[科普中国]-铁磁谐振

简介

虽然铁磁谐振在国内外已有很多研究成果，在电网运行中也采取了许多消谐措施，但小电流接地系统的铁磁谐振事故却依然频繁发生。当调控员误将铁磁谐振当成接地或断线故障进行排查而延迟事故处理时，一次设备往往会发生严重损坏1。

主要特点1、谐振回路中铁心电感为非线性的，电感量随电流增大、铁心饱和而趋于平稳；

2、铁磁谐振需要一定的激发条件，使电压、电流幅值从正常工作状态转移到谐振状态。如电源电压暂时升高、系统受到较强烈的电流冲击等；

3、铁磁谐振存在自保持现象。激发因素消失后，铁磁谐振过电压仍然可以继续长期存在；

4、铁磁谐振过电压一般不会非常高，过电压幅值主要取决于铁心电感的饱和程度。

铁磁谐振与单相接地在调度端的特征对比相似特征铁磁谐振和单相接地、断线故障都会使经消弧线圈接地的主变压器中性点电压发生严重偏移；在调度端都会出现中性点零序电压越限报警信号，如66kVⅡ段母线接地或谐振、66kVⅡ段母线越限等；故障母线三相电压出现明显不平衡，如其中有两相电压升高、一相电压降低；多间隔的保护装置发出告警信号，如7831RCS9612A 装置报警、保护屏CSC－166装置告警等；消弧线圈出现频繁动作信号，如主变压器风冷消弧线圈直流短接、交流短接、1号66kV 消弧线圈控制器外部故障等。如果不注意区别故障母线和相邻母线的三相电压和零序电压的大小和上述告警信号出现的规律，这些现象容易导致调控员将谐振误判为接地或者断线。

告警信号出现的不同规律在中性点经消弧线圈接地系统中，单相接地不会导致保护出口跳闸来切除故障，因此也不会出现重合闸动作信号，并且由于消弧线圈的补偿作用，较小的短路电流不至于烧损导线或电缆而发展为断线故障。按照调度规程的要求，单相接地故障可有2h的处理时间。虽然弧光接地所引起的过电压可能导致消弧线圈与接地点电容形成串联谐振2。

调度端铁磁谐振鉴别技术调控员平时应关注重合成功后故障线路三相不平衡情况和小电流接地系统中各条母线，及时消除断线故障和调整严重三相不均衡的线路。当越限报警信号发生时，调控员应该进行如下操作。

1）观察相应主变中性点上的消弧线圈动作信息和该母线上所有间隔保护装置的异常报警信号，用1s时间来辨别事故的真伪，若发生单相接地、断线、谐振事故，这些告警信号应伴随出现。

2）用5s时间观察故障母线的三相电压并判断该母线上若干线路的有功值相对于其电流值是否正常，以排除电压互感器故障的可能性。

3）用10s时间根据故障母线三相电压的实时显示值判断是否为谐振事故，依据为其中一相电压略升高或降低，另两相降低为0或升高至1.2倍线电压，且恒定无波动；或经主变压器高压侧相连分列运行的低压相邻母线的三相电压出现明显三相不平衡。出现以上2种特征中的任意1种即为谐振事故。如果由于遥测数据缺失等原因导致无法观察到上述特征，调控员可继续用5～10min时间进行单相接地、断线等故障的判断和排查，同时观察越限报警和大量保护装置的异常报警“动作/复归”信号是否多次成对出现，出现2次及以上即可判定为谐振事故。

总结随着国家电网公司对调度自动化基础数据综合整治工作的深入进行，调控中心所汇集的电网运行监控信息的准确性、可靠性、实时性、全面性得到大幅提高，这为调控员快速识别、分析、处理各类电网异常、故障、事故提供了更广的视角。通过实践证明：利用越限报警、保护装置告警、消弧线圈动作信息、故障母线及其相邻母线的三相电压和电压幅值的综合判据能够快速地辨识出铁磁谐振，为调控员及时正确处理谐振事故，防止损失扩大赢得了宝贵的时间3。