DL∕T 2045-2019 中性点不接地系统铁磁谐振防治技术导则.pdf
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1、ICS 29.240.01 F23 中华人民共和国电力行业标准DL/T 2045一一2019中性点不接地系统铁磁谐振防治技术导则Guideline for ferromagnetic oscillation control technology of neutral non-grounded system 2019-06-04发布2019-10-01实施国家能源局发布DL / T 2045 -2019 目;欠前言.口1范围. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2规范性引用文件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 3术语和主义. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 4防治基本原则. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 5防治指标. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 6防治技术.4 7防治技术优选策略. . . . . . . . . . . . .
4、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 8防治设备选用.6 9消谐性能检测. 9 附录A(资料,性附录)二次消谐器消谐原理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 附录B(资料性附录)微机消谐装置消谐原王军. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5、 . . . . . . . . . . . . . 14 附录c(资料性附录)现场实洲及试骄主测试铁磁谐振波形. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 附录o(资料性附录)中性点不接地系统电容式电压互感器铁磁谐振仿真计算. . . . . . . . . . . . 19 DL/ T 2045 -2019 本标准按照GB/TI.I-2009的规则起草。本标准由中国电力企业联合会提山。目IJ-E习本标准由电力行业过电压与绝缘配合标准化技术委员会归口O本标准起草单位:云南电网有限责任公司电力科学研究院、中国电力科学研究院
6、、河北旭辉电气股份有限公司、重庆大学、国网安徽省电力公司电力科学研究院、云南电网有限责任公司红河供电月、西安交通大学、武汉大学、国网冀北电力有限公司电力科学研究院。本标准主旦起草人:刘红文、王科、张翠霞、贺子鸣、李瑞桂、杨庆、李吴、朱太云、段兵、刘学忠、陈月龙、彭珑。木标准为首次发布。木标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力P:Iv.联合会标准化管理中心(北京市宣武区白广路二J条号,100761)。II DL / T 2045 -2019 中性点不接地系统铁磁谐振防治技术导则1 范围本标准规定了35kV及以下中性点不接地系统电磁式电压互感器铁磁谐振的防治某本原则、防治指标、防治技术、防治技
7、术优选策略、防护设备选用和消谐性能检测方法。本标准适用于35kV及以下中性点不接地系统。2 规范性引用文件下列文件对寸本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注H期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 20840.3 -可感器第3部分:电磁式电压耳!岳器的补充技术要求GB/T 20840.5-2013可J边器第5部分:电容式出压:可感器的补充技术要求GB/T 50064-2014交流电气装置的过也压保护和绝缘配合设计规范DLlT 308-2012中性点不接地系统也容也流测试规程DLlT 780-2001配也系统中性点接地电阻
8、器DLlT 1057-2007自动跟踪补偿消弧线圈成套装置技术条件3 术语和定义GB 20840.3、GB/T20840.5-2013、GB/T50064-2014界定的以及下列术语和主主义适用于水文件。3. 1 f失磁谐振ferromagnetic osci11ation 电力系统中电磁式电压互感器、变压器等铁磁元件与电容元件(包括杂散电容、补偿电容等)形成的串联自激振荡。包括:分频谐振、丁频谐振、自频谐振。3. 2 3. 3 3. 4 3. 5 3. 6 分频铁磁谐振subharmonic ferromagnetic osci11ation 自撤振荡频率小于一仁频的铁磁谐振。主l:分频i皆
9、振表现为=相屯)主同时升高,过电)主通常习、超过最高运行相电l主阳值2仙,线电j主正常。工频铁磁谐振power frequency ferromagnetic oscillation 白激振荡频率为工频的铁磁谐振。;主T频谐振表现为两相电压升高,一相电压降低,过电压通市不超过最高运行相电压|幅值的2.5倍,线电压正市。高频铁磁谐振high frequency ferromagnetic oscillation 白激振荡频率大于工频的铁磁谐振。注:高频谐振表现为二相f1:1.压同时升高,过电压通常不超过最高运行相电压1.届值的3倍,线电压正常。消i皆器harmonic eliminator 用于
10、消除铁随谐振的器件。一次消谐器primary harmonic e1iminator DL/ T 2045 -2019 连接于电磁式电压互感器一次绕组中性点与地之间,用于消除铁磁谐振的器件。3. 7 二次消谐器secondary harmonic eliminator j(按于电压互感器二次绕组,用于消除铁磁谐振的器件。如:泊i背臼炽汀、微机泊i皆装置等。3. 8 碳化硅消i皆器SiC harmonic eliminator 采用碳化硅l主敏材料制成的具有非线性特性的一次泊谐器,由金属电板、碳化硅阀片、限性问|珠及防雨罩寺组成。含限!主问|蝶的为并联限性问|嫖碳化硅消谐器。3. 9 微机消i皆
11、装置microcomputer harmonic e1iminator 采用零序电流成零序电压判断是否发生铁磁谐振,并自动投切并接于电压互感器二次开口二角绕组阻尼rh阻的装置。3.10 3.11 3.12 3.13 3.14 囚单元电压互感器组(4PT)four PT 三相电压71J边器一次绕组中性点经一只单丰rh压可J惑器接地的电压耳!岳器组。注4PT苓序电压由摆地电压互感器提供。j肖弧线圄arc suppression coil 装设于变压器或发电机的中性点,具有铁芯的电感线圈。电容电j流荒capacity cu盯u町rren副t 电容电流指无消弧线圈补偿的巾性点不接地系统发生单相金属性接
12、地时的容性电流L。DLlT 308-2012,定义3.2f失皆t电jft区间ferromagnetic osci11ation current interva1 铁磁元件与电容元件发生串联自激振荡的电容电流区问。非有效接地系统non-effective grounding system 指中性点不直接接地的系统,包括中性点不接地、中性点低阻接地、中性点高阻接地和中性点谐振接地。3.15 3.16 3.17 中性点谐振接地方式resonant neutral grounding method 系统中至少有一根导线或一点经过电感接地,用于补偿系统单相对地故障电流的容性分量。GB/T 50064-2
13、014,定义2.0.3中性点低电阻接地方式low-resistance neutral grounding method 系统中军少有一根导线豆豆一点经过低电阻按地,系统等值零*电阻不小于2倍系统等值苓J:f:感抗。GB/T 50064-2014,定义2.0.2中性点高电阻接地方式high-resistance neutral grounding method 系统中军少有一根导线豆豆一点经过高电阻按地,系统等值零序电阻不大于系统单相对地分布容抗,且系统接地故|毒电流小于10AoGB/T 50064-2014,定义2.0.14 防治基本原则2 DL / T 2045 -2019 4. 1 中性
14、点不按地系统或偶然脱离接地的非有效按地系统,所有一次中性点按地的电磁式电压互感器应依据本标准进行钦磁谐振的防治。4. 2 同一系统中,除电源侧外不直采用一次中性点接地的电磁式电压互感器。4. 3 中牛点不按地系统铁磁谐振防治,应在满足电磁式电压互感器饱和拐点电压不低于1.9U(额走相电压)基础七合理选择电磁式电压互感器容量以增大一次绕组阻尼,依据系统电容电流大小和一次中性点按地电磁式电压互感器组数,采取避开谐振医域、合理选择防治设备、改变中性点接地方式寺措施。4. 4 避开铁磁谐振电流也问进行铁磁谐振防护时,采用调整运行方式增大系统电容电流方法,不应造成相邻系统进入铁磁谐振怪间;采用提高电磁式
15、电l主互感器励磁特性饱和点电l主方法,应综合考虑精度和制造难度等因素C4. 5 防治设备的选用应综合考虑系统的绝缘配合要求、供电可靠性、中性点电压位移大小及防治设备的可靠性和经济性,采用一次消谐器、川单兀电压互感器组(4PT)、二次消谐器及电容式电压互感器时,应满足本标准第8章和第9章的要求。4. 6 改变中性点接地方式防治铁磁诺振应依据系统供电可靠性的要求,选择低也阻接地、高出阻接地及谐振接地方式。5 防治指标中性点不接地系统其铁陆谐振防治后,铁隘谐振时间T(见表的之后的零序也压不应大于铁磁谐振前正常运行零序也压的10%,:eJZ零序出压振荡S问T之后相邻两周波的相电压波动不应大于5%。零序
16、电压变化值和相对地电压波动值通常以百分数表示,见式(1)0 Un-Un ., _ UOT-U I1Ur. = -Ul -U或I1U二2T一L.式(1)Uo U 式中:I1Uo 铁磁谐振时间T后的苓序电)主与谐振j苓序电)主相对变化量:UOT 铁磁谐振时间T后的苓序电压:Uo 铁磁谐振苓序电压:I1U 铁磁i皆振时间T后才二日邻两个问波的相电l:fs.相对变化量;T -铁磁谐振时间T后的第个周波电压:U2T 铁磁谐振时间T后的第二J个用波电斥:U 额定相电压。6 防治技术6. 1 避开谐振区域6. 1. 1 增大系统对地电容增大系统对地电容使铁磁元件与电容元件(杂散电容、补偿电容等)的自激振荡频
17、率降低,当电容电流增大到-定程度时,铁磁元件与电容元件不再发生持续的铁磁谐振。3 DL/ T 2045 -2019 增大系统对地电容的方法通常有:调整运行方式、母线上装设中性点按地的电容器组和架空线路;更换为电缆线路等。采用此防治方法时应综合考虑增大电容电流后对系统的影响。10kV系统铁磁谐振电流区|同约在0-20A之间,35kV系统铁磁谐振电流区问约在0-lOA之间,铁磁谐振电流区问与铁磁谐振回路的阻尼反互感器励磁特性饱和点电压有关:铁磁谐振回路的阻尼越小,铁磁谐振电流区间越大,饱和拐点电压越低,铁磁谐振电流区|、日j越大O注:铁磁谐振电流区问是在饱和拐点电压为1.9马,及电磁式电压互感器以
18、;绕直流电15日lOkV为280f2.35kV为10000n条件|、何归O6.1.2 提高电磁式电压互感器饱和拐点电压提高电磁式电压互感器饱和归点电压,相当J二使电磁式电压互感器不易饱和,在一定的电压及电容电流下,白激振荡的频卒降低,铁磁谐振不易维持,缩小了铁磁诺振电流区间。6.1.3 合理选择电磁式电压互感器的容量满足二次负荷的情况下,互感器的容量尽量小。6. 2 加装防治设备6.2.1 一次消谐器次消i皆器|珩治技术是在电磁式电压lL感器次统组巾性点Lj地之间接入电阳,以增大零序回路阳尼,消耗谐振回路能量,消除铁磁谐振。阳尼越大,铁磁谐振抑制效果越好。伞次消i皆器包括碳化硅消i皆1t等,其
19、原理参见附录A。6.2.2 二次消谐器一次消谐器防治技术分为国定接入阻尼方式和自动接入阻尼的方式,分别如: a)旧定接入|咀尼方式是在电斥互感器开口三角绕组同路上接入国|定的|咀尼装置,如消i皆白j;片土I或专门的消谐器件。b)自动接入阻尼电阻的方式是通过零序电正或零序电流判断是否发生铁磁谐振,如发生快磁谐振则在电j王互感器开口三角绕组|路上接入阻尼电阻(O2Q), I吸收铁磁谐振产生的能景。消除铁磁谐振后断开阻尼|路,女l微机消i皆装置,其国理参见附录Bo6.2.3 4PT 将一次中性点接地的电磁式电j丑互感器史换为4PT的防治技术,该防治技术包括开口=角绕组短路和开=角统组开路两种形式,分
20、别如下:a)开二角绕纽短路的4PT防治技术:将二相电压互感器二次侧开U之三角绕组直接短按,如图1(a) 所示。此种按线方式使军序M路中仅有零)卡电压互感器的磁化电感,从根本上破坏了产生铁磁谐振的条件。此种力式应防止开口三角回路电流过大导致互感器组烧损Cb)开口二角绕组开路的4PT防治技术:将二柑电压互感器开口二角形绕组与军序电压互感器的二次绕组Jr极性FB联,如罔1(b)所示。此种接线打式苓序回路中磁化电感有二柑电压互感器和苓序电压互感器,t白人了军序回路的阻抗,可缩小谐振区域。此种力式开口二角绕组的电压对军序电压幅直有影响,可能军序电压继电器动作电压要重新整足。4 N 川二A A -y-y-
21、y B B C c - Ao E No N Ao No DL / T 2045 -2019 二刊仇丁LJIla ao no Ca) 开口三角短路Cb) 开口三角开路图14PT接线方式6. 2. 4 电容式电压互感器将一次绕组中性点接地的电磁式也压71感器更换为电容式也压1f感器,该防治技术利用电容式电压开感器的参数特性改变了系统的谐振区间。另外,利用电容式出压耳感器的阻尼装置可抑制中间变压器铁磁单元与电容之间的铁磁谐振。|咀尼装置接入每相二次绕组两端,正常情况F阻尼装置阻抗很高,相当于开路,铁融谐振时阻厄装置投入吸收谐振能量。6. 3 摆地方式选择6.3. 1 皆振接地电源中性点经电感接地(如
22、:经消弧线圄接地),提供引发铁磁谐振能量释放的零序通道,1史系统中的非线性电感不会同饱和而发生快磁谐振。适用于供电可丰性要求高的场合。6. 3. 2 电阻接地电源中性点经电阻接地,分为中性点高电阻接地和低电阻接地。电源中性点经高电阻接地,提供苓序阻尼吸收钦磁谐振能景。适用于供电可靠性要求高的场合,可阵f民间歇性接地过电n二。电源中性点经低电阻接地,将引起铁磁谐振的零序电ffi限制在很低的范闷,使系统中的非线性电感个会同饱和而发生铁磁谐振。适用于供电可靠性要求个高或能保证供电可靠性的场合。7 防治技术优选策略中性点不接地系统或偶然脱离接地的非有效接地系统,所有一次中性点接地的电磁式电压互感器在满
23、足互感器胁磁特性饱和拐点电压不低T1.9叫及合理选择互感器容量增大一次绕组阻尼的基础上,业依据罔2给山的防治技术优选策略进行铁磁谐振防治。5 DL/ T 2045 -2019 防治机选策略丁有谐振风除j至1J刘l新建变咆站还是j二1J站?友装们问条件满足要求?/二主纣!-kI ) -一/验liE谐振衰减足?于满足要求/产主-结束l / 图2防治技术优选策略8 防治设备选用8.1 一次消i皆器8.1.1 选用一次消谐器通常边用碳化硅消i皆器,其j主用依据如下:a)全绝缘电磁式电压互感器宜采用不带限压间隙泊谐器。b)分级绝缘电磁式电压互感器应采用于甘限压问隙泊谐器。叫险才干水主避开谐振区域设计无谐
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