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??? 目前，我國電力網(wǎng)的母線電壓互感器絕大部分是電磁感應(yīng)型的，等效電路為可變電感與一中值電阻串聯(lián)。110 kV以上的斷路器大部分都帶有均壓電容。母線對地自然形成一電容，母線對地電容與母線電壓互感器并聯(lián)。斷路器均壓電容與電壓互感器的聯(lián)接與設(shè)備的運(yùn)行方式有關(guān)，它們串、并聯(lián)后可能導(dǎo)致母線系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振。過電壓將損壞設(shè)備，造成電網(wǎng)事故。
1 某變電站的事故過程

　? 某變電站有150 MVA的三圈變壓器2臺(tái)，220 kV出線3回，110 kV出線9回，110 kV電氣主接線為雙母線。?

　1997年某日，該站的2條110 kV新出線投產(chǎn)及1條110 kV出線大修完畢欲試運(yùn)行。啟動(dòng)前的運(yùn)行方式如圖1所示。空出110 kVⅡ段母線及2號(hào)主變準(zhǔn)備對3條110 kV線路充電，母聯(lián)開關(guān)處于冷備用，1號(hào)主變接于?、穸文妇€上帶其余110 kV出線供電。充電操作過程如下：電源通過2號(hào)主變對110 kVⅡ段母線、12PT、線路WL1、WL2、WL3充電；充電完成后，斷開3條線路及2號(hào)主變的斷路器102、105、108、109，以上4臺(tái)斷路器均處于熱備用狀態(tài)，12PT刀閘沒有拉開。14∶50，對側(cè)110 kV甲站給WL1充電，準(zhǔn)備用12PT與Ⅰ段母線的11PT核對相序。此時(shí)發(fā)現(xiàn)Ⅱ段母線電壓表指針大幅擺動(dòng)，AB、BC間電壓達(dá)150kV以上　，12PT A相的金屬膨脹器蓋彈出。切斷WL1對側(cè)110 kV甲站開關(guān)后，決定停止其它啟動(dòng)操作，將2號(hào)主變的開關(guān)102轉(zhuǎn)接至Ⅰ段母線備用，操作順序是先合1021刀閘后斷1022刀閘。15∶30，合上1021刀閘時(shí)發(fā)現(xiàn)Ⅱ段母線電壓表指針劇烈擺動(dòng)，12PT A相爆炸起火，立即手動(dòng)切斷1號(hào)變3側(cè)開關(guān)，事故消除。此次事故使6個(gè)110 kV變電站失電。

　事故后檢查發(fā)現(xiàn)：12PT A相內(nèi)部線圈有短路，B、C兩相內(nèi)部線圈的絕緣局部受損；12PT上方架空線B相和C相有短路痕跡，燒了幾只絕緣子；Ⅱ段母線避雷器的B相和C相計(jì)數(shù)器各動(dòng)作1次；1號(hào)主變110kV側(cè)中性點(diǎn)接地軟銅線熔斷；1號(hào)主變的101斷路器B相和C相油色變?yōu)樘己冢?號(hào)主變的零序過流保護(hù)和相間過流保護(hù)動(dòng)作；故障錄波儀動(dòng)作；錄取到過電壓和故障電流。同時(shí)6個(gè)失電變電站的7臺(tái)主變另序過流保護(hù)也動(dòng)作。

2 事故分析

圖2 等效電路圖

2.1 由對側(cè)110 kV甲站給全長僅8 km的WL1充電，本站105處于熱備用狀態(tài)，Ⅱ段母線電壓表指示值為1.4倍額定電壓，12PT A相膨脹器蓋彈出，可以證實(shí)有鐵磁諧振過電壓產(chǎn)生且12PT A相已損壞。其等效電路如圖2。圖中：

E為2號(hào)變110 kV側(cè)相電勢，E′為110 kV甲站電源相電勢；

C2、C5、C8、C9為SW4-110/1250開關(guān)的均壓電容900PF；

Co為Ⅱ段母線對地電容，大約500PF；
L為12PT的電感，額定電壓時(shí)XL≈2.5M健*

由于線路對地的電容遠(yuǎn)大于900PF，因此與900PF串聯(lián)后仍約為900PF。

WL1的對測110kV甲站開關(guān)未合時(shí)，等值電路如圖2(a)。

所以電路不會(huì)諧振。

　WL1的對側(cè)110 kV甲站開關(guān)合上時(shí)，在2號(hào)主變110 kV側(cè)與甲站供電的WL1同相位時(shí)，開關(guān)102、105的母線側(cè)可視為等電位，如圖2(b)。

　電路極易諧振，實(shí)際發(fā)生諧振且損壞了12PTA相。

2.2 由于12PT A相已損壞，用1021刀閘對Ⅱ段母線充電時(shí)，12PT A相發(fā)生爆炸，A相接地產(chǎn)生強(qiáng)大的單相短路電流，將1號(hào)主變110 kV側(cè)中性點(diǎn)接地軟銅線燒斷。110 kV系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地，1號(hào)主變不向接地點(diǎn)供短路電流，A相接地使B、C兩相對地電壓升高為線電壓。與該站110 kV相連的其它6個(gè)變電站7臺(tái)主變的中性點(diǎn)接地。7臺(tái)變壓器的B、C相繞組承受線電壓，其電壓向量及磁通向量如圖3。外站7臺(tái)主變向本站12PT A相接地點(diǎn)供短路電流的流向如圖4。由于外站各主變的A相外部單相短路，過電流使本站Ⅰ段母線的B、C相電壓也嚴(yán)重下降，B、C兩相繞組的電壓值并沒有升高，鐵芯沒有發(fā)生過飽和現(xiàn)象，受A相爆炸火球引起的B、C相架空線短路自行熄弧，因而只燒了幾只絕緣子。最后由主變相間過流保護(hù)動(dòng)作跳斷路器101。1號(hào)主變110 kV側(cè)中性點(diǎn)引線燒斷，使起動(dòng)的零序電流保護(hù)返回。在燒斷過程中，間歇電弧引起非故障相對地過電壓，使B、C相避雷器放電間隙動(dòng)作，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。

3 結(jié)束語

3.1 認(rèn)識(shí)產(chǎn)生母線鐵磁諧振的條件，測試系統(tǒng)的各種運(yùn)行參數(shù)，以“定量”法判斷母線是否安全，以“預(yù)防”法制定母線運(yùn)行操作方式。

3.2 母線鐵磁諧振的電壓幅值并不太大，且有零序電壓，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理一般不會(huì)損壞設(shè)備，因此可裝設(shè)母線零序過電壓的瞬時(shí)預(yù)告信號(hào)，以便運(yùn)行人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)。

3.3 在母線充電倒閘操作過程中，若電源斷路器由冷備用轉(zhuǎn)熱備用時(shí)母線產(chǎn)生鐵磁諧振，則應(yīng)立即將此斷路器轉(zhuǎn)運(yùn)行以消除諧振。在母線停電倒閘操作過程中，若電源斷路器由運(yùn)行轉(zhuǎn)熱備用時(shí)母線產(chǎn)生鐵磁諧振，則應(yīng)立即將其返回運(yùn)行狀態(tài)，將母線電壓互感器刀閘斷開后，再操作電源斷路器。

3.4 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮連接線的熱穩(wěn)定。

3.5 對設(shè)備充電應(yīng)使用斷路器。