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??? 目前，我國電力網的母線電壓互感器絕大部分是電磁感應型的，等效電路為可變電感與一中值電阻串聯。110 kV以上的斷路器大部分都帶有均壓電容。母線對地自然形成一電容，母線對地電容與母線電壓互感器并聯。斷路器均壓電容與電壓互感器的聯接與設備的運行方式有關，它們串、并聯后可能導致母線系統發生鐵磁諧振。過電壓將損壞設備，造成電網事故。
1 某變電站的事故過程

　? 某變電站有150 MVA的三圈變壓器2臺，220 kV出線3回，110 kV出線9回，110 kV電氣主接線為雙母線。?

　1997年某日，該站的2條110 kV新出線投產及1條110 kV出線大修完畢欲試運行。啟動前的運行方式如圖1所示。空出110 kVⅡ段母線及2號主變準備對3條110 kV線路充電，母聯開關處于冷備用，1號主變接于　Ⅰ段母線上帶其余110 kV出線供電。充電操作過程如下：電源通過2號主變對110 kVⅡ段母線、12PT、線路WL1、WL2、WL3充電；充電完成后，斷開3條線路及2號主變的斷路器102、105、108、109，以上4臺斷路器均處于熱備用狀態，12PT刀閘沒有拉開。14∶50，對側110 kV甲站給WL1充電，準備用12PT與Ⅰ段母線的11PT核對相序。此時發現Ⅱ段母線電壓表指針大幅擺動，AB、BC間電壓達150kV以上　，12PT A相的金屬膨脹器蓋彈出。切斷WL1對側110 kV甲站開關后，決定停止其它啟動操作，將2號主變的開關102轉接至Ⅰ段母線備用，操作順序是先合1021刀閘后斷1022刀閘。15∶30，合上1021刀閘時發現Ⅱ段母線電壓表指針劇烈擺動，12PT A相爆炸起火，立即手動切斷1號變3側開關，事故消除。此次事故使6個110 kV變電站失電。

　事故后檢查發現：12PT A相內部線圈有短路，B、C兩相內部線圈的絕緣局部受損；12PT上方架空線B相和C相有短路痕跡，燒了幾只絕緣子；Ⅱ段母線避雷器的B相和C相計數器各動作1次；1號主變110kV側中性點接地軟銅線熔斷；1號主變的101斷路器B相和C相油色變為碳黑，1號主變的零序過流保護和相間過流保護動作；故障錄波儀動作；錄取到過電壓和故障電流。同時6個失電變電站的7臺主變另序過流保護也動作。

2 事故分析

圖2 等效電路圖

2.1 由對側110 kV甲站給全長僅8 km的WL1充電，本站105處于熱備用狀態，Ⅱ段母線電壓表指示值為1.4倍額定電壓，12PT A相膨脹器蓋彈出，可以證實有鐵磁諧振過電壓產生且12PT A相已損壞。其等效電路如圖2。圖中：

E為2號變110 kV側相電勢，E′為110 kV甲站電源相電勢；

C2、C5、C8、C9為SW4-110/1250開關的均壓電容900PF；

Co為Ⅱ段母線對地電容，大約500PF；
L為12PT的電感，額定電壓時XL≈2.5M健*

由于線路對地的電容遠大于900PF，因此與900PF串聯后仍約為900PF。

WL1的對測110kV甲站開關未合時，等值電路如圖2(a)。

所以電路不會諧振。

　WL1的對側110 kV甲站開關合上時，在2號主變110 kV側與甲站供電的WL1同相位時，開關102、105的母線側可視為等電位，如圖2(b)。

　電路極易諧振，實際發生諧振且損壞了12PTA相。

2.2 由于12PT A相已損壞，用1021刀閘對Ⅱ段母線充電時，12PT A相發生爆炸，A相接地產生強大的單相短路電流，將1號主變110 kV側中性點接地軟銅線燒斷。110 kV系統中性點不接地，1號主變不向接地點供短路電流，A相接地使B、C兩相對地電壓升高為線電壓。與該站110 kV相連的其它6個變電站7臺主變的中性點接地。7臺變壓器的B、C相繞組承受線電壓，其電壓向量及磁通向量如圖3。外站7臺主變向本站12PT A相接地點供短路電流的流向如圖4。由于外站各主變的A相外部單相短路，過電流使本站Ⅰ段母線的B、C相電壓也嚴重下降，B、C兩相繞組的電壓值并沒有升高，鐵芯沒有發生過飽和現象，受A相爆炸火球引起的B、C相架空線短路自行熄弧，因而只燒了幾只絕緣子。最后由主變相間過流保護動作跳斷路器101。1號主變110 kV側中性點引線燒斷，使起動的零序電流保護返回。在燒斷過程中，間歇電弧引起非故障相對地過電壓，使B、C相避雷器放電間隙動作，計數器計數。

3 結束語

3.1 認識產生母線鐵磁諧振的條件，測試系統的各種運行參數，以“定量”法判斷母線是否安全，以“預防”法制定母線運行操作方式。

3.2 母線鐵磁諧振的電壓幅值并不太大，且有零序電壓，及時發現和處理一般不會損壞設備，因此可裝設母線零序過電壓的瞬時預告信號，以便運行人員及時發現。

3.3 在母線充電倒閘操作過程中，若電源斷路器由冷備用轉熱備用時母線產生鐵磁諧振，則應立即將此斷路器轉運行以消除諧振。在母線停電倒閘操作過程中，若電源斷路器由運行轉熱備用時母線產生鐵磁諧振，則應立即將其返回運行狀態，將母線電壓互感器刀閘斷開后，再操作電源斷路器。

3.4 設計時應考慮連接線的熱穩定。

3.5 對設備充電應使用斷路器。