要进行大规模扩建的发电厂、变电所等单位，电力系统可以适当采用电容式电压互感器，其能够很大程度上降低铁磁谐振的影响，但是成本费用要高于传统的电磁式互感器，不适合对原有电磁式互感器其进行大批更换；而对于传统发电厂使用的电磁式互感器要进行定其的检查和维修，技术人员对伏安特性等功能进行试验，保证使用性能在设备使用范围之内，对于性能不好的设备进行更换或者是及时养护；发电所可以适当的安装自动消谐装置，对于产生的谐振进行自动消除。同时，我国电力行业也应该不断进行创新，对发电厂的电力系统进行完善和优化，强化电力工作人员安全责任意识，从根本上减少空母线铁磁谐振现象的发生[4]。

四、消除谐振措施的可行性分析

我国针对各个地方发电厂发生消磁谐振产生原因、有效防范措施以及事后处理工作等方面进行了详细的分析，对发电厂的应急措施从有效性、可行性、经济性三角度进行考虑。

消谐措施主要目的就是从本质上避免营造产生铁磁谐振的条件，降低铁磁谐振事故的发生频率，或者是利用外界因素改变谐振产生条件，保证电力系统正常运行，为城市建设和人们生活提供强有力的保证，也减少对机器设备的损伤，推动电力行业高效率的稳定发展[5]。我国最常用的消谐方案为改变正常操作发电程序，在停止母线环节时，先停上面的压动器，充电时也按这个步骤进行，虽然有效的避免了产生谐振的条件，但是也违反了母线断、充电的运行程序，增加了不必要的人工操作，可能会引操作失误，而且在运用这种方法时，必须有工作人员进行严格监督控制，对信息化、专业化发电站的建设有一定的影响。

对于新建或者大规模扩建改造的发电厂，可以使用新型的电容式电压互感器，代替传统的电磁式互感器，但是前期投入成本费用消耗较大，负载能力相对来说较差。

可以在220kV母线上投一段空线路，实施起来也比较方便，但是不是所有发电厂都适合这种方法，要结合实际情况进行。

可以在开口三角回路中接入微型电脑消谐装置，自动消除不同频率的谐振，能够对谐振频率等方面进行分析，为优化消谐设置提供强