干式變壓器五次諧波的產(chǎn)生及其對負序電壓繼電

張文對玉樹(shù)變電站和五棵樹(shù)變電站負序電壓繼電器頻繁誤動(dòng)作進(jìn)行了測試分析。結合干式變壓器空載功率升壓試驗和負序電壓繼電器諧波干擾試驗分析，得出玉樹(shù)變電站和五棵樹(shù)變電站負序A繼電器誤動(dòng)作是由于運行電壓高導致干式變壓器鐵心過(guò)飽和而產(chǎn)生的五次諧波所致。較后，提出了措施和建議。關(guān)鍵詞：電力干式變壓器；五次諧波；負序電壓；負序電壓濾波器

0簡(jiǎn)介

東北地區由于經(jīng)濟發(fā)展相對落后，電力負荷波動(dòng)較大，尤其是清晨電力負荷急劇下降時(shí)，系統電壓升高，當地電網(wǎng)220kV系統達到240kV甚至更高。電網(wǎng)中的電力干式變壓器運行在高電壓水平，導致干式變壓器過(guò)飽和，產(chǎn)生大量高次諧波。傳統理論認為干式變壓器過(guò)飽和主要產(chǎn)生三次諧波。然而，隨著(zhù)電力干式變壓器新技術(shù)、新工藝、新材料的應用和推廣，電力干式變壓器產(chǎn)生的高次諧波特性也發(fā)生了變化，五次諧波成為電力干式變壓器中較豐富的諧波。由于五次諧波的特殊性，給電網(wǎng)中運行的繼電保護裝置和計量裝置帶來(lái)了嚴重的危害和影響。

1基本概述

長(cháng)春供電公司所屬的榆樹(shù)變電站、五棵樹(shù)變電站為哈大電氣化鐵路牽引變電站，正常運行方式為單干式變壓器運行。2003年4、5月夜間22時(shí)至凌晨1時(shí)，兩個(gè)變電站66kV母線(xiàn)負序電壓濾波器偶爾動(dòng)作，發(fā)出電網(wǎng)負序電壓偏高的信號。此時(shí)系統運行正常，無(wú)任何事故。這一現象在2003年8月達到頂峰。幾乎每晚負序電壓繼電器都會(huì )發(fā)出負序電壓偏高的信號，嚴重影響系統的安全運行。五棵樹(shù)變電站是2001年9月由老武德一級變電站改造而成的電氣化鐵路牽引變電站。配有兩個(gè)主變壓器，SFPZ4-63000和SFPZ8-63000，接線(xiàn)方式為Y0，d .新增4條220kV線(xiàn)路，分別為

玉樹(shù)中五線(xiàn)與玉樹(shù)一級變電站相連；玉樹(shù)變電站為適應電氣化鐵路的需要進(jìn)行了改造，一臺SFPZ4-63000干式變壓器，一臺SFPZ7-120000干式變壓器，接線(xiàn)方式為Y.d、220kV余復線(xiàn)與雙城堡變電站相連，雙城堡變電站也是電氣化鐵路的牽引變電所。長(cháng)春供電公司系統接線(xiàn)圖見(jiàn)圖1。這種系統結構使得玉樹(shù)變電站和五棵樹(shù)變電站含有非線(xiàn)性電力負荷，在220千伏系統中產(chǎn)生諧波。為查明負序電壓繼電器頻繁誤動(dòng)作的原因，2003年11月3日至5日在玉樹(shù)、五棵樹(shù)變電站進(jìn)行了諧波測試分析(測試過(guò)程中運行的是SFPZ7-120000干式變壓器)。

2諧波測試與分析

2.1測試方法

諧波測試采用8000-2電能質(zhì)量測試儀，其電壓取自烏什樹(shù)、玉樹(shù)變電站220kV、66kV母線(xiàn)電壓互感器二次回路；電流取自烏什樹(shù)和玉樹(shù)變電站主變壓器一、二次主電流互感器的二次側和各線(xiàn)路電流互感器的二次側。按照中華人民共和家標準《電能質(zhì)量公用電網(wǎng)諧波》的要求進(jìn)行測試：各諧波測點(diǎn)的諧波測試頻率(數據)不得少于5次；取5次測量的算術(shù)平均值，同時(shí)記錄66kV母線(xiàn)負序電壓濾波器輸出端電壓的變化。 #p#分頁(yè)標題#e#

2.2測試內容

2003年11月3日17時(shí)至2003年11月5日1時(shí)，正常運行方式下，220千伏母線(xiàn)和66千伏母線(xiàn)的電壓和諧波電壓，66千伏母線(xiàn)負序電壓濾波器的輸出電壓值，220千伏側主電流互感器的電流和諧波電流，主電流互感器

在壓力調節旋塞各位置的操作條件下，測試上述參數。

2.3測試分析

為便于分析，僅列出玉樹(shù)變電站諧波電壓和諧波電流的測試結果，分別見(jiàn)表1和表2。

從表1和表2的測試數據可以看出，玉樹(shù)變電站有載調壓干式變壓器的分接頭位置在當天的‘7’。隨著(zhù)時(shí)間的推移，隨著(zhù)夜幕的降臨，電力負荷逐漸降低，系統電壓逐漸升高，其66kV母線(xiàn)負序電壓濾波器的輸出端電壓值和五次諧波電壓含量也逐漸增大。此時(shí)系統電壓雖然上升，但其三相電壓不平衡值基本不變。以玉樹(shù)變電站為例，其220千伏和66千伏母線(xiàn)的五次諧波電壓含量在晚上17: 30左右分別為1.4%和2.6%，在半夜23: 00時(shí)分別上升到1.8%和4.2%，超過(guò)家標準限值1.6%和2.4%。同時(shí)，66kV母線(xiàn)負序電壓濾波器的輸出電壓也從2.9 V提高到4.9 V，并用頻譜表示波形

據觀(guān)察，負序電壓濾波器輸出端的電壓是五倍分量，而不是基波負序電壓。此時(shí)玉樹(shù)變電站主變二次主TA負荷電流由260A降至120 A；五次諧波電流從9.6A上升到39A，超過(guò)10A的允許值。就玉樹(shù)變電站而言，有六條66kV線(xiàn)路，即雨城線(xiàn)、雨翔線(xiàn)、郁秀線(xiàn)、渝北線(xiàn)、吳語(yǔ)線(xiàn)和猶達線(xiàn)，它們都不包含大的非線(xiàn)性電力負荷，它們的負荷在晚上較大，在深夜較小。比如魚(yú)香線(xiàn)、吳語(yǔ)線(xiàn)、猶達線(xiàn)的載客量很小，深夜幾乎為零。我們知道非線(xiàn)性負載產(chǎn)生的諧波與其負載密切相關(guān)，負載較大的時(shí)刻也是諧波電流較大的時(shí)刻，所以家標準規定非線(xiàn)性負載要測試較大負載工況。通過(guò)以上測試和分析，初步得出玉樹(shù)和五棵樹(shù)變電站66kV母線(xiàn)和220kV母線(xiàn)的五次諧波問(wèn)題不是由66