【正文】 抗仍然是容性的，三相基本平衡，電網(wǎng)中性點(diǎn)的位移電壓很小，但是系統(tǒng)出現(xiàn)某種擾動(dòng)時(shí)，例如電源的突然合閘，電網(wǎng)中電壓互感器的突然投入，線路發(fā)生單相接地等，就會(huì)使中性點(diǎn)位移產(chǎn)生零序電壓，導(dǎo)致線路電流持續(xù)增大，從而使得電壓互感器鐵芯逐漸磁飽和，勵(lì)磁電感逐漸減小，可能激發(fā)串聯(lián)諧振，引起過(guò)電壓，同時(shí)也引起三相不平衡。在1035KV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，電壓互感器產(chǎn)生鐵磁諧振的條件有兩點(diǎn)：一是系統(tǒng)中產(chǎn)生“電磁振蕩”；二是電壓互感器在該“電磁振蕩”的激勵(lì)下產(chǎn)生磁飽和。只有具備上述全部條件，電壓互感器才有可能引發(fā)鐵磁諧振。在電網(wǎng)運(yùn)行中，因斷線、雷擊或其他原因造成單相接地故障時(shí)，這時(shí)接地相的對(duì)地電壓降低到幾乎為零，而正常相的對(duì)地電壓則上升至線電壓，致使中性點(diǎn)發(fā)生位移。中性點(diǎn)對(duì)地電壓上升，系統(tǒng)的穩(wěn)定性及對(duì)稱性均已遭受破壞。不倫由何種原因引發(fā)的單相接地，其接地電阻值一般都比較大。因此在接地點(diǎn)必然會(huì)出現(xiàn)不斷重復(fù)的瞬燃瞬熄電弧放電。電弧重燃瞬間相當(dāng)于發(fā)生單相接地，電弧熄滅瞬間相當(dāng)于單相接地被排除，接地相電壓回升，而正常相及中性點(diǎn)對(duì)低電壓則下降。電網(wǎng)運(yùn)行中因電壓的這種重復(fù)的瞬間升高和瞬間降低，將引發(fā)電網(wǎng)中的電能、磁能的振蕩，從而形成電磁振蕩回路。裝設(shè)在該電網(wǎng)的電磁式電壓互感器，又是采用中性點(diǎn)直接接地的。因此，這些電壓互感器在電磁振蕩的激勵(lì)下，極易產(chǎn)生磁飽和，從而引發(fā)鐵磁諧振。（2）仿真分析 MATLAB仿真電路圖 ： 電壓波形圖 從仿真結(jié)果可以看出三相電壓峰值是不相等的，而且相差很大，電壓互感器引起的鐵磁諧振使系統(tǒng)三相電壓不平衡，并三相電壓值很高，影響系統(tǒng)設(shè)備的安全運(yùn)行。電網(wǎng)中引發(fā)鐵磁諧振，其危害主要是諧振過(guò)電壓，除了使電壓互感器高壓互感器高壓側(cè)熔絲熔斷和燒毀外，還可能損壞電壓互感器或其他電氣設(shè)備。甚至造成停電事故，導(dǎo)致供電可靠性差。由于電網(wǎng)的發(fā)展，線路參數(shù)的變化以及電磁式電壓互感器的大量采用，使得產(chǎn)生鐵磁諧振的機(jī)會(huì)增多。（3）鐵磁諧振的防范電網(wǎng)運(yùn)行中，引發(fā)單相接地的原因和單相接地所呈現(xiàn)的形式是多種多樣的，其結(jié)果將引發(fā)產(chǎn)生“電磁振蕩”，并為激勵(lì)電壓互感器磁飽和創(chuàng)造條件。為此，我們必須從改變電壓互感器的參數(shù)著手，從而達(dá)到破壞鐵磁諧振回路中的參數(shù)匹配。這樣既可防止電壓互感器發(fā)生磁飽和，又可預(yù)防電壓互感器鐵磁諧振過(guò)電壓的發(fā)生。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地的瞬間，為了改變電壓互感器的鐵磁諧振參數(shù)，可通過(guò)裝置一套繼電保護(hù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。該裝置就是利用單相接地時(shí)產(chǎn)生較大諧振電流，啟動(dòng)電流繼電器投入，將電壓互感器二次側(cè)開口三角繞組短接。當(dāng)故障排除后，保護(hù)裝置恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)，電壓互感器恢復(fù)正常運(yùn)行。在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，電壓互感器二次側(cè)開口三角繞組兩端沒(méi)有電壓存在，或僅有極小的不對(duì)稱電壓。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地時(shí)，開口三角繞組兩端才會(huì)產(chǎn)生近于100V的電壓。我們可以利用這一特點(diǎn)，在其兩端并接一個(gè)電阻器。一般可在開口三角繞組兩端并聯(lián)一個(gè)電阻值為75100，容量為500750W的電阻器。當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，開口三角繞組兩端電壓上升至100V，由于并接于其兩端的電阻器阻值還是較小，故其兩端近似于被短接，起到了改變電壓互感器參數(shù)作用。不僅防止電壓互感器的磁飽和發(fā)生，并且能有效地防止電壓互感器鐵磁諧振過(guò)電壓的發(fā)生。其二，可以根據(jù)電壓互感器的額定電壓選購(gòu)消諧器，裝設(shè)在電壓互感器低壓側(cè)中性點(diǎn)上，以達(dá)到消除電壓互感器的鐵磁諧振過(guò)電壓。：（1）中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地：當(dāng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時(shí)，在接地點(diǎn)要流過(guò)全系統(tǒng)的對(duì)地電容電流，如果此電流比較大，就會(huì)在接地點(diǎn)燃起電弧，引起弧光過(guò)電壓，從而使非故障相的對(duì)地電壓進(jìn)一步升高，因此使絕緣損壞，形成兩點(diǎn)或多點(diǎn)的接地短路，造成停電事故為了解決這個(gè)問(wèn)題，通常在中性點(diǎn)接入一個(gè)電感線圈。當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，在接地點(diǎn)就有一個(gè)電感分量的電流通過(guò)，此電流和原系統(tǒng)中的電容電流相抵消，就可以減少流經(jīng)故障點(diǎn)的電流，因此稱之為消弧線圈。 消弧線圈接地系統(tǒng)中性點(diǎn)經(jīng)過(guò)消弧線圈接地的系統(tǒng)，也稱為諧振接地系統(tǒng)。系統(tǒng)中性點(diǎn)與大地之間接入消弧線圈后，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地處的接地電流就可以減少。消弧線圈是一個(gè)具有鐵芯的電感線圈，線圈的電阻很小，電抗很大。消弧線圈的鐵芯留有間隙，填以絕緣紙板，以避免飽和。它的線圈有分接頭可調(diào)整匝數(shù)，以改變其電抗的大小。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)在正常工作時(shí)，中性點(diǎn)的電位為零，消弧線圈兩端沒(méi)有電壓，所以沒(méi)有電流通過(guò)消弧線圈。當(dāng)某一相發(fā)生金屬性接地時(shí)，消弧線圈中就會(huì)有電感電流流過(guò)，補(bǔ)償了單相接地電流，如果適當(dāng)選擇消弧線圈的匝數(shù)，就使消弧線圈的電感電流和接地的對(duì)地電容電流大致的相等，就可使流過(guò)接地故障電流變得很小，從而減輕了電弧的危害。（2）仿真分析 MATLAB仿真電路圖當(dāng)中性點(diǎn)直接接地時(shí)，： 電流波形圖當(dāng)加裝消弧線圈后，： 電流波形圖 由加裝消弧線圈前后示波器scope1所得的電流波形圖可以看出：未加裝消弧線圈時(shí)，故障相電流異常大；再加裝消弧線圈之后，電流恢復(fù)正常。說(shuō)明加消弧線圈能起到減小電容電流的作用。 MATLAB仿真線路圖在加裝消弧線圈前后分別對(duì)電路進(jìn)行仿真，示波器scope得到如下仿真結(jié)果： ： 電壓波形圖： 電壓波形圖 由Powergui中讀出數(shù)據(jù)：加裝消弧線圈前加裝消弧線圈后 由此可以看出消弧線圈增大了三相不平衡度，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的配電網(wǎng)系統(tǒng)容易產(chǎn)生消弧線圈電感與對(duì)地電容的并聯(lián)諧振在，造成系統(tǒng)三相電壓不平衡。由于諧振使系統(tǒng)三相不平衡度加大，影響系統(tǒng)正常運(yùn)行。因此中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的配電網(wǎng)中，在外部激發(fā)的條件下，可能發(fā)生并聯(lián)諧振，引起系統(tǒng)不平衡度增加。 在110KV及以下等級(jí)的配電系統(tǒng)中普遍采用中性點(diǎn)經(jīng)自動(dòng)補(bǔ)償消弧裝置接地的運(yùn)行方式，因自動(dòng)補(bǔ)償消弧裝置能自動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電網(wǎng)的電容電流并跟蹤其變化，可以將輸電線路在單相接地時(shí)流經(jīng)故障點(diǎn)的電容電流控制在較理想的范圍內(nèi)，可靠的熄滅系統(tǒng)單相接地點(diǎn)處的電弧，使其不至于發(fā)展成相間短路而引起線路跳閘，保證了電網(wǎng)的正常運(yùn)行。故而目前已基本取代老式消弧線圈而廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)配電網(wǎng)。但自動(dòng)補(bǔ)償裝置在實(shí)際運(yùn)行中加劇了中性點(diǎn)的位移而破壞了相電壓的平衡性。三相不平衡度超出規(guī)程將使電網(wǎng)及用戶的電力設(shè)備損耗增大，故障率增加，壽命縮短，影響設(shè)備的正常工作，影響繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置正確動(dòng)作，使計(jì)量產(chǎn)生偏差，以及對(duì)通信系統(tǒng)干擾等。本文以中性點(diǎn)非正常接地配電系統(tǒng)為對(duì)象，對(duì)其仿真模型的建立與系統(tǒng)電路進(jìn)行了比較全面的研究，總結(jié)本論文工作，主要取得如下結(jié)論：（1） 單相接地、消弧線圈并入系統(tǒng)中性點(diǎn)、電壓互感器鐵磁諧振都能引起電網(wǎng)三相不平衡。消弧線圈與系統(tǒng)電容發(fā)生并聯(lián)諧振時(shí)，三相不平衡度增加，且三相電壓值都驟增。電壓互感器發(fā)生鐵磁諧振時(shí)，三相不平衡度增加，并且表現(xiàn)為一相電壓降低兩相電壓升高。這些起因的提出，開辟了電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)的新思路，為電力工作者后續(xù)研究提出了新起點(diǎn)。 (2) 35kV 配電線路單相接地故障是配網(wǎng)中故障率較高的一類 ，這類故障對(duì)變電設(shè)和配電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有較大影響 ，應(yīng)在實(shí)踐中總結(jié)經(jīng)驗(yàn) ，并積極應(yīng)用新術(shù)、新設(shè)備 ，預(yù)防單相接地故障發(fā)生 ，發(fā)生后盡快查找和消除故障點(diǎn) ，提高供電可靠性 ，減小對(duì)人身和設(shè)備的危害 ，從而保證電網(wǎng)的安全、經(jīng)濟(jì)和穩(wěn)定運(yùn)行。 (3)鐵磁諧振是由電磁式電壓互感器的非線性特性所引發(fā)的。正常運(yùn)行時(shí)，電壓互感器的勵(lì)磁電感是很大的，所以網(wǎng)絡(luò)的阻抗仍然是容性的，三相基本平衡，電網(wǎng)中性點(diǎn)的位移電壓很小，但是系統(tǒng)中出現(xiàn)某種擾動(dòng)時(shí)，例如電源的突然合閘，電網(wǎng)中電壓互感器的突然投入，線路發(fā)生單相接地等，就會(huì)使中性點(diǎn)位移產(chǎn)生零序電壓，導(dǎo)致線路電流持續(xù)增大，從而使得電壓互感器鐵芯逐漸磁飽和，勵(lì)磁電感減小。電壓互感器引起的鐵磁諧振使系統(tǒng)三相電壓不平衡，并三相電壓值很高，影響系統(tǒng)設(shè)備的安全運(yùn)行。 （4）由于電網(wǎng)產(chǎn)生三相不平衡的原因是由于線路沒(méi)有合理?yè)Q位帶來(lái)三相對(duì)地電容不均，因此需從以下幾方面入手解決。，使線路經(jīng)過(guò)合理?yè)Q位。此種方式需要線路施工范圍大，雖然可以解決根本問(wèn)題，但是對(duì)線路整體換位工作量大。消弧線圈的阻尼電阻增大，以減少中性點(diǎn)電流，降低消弧線圈投入時(shí)放大中性點(diǎn)不平衡電壓的倍數(shù)，從而降低消弧線圈投入時(shí)的不平衡電壓。即在線路中相補(bǔ)償電容器，使各相對(duì)地電容相等。解決配電網(wǎng)三相不平衡問(wèn)題的根本方法是中相補(bǔ)償方式。 （4）諸如電弧爐、電氣化鐵路等不對(duì)稱的沖擊負(fù)荷造成的電力系統(tǒng)三相電壓的嚴(yán)重不平衡，應(yīng)該具有快速響應(yīng)特性的平衡化裝置來(lái)解決。目前電力工程上常用具有分相補(bǔ)償性能的靜止型無(wú)功補(bǔ)償裝置。該裝置一般由并聯(lián)的感性和容性兩大回路構(gòu)成，主要有三種形式：晶閘管控制的電抗器，晶閘管投切的電容器，飽和電抗器。目前在輸電系統(tǒng)和配電系統(tǒng)中應(yīng)用的靜止無(wú)功補(bǔ)償器多半是這些補(bǔ)償器及其變型或組合。 致 謝從寫開題報(bào)告到現(xiàn)在的論文定稿，經(jīng)過(guò)了三個(gè)多月的忙碌和奮斗，我發(fā)現(xiàn)四年的大學(xué)生涯也將就此結(jié)束，回首已經(jīng)走過(guò)的歲月，心中感慨萬(wàn)千。我向曾經(jīng)給我?guī)椭椭С值睦蠋?、同學(xué)們表示衷心的感謝。是你們對(duì)我的悉心指導(dǎo)和相伴，讓我攻破了一個(gè)個(gè)的難關(guān)，是你們對(duì)我的循循善誘和細(xì)心點(diǎn)撥，讓我的大學(xué)不留遺憾。在這里我要衷心感謝我的輔導(dǎo)老師XX老師對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)及這篇論文的細(xì)心指導(dǎo)。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)和論文的每個(gè)階段，X老師都經(jīng)常會(huì)詢問(wèn)或查看我們的任務(wù)進(jìn)度，并提出寶貴的意見。從一開始畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題確定，再到最后畢業(yè)論文的完成以及反復(fù)修改，李老師始終認(rèn)真負(fù)責(zé)的給予我深刻而細(xì)致的指導(dǎo)，幫助我開拓研究思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。我還要感謝在一起愉快完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的小組同學(xué)們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑。本設(shè)計(jì)能夠順利的完成，也要感謝各位電控學(xué)院的所有領(lǐng)導(dǎo)及老師，正是有了你們的耐心教導(dǎo)，使我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)。正是有了你們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文和畢業(yè)設(shè)計(jì)順利完成，在此向?qū)W院全體老師表示由衷的謝意，感謝他們四年來(lái)的辛勤栽培。謝謝！參 考 文 獻(xiàn)[1] [2] 金廣厚，李庚銀，[3] 王晶 ，翁國(guó)慶，[4] 電業(yè)局[5] 林志雄，陳巖，蔡金錠， 福建省電力有限公司 [6] 李超英，李寶賢， 天津大學(xué)，天津理工大學(xué)，山東大學(xué)[7] [8] 周麗霞， 技術(shù)[9] 要煥年， [10] 周林，張有玉，劉強(qiáng)，[11] [12] .