GB/T 20840.102-2020互感器第102部分：帶有電磁式電壓互感器的變電站中的鐵磁諧振

ICS29180

K41.

中華人民共和國國家標準

GB/T20840102—2020

.

互感器第102部分帶有電磁式電壓

:

互感器的變電站中的鐵磁諧振

Instrumenttransformers—Part102Ferroresonanceoscillations

:

insubstationswithinductivevoltagetransformers

(IECTR61869-102:2014,MOD)

2020-03-31發(fā)布2020-10-01實施

國家市場監(jiān)督管理總局發(fā)布

國家標準化管理委員會

GB/T20840102—2020

.

目次

前言

…………………………Ⅴ

引言

…………………………Ⅶ

范圍

1………………………1

規(guī)范性引用文件

2…………………………1

鐵磁諧振概述

3……………1

基本原理

3.1……………1

穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)鐵磁諧振的激發(fā)

3.2……………………3

單相和三相鐵磁諧振

4……………………4

單相鐵磁諧振

4.1………………………4

單相鐵磁諧振的等效電路

4.2…………6

電容式電壓互感器鐵磁諧振

4.3………………………7

三相鐵磁諧振

4.4………………………7

鐵磁諧振實例

5……………11

電磁式電壓互感器關(guān)鍵部件

6()…………11

單相鐵磁諧振電路

7………………………13

鐵磁諧振仿真電路

7.1…………………13

磁化特性

7.2……………13

回路損耗

7.3……………14

鐵磁諧振研究分析的必要信息

8…………14

概述

8.1…………………14

單相鐵磁諧振

8.2………………………15

三相鐵磁諧振

8.3………………………15

鐵磁諧振的計算機仿真

9…………………16

概述

9.1…………………16

電路及元件

9.2…………………………16

回路損耗

9.3……………17

單相鐵磁諧振仿真示例

9.4……………17

三相鐵磁諧振仿真電路

9.5……………20

實驗研究方法和實際測量

10、……………20

概述

10.1………………20

單相鐵磁諧振

10.2……………………20

三相鐵磁諧振

10.3……………………22

鐵磁諧振的防止和抑制

11………………23

抑制措施流程圖

11.1…………………23

運行變電站

11.2………………………25

Ⅰ

GB/T20840102—2020

.

新建工程

11.3…………………………25

防止鐵磁諧振

11.4……………………25

阻尼鐵磁諧振

11.5……………………25

附錄資料性附錄本部分與相比的結(jié)構(gòu)變化情況

A()IECTR61869-102:2014……32

附錄資料性附錄本部分與的技術(shù)性差異及其原因

B()IECTR61869-102:2014…34

附錄資料性附錄鐵磁諧振實例

C()……………………35

附錄資料性附錄非線性電路振蕩

D()…………………40

參考文獻

……………………44

圖一種典型的鐵芯磁化特性示例

1………………………2

圖簡單的鐵磁諧振電路原理圖

2…………2

圖單相三分之一分頻鐵磁諧振

3…………3

圖停電出線電壓互感器發(fā)生單相鐵磁諧振示意圖

4……………………5

圖平行架空線路相間耦合電容導致單相鐵磁諧振電路圖

5……………5

圖單相鐵磁諧振電路原理圖

6……………6

圖易于發(fā)生三相鐵磁諧振的中性點不接地系統(tǒng)示意圖

7………………7

圖中性點振蕩向量圖

8……………………8

圖試驗系統(tǒng)示意圖

9………………………9

圖電容與電壓坐標下當電阻為時試驗得到的基頻和分頻鐵磁諧振區(qū)域

106.7Ω…9

圖試驗中不同電阻對應(yīng)的二分之一分頻鐵磁諧振區(qū)域

11……………10

圖電容與電壓坐標下試驗系統(tǒng)中當電阻為時不同模式的二次分頻諧振發(fā)生區(qū)域

126.7Ω………10

圖三相鐵磁諧振故障錄波

13……………11

圖電壓互感器電路示意圖及簡化的鐵磁諧振分析圖

14………………12

圖單相鐵磁諧振仿真電路圖

15…………13

圖電壓互感器下的磁滯曲線

1650Hz…………………14

圖三相鐵磁諧振示意圖

17………………16

圖五分之一分頻衰減鐵磁諧振波形

18(10Hz)………17

圖基頻穩(wěn)態(tài)鐵磁諧振

19…………………18

圖穩(wěn)態(tài)鐵磁諧振

2010Hz………………19

圖穩(wěn)態(tài)混頻鐵磁諧振

21…………………19

圖電壓互感器一次繞組電流測量系統(tǒng)及二次繞組電壓測量系統(tǒng)

22…………………21

圖系統(tǒng)三分之一諧波穩(wěn)態(tài)單相諧振波形例子

23220kV(50/3Hz)…………………21

圖示波器測量三相鐵磁諧振

24…………22

圖鐵磁諧振分析及防止方法流程圖

25…………………24

圖電壓互感器二次繞組加裝阻尼設(shè)備電路圖

26………26

圖三分之一次單相鐵磁諧振阻尼例子

27(50/3Hz)…………………27

圖出線間隔電壓互感器開口三角形阻尼抑制鐵磁諧振方法

28………28

圖變壓器二次側(cè)中性點加裝阻尼裝置抑制鐵磁諧振阻尼方法

29……29

圖互感器一次側(cè)中性點加裝電壓互感器抑制鐵磁諧振阻尼方法

30…………………30

圖互感器一次側(cè)中性點加裝消諧電阻抑制鐵磁諧振阻尼方法

31……31

圖某變電站單相鐵磁諧振接線示意圖

C.1……………35

圖圖中所示斷路器斷開后引起的單相鐵磁諧振振蕩波形

C.2C.1…………………36

Ⅱ

GB/T20840102—2020

.

圖單相電壓等級三個變電站單相網(wǎng)絡(luò)示意圖

C.360kV……………36

圖兩變電站間架空線同塔架線示意圖

C.4……………37

圖在號變電站線路上記錄到的鐵磁諧振波形

C.525………………37

圖在開關(guān)動作時發(fā)生三相鐵磁諧振的變電站左側(cè)及變電站右側(cè)單線圖

C.6170kV()12kV()……38

圖電壓互感器上的三相鐵磁諧振波形

C.7T04………38

圖鐵磁諧振簡化電路圖

D.1……………40

圖二階非線性微分方程推導圖

D.2……………………42

圖一個非線性諧振系統(tǒng)

D.3……………43

表激勵的類型和鐵磁諧振可能的發(fā)展趨勢

1……………3

表參數(shù)

2…………………15

表本部分與章條編號對照情況

A.1IECTR61869-102:2014………32

表本部分與的圖編號對照情況

A.2IECTR61869-102:2014………32

表本部分與的技術(shù)性差異及其原因

B.1IECTR61869-102:2014…………………34

Ⅲ

GB/T20840102—2020

.

前言

互感器分為以下部分

GB/T20840《》:

第部分通用技術(shù)要求

———1:;

第部分電流互感器的補充技術(shù)要求

———2:;

第部分電磁式電壓互感器的補充技術(shù)要求

———3:;

第部分組合互感器的補充技術(shù)要求

———4:;

第部分電容式電壓互感器的補充技術(shù)要求

———5:;

第部分低功率互感器的補充通用技術(shù)要求

———6:;

第部分電子式電壓互感器

———7:;

第部分電子式電流互感器

———8:;

第部分互感器的數(shù)字接口

———9:;

第部分帶有電磁式電壓互感器的變電站中的鐵磁諧振

———102:;

第部分互感器在電能質(zhì)量測量中的應(yīng)用

———103:。

本部分為的第部分

GB/T20840102。

本部分按照給出的規(guī)則起草

GB/T1.1—2009。

本部分使用重新起草法修改采用互感器第部分帶有電磁式電壓

IECTR61869-102:2014《102:

互感器的變電站中的鐵磁諧振

》。

本部分與相比在結(jié)構(gòu)上有所調(diào)整附錄中列出了本部分與

IECTR61869-102:2014,AIECTR61869-

的章條圖編號的對照一覽表

102:2014、、。

本部分與相比存在技術(shù)性差異這些差異涉及的條款已通過在其外側(cè)頁

IECTR61869-102:2014,

邊空白位置的垂直單線進行了標示附錄中給出了相應(yīng)技術(shù)性差異及其原因的一覽表

(|),B。

本部分還做了下列編輯性修改

:

中所提及的序號有誤將其更正為

———9.36.3,7.3;

將中的兩種三相端子標志及均改為

———IECTR61869-102:2014“L1、L2、L3”“R、S、T”“A、B、C”;

將中性點對地電容電壓符號U改為U

———CeC。;

將中性點電壓由改為U

———“e-n”“30”;

將帶余數(shù)的分數(shù)表達改為無余數(shù)的分數(shù)表達如2改為

———,“16/3Hz”“50/3Hz”;

將圖中的線路截面圖標由彩色填充改為花紋填充見附錄圖

———IECTR61869-102:201417(CC.4);

對參考文獻進行了調(diào)整并增加了和

———,IEC61869-3IEC61869-4;

將的中引用的標準改為對應(yīng)的國標見

———IECTR61869-102:2014A.2IEC(D.2);

將的電壓互感器一次二次端子標志統(tǒng)一改為與

———IECTR61869-102:2014、“A、N”“a、n”;

將的電流互感器一次二次端子標志由與改為

———IECTR61869-102:2014、“K、L”“k、l”“P1、P2”

與

“s1、s2”。

本部分由中國電器工業(yè)協(xié)會提出

。

本部分由全國互感器標準化技術(shù)委員會歸口

(SAC/TC222)。

本部分起草單位國網(wǎng)陜西省電力公司電力科學研究院沈陽變壓器研究院股份有限公司中國電

:、、

力科學研究院有限公司云南電網(wǎng)有限責任公司電力科學研究院特變電工康嘉沈陽互感器有限責任

、、()

公司大連第一互感器有限責任公司大連北方互感器集團有限公司江蘇科興電器有限公司浙江天際

、、、、

互感器有限公司江蘇靖江互感器股份有限公司重慶山城電器廠有限公司江西贛電電氣有限公司大

、、、、

Ⅴ

GB/T20840102—2020

.

連華億電力電器有限公司國網(wǎng)吉林省電力有限公司電力科學研究院國網(wǎng)江西省電力有限公司電力科

、、

學研究院國網(wǎng)上海市電力公司電力科學研究院

、。

本部分主要起草人王荊韓彥華章忠國王曉琪吳經(jīng)鋒楊曉西劉紅文劉玉鳳沙玉洲王仁燾

:、、、、、、、、、、

任婷劉彬楊峰唐福新熊江詠徐文張愛民李濤昌王繼元劉翔張本帥蔡強趙世祥晏年平

、、、、、、、、、、、、、、

陳文中

。

Ⅵ

GB/T20840102—2020

.

引言

自世紀上半葉起很多學者開展了鐵磁諧振現(xiàn)象的研究主要研究了基頻諧

20,。R.Rüdenberg

振[1]其他學者研究了高頻和分頻諧振其后和[2]對這一現(xiàn)象進行了詳細匯

,。K.HeuckK.D.Dettmann

總介紹[3,4]進行了各種鐵磁諧振的基本試驗其研究結(jié)果被廣泛引用

。Bergmann,。GermayN.、

和在會議上發(fā)表了有關(guān)的綜述文章[5]

MasteroS.VromanJ.1974CIGRE。

在過去的年中依據(jù)的電磁式電壓互感器和的組合式互感器在變電

20,IEC61869-3IEC61869-4

站中的鐵磁諧振問題在國際大電網(wǎng)工作組和美國的委員會均進行過討論討論結(jié)果刊登在大電

IEEE。

網(wǎng)技術(shù)報告[5]和出版物[6]上

IEEE。

這些出版物的發(fā)表是因為變電站中頻繁發(fā)生鐵磁諧振因此需要開發(fā)更加高效的系統(tǒng)和設(shè)備

,。

這個發(fā)展趨勢會導致如下結(jié)果

:

設(shè)備的額定電壓U向設(shè)備允許的最高電壓U轉(zhuǎn)移[7]

a)prm(IEC60071-1);

通過減小電磁式電壓互感器的鐵芯截面增大磁通密度B

b);

通過使用新的設(shè)備如中壓和高壓互感器減小變電站的電容導致非線性電路的激磁電壓

c)()

提高

;

使用負荷大約為的數(shù)字式儀表和繼電器變電站的實際負荷減小而對電磁式電壓互感

d)1VA,,

器還一直規(guī)定較高的二次負荷從到然而實際上這些高的負荷通常也不

(50VA400VA)。,

足以導致鐵磁諧振的發(fā)生

。

Ⅶ

GB/T20840102—2020

.

互感器第102部分帶有電磁式電壓

:

互感器的變電站中的鐵磁諧振

1范圍

的本部分給出了帶有電磁式電壓互感器變電站中鐵磁諧振現(xiàn)象原理實例分析及抑

GB/T20840、、

制方法的介紹電磁式電壓互感器及其他非線性電感元件會導致鐵磁諧振鐵磁諧振會給電磁式電壓

。,

互感器和其他設(shè)備帶來極大的危害

。

本部分適用于指導電網(wǎng)中鐵磁諧振的計算仿真實驗測量以及防止和抑制措施

、、、。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的凡是注日期的引用文件僅注日期的版本適用于本文