技术
关键词：电力变压器；5次谐波；负序电压；负序电压滤过器
0引言
在东北，因经济发展的相对落后，导致电力负荷波动很大，特别是在凌晨左右，电力负荷急剧减小导致系统电压升高，局部地区电网220kV系统达到240kV甚至更高。使得电网中的电力变压器运行在高电压水平，致使变压器产生过饱和，产生大量的高次谐波。传统理论认为变压器过饱和主要产生3次谐波，但随着电力变压器新技术、新工艺、新材料的使用与推广，电力变压器产生高次谐波特点也产生变化，5次谐波已成为电力变压器中最丰富的谐波。因其5次谐波的特殊性，对电网中运行的继电保护装置和计量装置带来严重危害和影响。
1基本概况
长春供电公司所属的榆树变电站、五棵树变电站是哈尔滨至大连电气化铁路的牵引变电站，正常运行方式为单台变压器运行。2003年4、5月份夜间22点至凌晨1点左右，两变电站66kV母线负序电压滤过器偶尔动作，发出电网负序电压偏高的信号，而此时系统运行一切正常，并没有任何事故发生。此种现象在2003年8月份达到了高峰，几乎每天夜间负序电压继电器都发出负序电压偏高的信号，严重影响了系统的安全运行。五棵树变电站是2001年9月由老五棵树一次变电站改建而成的电气化铁路牵引变电站，装有2台主变压器，型号为SFPZ4-63000和SFPZ8-63000，接线方式为Y0,d，新增4条220kV线路，其
中，榆五线与榆树一次变电站相连；榆树变电站为了适应电气化铁路的需要也进行了相应的改建，装有型号为SFPZ4-63000和SFPZ7-120000的变压器各1台，接线方式为Y。，d，220kV榆双线与双城堡变电站相连，而双城堡变电站也是电气化铁路牵引变电站。长春供电公司系统接线图见图1，这种系统结构使得榆树及五棵树变电站在220kV系统都含有产生谐波的非线性电力负荷。为查找负序电压继电器频繁误动的原因，于2003年11月3-5日对榆树及五棵树变电站进行谐波测试分析工作(测试时SFPZ7-120000变压器在运行中)。
2谐波测试与分析
2．1试验方法
谐波测试使用的是8000-2电能质量测试仪，其电压取自五棵树与榆树变电站220kV及66kV母线电压互感器的二次回路；电流取自五棵树与榆树变电站主变压器一次、二次主电流互感器的二次侧及各线路电流互感器的二次侧。依据中华人民共和国国家标准《电能质量公用电网谐波》的要求进行测试：①对每个谐波测点的谐波测试次数(数据)不少于5次；②取5次测量的算术平均值，同时记录测量66kV母线负序电压滤过器输出端电压的变化。
2．2测试内容
2003年11月3日17时至5日凌晨1时，在正常运行方式下测试，间隔2h记录一次220kV母线与66kV母线电压及谐波电压，66kV母线负序电压滤过器输出端电压值，主变压器220kV侧主电流互感器、66kV侧主电流互感器电流及谐波电流，220kV线路及66kV线路电流及谐波电流。零时起调整有载变压器分接头试验，模拟系统电压升高，在变压器有载
调压分接头的各位置运行工况下，测试上述参数。
2．3测试分析
为分析方便，仅列出榆树变电站谐波电压及谐波电流测试结果，分别见表1及表2。
从表1、表2的测试数据可知，榆树变电站在当天的有载调压变压器分接头位置在"7"，随着时间的推移，伴随着夜晚的来临，电力负荷的逐渐减少及系统电压的逐渐升高，其66kV母线负序电压滤过器输出端电压值及5次谐波电压含有率在逐渐增加。此时，尽管系统电压升高了，但其三相电压不平衡度值基本上没有变化。以榆树变电站为例：其220kV、66kV母线5次谐波电压含有率在傍晚17：30分左右分别为1．4％、2．6％，至深夜23时其5次谐波电压含有率已分别上升至1．8％、4．2％，超过国家标准1．6％及2．4％的限制值；同时66kV母线负序电压滤过器输出端电压也由2．9V上升为4．9V，并且用频谱示波
器观察负序电压滤过器输出端的电压是5倍频分量，而非基波负序电压。而此时榆树变电站主变压器二次主TA的负荷电流由260A减少至120A；5次谐波电流由9．6A升至39A并超过10A允许值。对于榆树变电站来讲，66kV线路共有6条分别是：榆城线、榆向线、榆秀线、榆北线、榆五线和榆大线，均不含有大型的非线性电力负荷，而且在傍晚时其负荷较大，在深夜其负荷较小，如榆向线、榆五线及榆大线在深夜时其负荷很小，几乎为零。我们知道非线性负荷产生的谐波大小与其负荷有紧密的关系，往往负荷最大的时刻也是产生谐波电流最大的时刻，所以国标中规定对非线性负荷应测试其最大负荷的工况。综合上面的测试及分析可以得出一个初步的结论，榆树及五棵树变电站66kV母线及220kV母线5次谐波问题不是由66kV母线所带的电力负荷产生的，而是与系统运行的电压水平密切相关。
