DL∕T 2045-2019 中性点不接地系统铁磁谐振防治技术导则

ICS29.240.01F23备案号：63143-2018中华人民共和国电力行业标准DL/T2045—2019中性点不接地系统铁磁谐振防治技术导则Guidelineforferromagneticoscillationcontroltechnologyofneutralnon-groundedsystem2019-06-04发布2019-10-01实施国家能源局发布DL/T2045—2019I目次前言..........................................................................II1范围.............................................................................12规范性引用文件...................................................................13术语和定义.......................................................................14防治基本原则.....................................................................35防治指标.........................................................................36防治技术.........................................................................47防治技术优选策略.................................................................58防治设备选用.....................................................................69消谐性能检测.....................................................................9附录A（资料性附录）一次消谐器消谐原理............................................13附录B（资料性附录）微机消谐装置消谐原理..........................................14附录C（资料性附录）现场实测及试验室测试铁磁谐振波形..............................16附录D（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..............19DL/T2045—2019II前言本标准按照GB/T1.1—2009的规则起草。本标准由中国电力企业联合会提出。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。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、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局、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。本标准主要起草人：刘红文、王科、张翠霞、贺子鸣、李瑞桂、杨庆、李昊、朱太云、段兵、刘学忠、陈昌龙、彭珑。本标准为首次发布。本标准在执行过程中的意见或建议反馈至中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市宣武区白广路二条一号，100761）。DL/T2045—20191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基本原则、防治指标、防治技术、防治技术优选策略、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于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其昀新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T20840.3互感器第3部分：电磁式电压互感器的补充技术要求GB/T20840.5—2013互感器第5部分：电容式电压互感器的补充技术要求GB/T50064—2014交流电气装置的过电压保护和绝缘配合设计规范DL/T308—2012中性点不接地系统电容电流测试规程DL/T780—2001配电系统中性点接地电阻器DL/T1057—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GB20840.3、GB/T20840.5—2013、GB/T50064—2014界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1铁磁谐振ferromagneticoscillation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、工频谐振、高频谐振。3.2分频铁磁谐振subharmonicferromagneticoscillation自激振荡频率小于工频的铁磁谐振。注：分频谐振表现为三相电压同时升高，过电压通常不超过昀高运行相电压幅值2倍，线电压正常。3.3工频铁磁谐振powerfrequencyferromagneticoscillation自激振荡频率为工频的铁磁谐振。注：工频谐振表现为两相电压升高，一相电压降低，过电压通常不超过昀高运行相电压幅值的2.5倍，线电压正常。3.4高频铁磁谐振highfrequencyferromagneticoscillation自激振荡频率大于工频的铁磁谐振。注：高频谐振表现为三相电压同时升高，过电压通常不超过昀高运行相电压幅值的3倍，线电压正常。3.5消谐器harmoniceliminator用于消除铁磁谐振的器件。3.6一次消谐器primaryharmoniceliminatorDL/T2045—20192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secondaryharmoniceliminator并接于电压互感器二次绕组，用于消除铁磁谐振的器件。如：消谐白炽灯、微机消谐装置等。3.8碳化硅消谐器SiCharmoniceliminator采用碳化硅压敏材料制成的具有非线性特性的一次消谐器，由金属电极、碳化硅阀片、限压间隙及防雨罩等组成。含限压间隙的为并联限压间隙碳化硅消谐器。3.9微机消谐装置microcomputerharmoniceliminator采用零序电流或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三角绕组阻尼电阻的装置。3.10四单元电压互感器组（4PT）fourPT三相电压互感器一次绕组中性点经一只单相电压互感器接地的电压互感器组。注：4PT零序电压由接地电压互感器提供。3.11消弧线圈arcsuppressioncoil装设于变压器或发电机的中性点，具有铁芯的电感线圈。3.12电容电流capacitycurrent电容电流指无消弧线圈补偿的中性点不接地系统发生单相金属性接地时的容性电流Ic。[DL/T308—2012，定义3.2]3.13铁磁谐振电流区间ferromagneticoscillationcurrentinterval铁磁元件与电容元件发生串联自激振荡的电容电流区间。3.14非有效接地系统non-effectivegroundingsystem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中性点谐振接地方式resonantneutralgroundingmethod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/T50064—2014，定义2.0.3]3.16中性点低电阻接地方式low-resistanceneutralgroundingmethod系统中至少有一根导线或一点经过低电阻接地，系统等值零序电阻不小于2倍系统等值零序感抗。[GB/T50064—2014，定义2.0.2]3.17中性点高电阻接地方式high-resistanceneutralgroundingmethod系统中至少有一根导线或一点经过高电阻接地，系统等值零序电阻不大于系统单相对地分布容抗，且系统接地故障电流小于10A。[GB/T50064—2014，定义2.0.1]4防治基本原则DL/T2045—201934.1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应依据本标准进行铁磁谐振的防治。4.2同一系统中，除电源侧外不宜采用一次中性点接地的电磁式电压互感器。4.3中性点不接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1.9Uφ（额定相电压）基础上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接地电磁式电压互感器组数，采取避开谐振区域、合理选择防治设备、改变中性点接地方式等措施。4.4避开铁磁谐振电流区间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区间；采用提高电磁式电压互感器励磁特性饱和点电压方法，应综合考虑精度和制造难度等因素。4.5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、四单元电压互感器组（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谐振应依据系统供电可靠性的要求，选择低电阻接地、高电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磁谐振防治后，铁磁谐振时间T（见表4）之后的零序电压不应大于铁磁谐振前正常运行零序电压的10%，或零序电压振荡时间T之后相邻两周波的相电压波动不应大于5%。零序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）。0000−Δ=TUUUU或21φ−Δ=TTUUUU……………………..式（1）式中：0ΔU——铁磁谐振时间T后的零序电压与谐振前零序电压相对变化量；0TU——铁磁谐振时间T后的零序电压；0U——铁磁谐振前零序电压；ΔU——铁磁谐振时间T后相邻两个周波的相电压相对变化量；1TU——铁磁谐振时间T后的第一个周波电压；2TU——铁磁谐振时间T后的第二个周波电压；φU——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）的自激振荡频率降低，当电容电流增大到一定程度时，铁磁元件与电容元件不再发生持续的铁磁谐振。DL/T2045—20194增大系统对地电容的方法通常有：调整运行方式、母线上装设中性点接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间约在0-20A之间，35kV系统铁磁谐振电流区间约在0-10A之间，铁磁谐振电流区间与铁磁谐振回路的阻尼及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，铁磁谐振电流区间越大。注：铁磁谐振电流区间是在饱和拐点电压为1.9Uφ，及电磁式电压互感器一次绕组直流电阻10kV为280Ω，35kV为10000Ω条件下得出。6.1.2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拐点电压，相当于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，自激振荡的频率降低，铁磁谐振不易维持，缩小了铁磁谐振电流区间。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6.2.1一次消谐器一次消谐器防治技术是在电磁式电压互感器一次绕组中性点与地之间接入电阻，以增大零序回路阻尼，消耗谐振回路能量，消除铁磁谐振。阻尼越大，铁磁谐振抑制效果越好