jzq一次消諧器技術(shù)介紹
一、前言
電氣設(shè)備總是具有電感或電容屬性。如電力變壓器、互感器、發(fā)電機、消弧線圈、電抗器、線路導線電感等為電感元件，線路導線對地電容、相間電容、補償電容器、高壓設(shè)備雜散電容等可作為電容元件。當系統(tǒng)進行操作或發(fā)生故障時，這些電感、電容元件形成各種振蕩回路，在一定的能源條件下，產(chǎn)生串聯(lián)諧振現(xiàn)象，導致系統(tǒng)中某部分或某元件上出現(xiàn)嚴重的諧振過電壓。
諧振過電壓的持續(xù)時間比操作過電壓要長得多，甚至可穩(wěn)定存在，直到破壞諧振條件為止。諧振過電壓的危害性既決定于其幅值的大小，也決定于持續(xù)時間的長短。諧振過電壓將危及電氣設(shè)備絕緣安全，甚至會因諧振持續(xù)的過電流燒毀小容量電感元件設(shè)備（如電壓互感器）。諧振過電壓的性質(zhì)給選擇過電壓保護措施造成困難。
諧振過電壓在各種電壓等級都有可能產(chǎn)生，尤其是在35kv及以下的電網(wǎng)中，諧振過電壓造成的事故較多。電磁式電壓互感器鐵芯飽和引起的諧振過電壓，是中心點非有效接地電網(wǎng)中見、造成事故最多的一種內(nèi)部過電壓。為了防止諧振過電壓對系統(tǒng)的影響，近年來，我國的電力科技工作者都在這方面作了大量的工作。在運行、維護、管理以及設(shè)計等方面都取得了長足進展，一些科研和生產(chǎn)單位研制出多種專用的消諧裝置，如阻尼消諧器、選頻消諧裝置、電腦消諧裝置等，這些裝置不僅結(jié)構(gòu)復雜，價格昂貴，而且安裝和維護的工作量較大，保護效果不理想。為此，我公司開發(fā)研制了jzq型消諧器。
二、工作原理及產(chǎn)品特點
我公司研制生產(chǎn)的jzq型消諧器，主要適用于35kv及以下中心點非有效接地系統(tǒng)中，用于防止和消除因電磁式電壓互感器鐵芯飽和引起的非線性諧振（鐵磁諧振），限制系統(tǒng)在一相接地或弧光接地時流過互感器高壓繞組的過電流，保護電壓互感器免予損壞的理想設(shè)備。限制該類過電壓的措施，目前主要是從兩方面著手：一是在零序回路中增加電阻，阻尼諧振的產(chǎn)生和發(fā)展；二是設(shè)法改變互感器的感抗或電網(wǎng)對地電容，避免匹配成諧振參數(shù)。
pt高壓側(cè)中性點原為直接接地，jzq的使用就是將其接地線斷開，然后將中性點經(jīng)過jzq消諧器接地（圖一）。它一方面起到了阻尼和消除鐵磁諧振的作用；另一方面起到單相斷續(xù)電弧接地時，限制流過電壓互感器的過電流作用，保護電壓互感器及高壓熔斷器免予受損。
圖一 jzq消諧器的接線原理圖
經(jīng)電壓互感器中性點接地的電阻用于保護諧振過電壓，其阻值的選取是非常關(guān)鍵的。從阻尼作用來說，該阻值越大限壓效果就越好。當阻值趨于無窮大時，則pt就不參與零續(xù)回路，也就不存在飽和過電壓。但如果該電阻太大，電網(wǎng)單相接地時，大部分的零序電壓降落在該電阻上，則由pt高壓繞組耦合至開口三角繞組的電壓太低，影響保護裝置的動作。另一方面，如果該阻值太小，則阻尼作用不大，限流效果不好，在諧振時流過電壓互感器的電流可能會燒毀高壓熔斷器或電壓互感器。再者，消諧器的能容量和散熱措施也非常重要，因為諧振持續(xù)的時間可能會較長。當電壓互感器連接的總線路較長時，即系統(tǒng)對地的分布電容較大時，流過消諧器和電壓互感器的電流會隨著線路長度而增加，這時如果消諧器的能容量不足或者散熱不良的話，最終將會導致消諧器自身爆炸事故。
目前國內(nèi)一些科研和生產(chǎn)單位，研制和生產(chǎn)出多種不同的經(jīng)電壓互感器中心點接地的消諧電阻，其中有代表性的有氧化鋅或碳化硅壓敏電阻串聯(lián)線性電阻的方案，氧化鋅壓敏電阻串聯(lián)碳化硅壓敏電阻的方案，以及純碳化硅壓敏電阻的方案等幾種，他們均能起到一定的保護作用。但這些方案均不夠理想，運行中仍然有電壓互感器燒毀或高壓熔斷器燒毀甚至爆炸的事故發(fā)生。有的因所接電阻的阻值過高，在發(fā)生單相接地時，互感器開口三角繞組電壓下降嚴重，影響了互感器的正常工作，甚至多次發(fā)生消諧器自身爆炸事故。
我公司研制的jzq型消諧器，使上述的不足基本上都得到了解決。jzq型消諧器主要是采用性能優(yōu)越的大能量氧化鋅壓敏功率電阻為主要元件，精心設(shè)計而成。該氧化鋅壓敏電阻的非線性系數(shù)選取合適，它既能夠限制諧振時的過電流，也不會影響電壓互感器的正常工作。特別是該功率電阻具有很大的能容量，可以滿足長輸電線路的能量要求。另外本產(chǎn)品的內(nèi)部采用了特殊的散熱手段，散熱速度很快，避免了常規(guī)的采用空氣對流的自然散熱方式。本產(chǎn)品采用全密封的組裝形式，使之優(yōu)良性能得到可靠保證，使用范圍更廣。
本產(chǎn)品在電網(wǎng)各種運行情況下，均能阻尼和消除鐵磁諧振，同時可以在長線路下，有效限制發(fā)生單相間歇性電弧接地時流過互感器的過電流。它主要具有以下特點：
1、在電網(wǎng)正常運行情況下和單相接地帶故障運行的情況下，均不影響電壓互感器的正常工作。
2、能有效地消除3～35kv中性點不接地系統(tǒng)中，由電壓互感器的非線性勵磁特性所引起的所有鐵磁諧振。并可有效限制在各種輸電線路長度下發(fā)生的間歇性電弧接地時，流過電壓互感器的過電流，保證電壓互感器和高壓熔斷器不受損壞。
3、熱容量大和特殊的散熱工藝，可以滿足長輸電線路諧振保護的能量要求，自身不會發(fā)生爆炸損壞事故。
4、采用全密封的結(jié)構(gòu)形式，使產(chǎn)品穩(wěn)定的性能達到可靠的保證，對使用環(huán)境的要求大大降低。
5、結(jié)構(gòu)簡單，內(nèi)部無電子元件。
6、安裝方便、維護工作量極小。
三、型號、技術(shù)參數(shù)及安裝開孔尺寸
1、主要技術(shù)參數(shù)（見表一）
表一 消諧器主要技術(shù)參數(shù)
消諧器型號
jzq---6～10
jzq---35
jzq---35a
系統(tǒng)接地方式
不接地
不接地
不接地
非線性系數(shù)
0.4～0.55
0.4～0.55
0.25～0.3
直流殘壓kv
1.45～1.55
3.8～4.0
≥2.9
外絕緣1分鐘耐受電壓kv（有效值）
10
20
15
熱容量
10分鐘工頻電流250ma
通過
通過
通過
2小時工頻電流20ma
通過
通過
通過
2、使用條件
a.環(huán)境溫度：--40℃～+40℃～；
b.海拔高度：不超過3000m；
c.地震烈度8度及以下地區(qū)。
3、安裝開孔尺寸