SKL-XQ消諧器說明書

一、前言

電氣設(shè)備總是具有電感或電容屬性。如電力變壓器、互感器、發(fā)電機(jī)、消弧線圈、電抗器、線路導(dǎo)線電感等可作電感元件，線路導(dǎo)線對地電容、相間電容、補償電容器、高壓設(shè)備雜散電容等可作為電容元件。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行操作或發(fā)生故障時，這些電感、電容元件形成各種振蕩回路，在一定的能源條件下，產(chǎn)生串聯(lián)諧振現(xiàn)象，導(dǎo)致系統(tǒng)中某部分或某元件上出現(xiàn)嚴(yán)重的諧振過電壓。

諧振過電壓的持續(xù)時間較操作過電壓要長的多，甚至可穩(wěn)定存在，直到破壞諧振條件為止。諧振過電壓的危害性既決定于其幅值的大小，也決定于持續(xù)時間的長短。諧振過電壓將危及電氣設(shè)備絕緣安全，也可能因諧振持續(xù)的過電流燒毀小容量電感元件設(shè)備（如電壓互感器）。諧振過電壓的性質(zhì)給選擇過電壓保護(hù)措施造成困難。

諧振過電壓在各種電壓等級多有可能產(chǎn)生，尤其是在35kV及以下的電網(wǎng)中，諧振過電壓造成的事故較多，電磁式電壓互感器鐵芯飽和引起的諧振過電壓是中心點非有效接地電網(wǎng)中最常見、造成事故最多的一種內(nèi)部過電壓。為了防止諧振過電壓對系統(tǒng)的影響，近年來我國的電力科技工作者在這方面作了大量的工作，在運行、維護(hù)、管理以及設(shè)計等方面都取得了長足進(jìn)展，一些科研和生產(chǎn)單位研制出多種專用的消諧裝置，如阻尼消諧器、選頻消諧裝置、電腦消諧裝置等，這些裝置不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格昂貴，而且安裝和維護(hù)的工作量較大，保護(hù)效果不理想。為此，我公司開發(fā)研制了SKL-XQ型消諧器。

二、工作原理及產(chǎn)品特點

我公司研制生產(chǎn)的SKL-XQ型消諧器主要適用于35kV及以下中心點非有效接地系統(tǒng)，用于防止和消除因電磁式電壓互感器鐵芯飽和引起的非線性諧振（鐵磁諧振），限制系統(tǒng)在一相接地或（及）弧光接地時流過互感器高壓繞組的過電流，保護(hù)電壓互感器免予損壞的理想設(shè)備。限制該類過電壓的措施面前主要是從兩方面著手：一是在零序回路中增加電阻，阻尼諧振的產(chǎn)生和發(fā)展；二是設(shè)法改變互感器的感抗或電網(wǎng)對地電容，避免匹配成諧振參數(shù)。

PT高壓側(cè)中性點原為直接接地，SKL-XQ的使用就是將其接地斷開，然后將中性點經(jīng)過SKL-XQ消諧器接地。它一方面起阻尼和消除鐵磁諧振的作用；另一方面起限制單相斷續(xù)電弧接地時流過電壓互感器的過電流作用，保護(hù)電壓互感器及高壓熔斷器免予受損。

我們知道，經(jīng)電壓互感器中性點接地的電阻用于保護(hù)諧振過電壓，其阻值的選取是非常關(guān)鍵的。從阻尼作用來說，該阻值越大限壓是效果越好，當(dāng)阻值趨于無窮大時，則PT就不參與零續(xù)回路，也就不存在飽和過電壓。但如果該

                            圖一、SKL-XQ消諧器的接線原理圖

電阻太大，電網(wǎng)單相接地時，大部分的零序電壓降落在該電阻上，由PT高壓繞組耦合至開三角繞組的電壓太低，影響保護(hù)裝置的動作；另外，如果該阻值太小，則阻尼作用不大，限流效果不好，在諧振時流過電壓互感器的電流可能會燒毀高壓熔斷器或電壓互感器。另外消諧器的能容量和散熱措施也非常重要，因為諧振持續(xù)的時間可能會較長，當(dāng)電壓互感器連接的總線路較長時（即系統(tǒng)對地的分布電容較大），流過消諧器和電壓互感器的電流會隨著線路程度而增加，這時如果消諧器的能容量不夠或者散熱不良的話，最終會導(dǎo)致消諧器自身爆炸事故。

目前國內(nèi)一些科研和生產(chǎn)單位，也研制和生產(chǎn)出多種不同的經(jīng)電壓互感器中心點接地的消諧電阻，其中有代表性的有氧化鋅或碳化硅壓敏電阻串聯(lián)線性電阻的方案、氧化鋅壓敏電阻串聯(lián)碳化硅壓敏電阻的方案以及純碳化硅壓敏電阻的方案等幾種，他們均能起到一定的保護(hù)作用，為電力系統(tǒng)的安全運行作出了一定的貢獻(xiàn)。但這些方案均不夠理想，運行中仍然存在電壓互感器燒毀或高壓熔斷器燒毀甚至爆炸的事故發(fā)生，有的因所接的電阻的阻值過高，在發(fā)生單相接地時，互感器開口三角繞組電壓下降嚴(yán)重，影響了互感器的正常工作，甚至多次發(fā)生消諧器自身爆炸事故。

我公司研制的SKL-XQ型消諧器，將上述的不足基本達(dá)到了解決，它主要是采用性能優(yōu)越的大能量氧化鋅壓敏功率電阻為主要元件構(gòu)成的，該氧化鋅壓敏電阻的非線性系數(shù)選取合適，它既能夠限制諧振時的過電流，也不會影響電壓互感器的正常工作，特別是該功率電阻具有很大的能容量，可以滿足長輸電線路的能量要求，另外內(nèi)部采用特殊的散熱手段，散熱速度很快，避免了常規(guī)的采用空氣對流的自然散熱方式，并且采用全密封的組裝形式，使之優(yōu)良性能得到可靠保證，使用范圍更廣。

本產(chǎn)品在電網(wǎng)各種運行情況下均能阻尼和消除鐵磁諧振，同時可以在長線路下有效限制發(fā)生單相間歇性電弧接地時流過互感器的過電流。它主要具有以下特點：

１、            在電網(wǎng)正常運行情況下及單相接地帶故障運行的情況下，均不影響電壓互感器的正常工作。

２、            能有效的地消除3～35kV中性點不接地系統(tǒng)中由電壓互感器的非線性勵磁特性所引起的所有鐵磁諧振，并可有效限制在各種輸電線路長度下的發(fā)生的間歇性電弧接地時，流過電壓互感器的過電流，保證電壓互感器和高壓熔斷器不受損壞。

３、            熱容量大和特殊的散熱工藝，可以滿足長輸電線路諧振保護(hù)的能量要求，自身不會發(fā)生爆炸損壞事故。

４、            采用全密封的結(jié)構(gòu)形式，使產(chǎn)品穩(wěn)定的性能達(dá)到可靠的保證，對使用環(huán)境的要求大大降低。

５、            結(jié)構(gòu)簡單，內(nèi)部無電子元件。

６、            安裝方便、維護(hù)工作量極小。

三、型號及技術(shù)參數(shù)

１、            產(chǎn)品型號及含義：

２、            主要技術(shù)參數(shù)（見表一）

表一、消諧器主要技術(shù)參數(shù)

３、            使用條件

a)        環(huán)境溫度：＋40℃～－40℃；

b)        海拔高度：不超過3000m；

c)        地震烈度７度及以下地區(qū)。

四、安裝及試驗

未接消諧器前，三個單相壓變（PT）高壓繞組屬直接接地或是并聯(lián)成中心點“０”接地。接消諧器時，必需將直接接地的高壓繞組尾或“０”與地斷開，高壓繞組尾未接成“０”應(yīng)接成“０”點。消諧器接在“０”點與地之間（參見圖二）。

本消諧器具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，可以采用垂直方式安裝，將消諧器固定在壓變附近的支架上。

圖二、SKL-XQ消諧器安裝接線示意圖

試驗方法：

在現(xiàn)場只要用1000V的兆歐表測消諧器的電阻即可，所測阻值約為100～120K。其非線性的測量試驗電路如圖三所示：方法為在消諧器中分別施加5mA和50mA的直流電流，測量消諧器兩端的電壓值。將測得數(shù)據(jù)按以下公式計算，即為消諧器的非線性系數(shù)。

非線性系數(shù)計算公式：α＝log(U50mA/U5mA)

圖三、SKL-XQ非線性系數(shù)測量電路圖

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