10kV电力系统谐振过电压的原因及抑制措施_孟繁宏

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2024年电网谐振过电压的限制方法（三篇）

2024年电网谐振过电压的限制方法

电力供电系统或者说在电力供电电网上，过电压现象十分普遍。如果没有防范措施，随时都可能发生，也随时都可以发现。引起电网过电压的原因很多。主要可分为谐振过电压、操作过电压和雷电过电压；其中谐振过电压在正常运行操作中出现频繁，其危害性较大；过电压一旦发生，往往造成电气设备的损坏和大面积的停电事故。多年电力生产运行的记载和事故分析表明，中低压电网中过电压事故大多数都是由谐振现象所引起的。由于谐振过电压作用时间较长，所引起谐振现象的原因又很多，因此在选择保护措施方面造成很大的困难。

为了尽可能地防止谐振过电压的发生，在设计和操作电网设备时，应进行必要的估算和安排，以避免形成严重的串联谐振回路；或采取适当的防止谐振的措施。

在电力生产和电力运行的中低压电网中，故障的形式和操作方式是多种多样的，谐振性质也各不相同。因此，应该了解各种不同类型谐振的性质与特点，掌握其振荡的性质和特点，制订防振和消振的对策与措施。

目前，我国35kV及以下配电网，仍大部分采用中性点不接地方式运行,一部分采用老式的消弧（消谐）线圈接地。从电网的运行实践证明，中性点不接地系统中一方面由于电压互感器铁心饱和引起的铁磁谐振过电压比较多，尽管采取了不少限制谐振过电压的措施，如：消谐灯、消谐器、TV高压中性点增设电阻或单只TV等，但始终没有从根本上得到解决，TV烧毁、熔丝熔断仍不断发生；另一方面由于中性点不接地运行方式的主要特点是单相接地后，允许维持一定的时间，一

般为2h不致于引起用户断电，但随着中低压电网的扩大，出线回路数增多、线路增长，中低压电网对地电容电流亦大幅度增加，单相接地时接地电弧不能自动熄灭必然产生电弧过电压，一般为3—5倍相电压甚至更高，致使电网中绝缘薄弱的地方放电击穿，并会发展为相间短路造成设备损坏和停电事故。而采用老式消弧线圈接地方式的系统由于结构的限制，只能运行在过补偿状态，不能处在全补偿状态，所以脱谐度整定的比较大，约在20%～30%，对弧光过电压无抑制效果。并需要手动调节分接头，然而此时却不能随电网对地电容电流的变化及时将电压调整到最佳的工作位置，影响功能发挥，也不适应电网无人值班变电所的需要。因此，我们可以采用自动调谐原理的接地补偿装置，通过过补、全补和欠补的运行方式，来较好地解决此类问题。目前自动调谐接地补偿装置主要是由五大部分组成：接地变压器、电动式消弧线圈、微机控制部分、阻尼电阻部分、中性点专用互感器和非线性电阻。接地变压器是作为人工中性点接入消弧线圈。消弧线圈电流通过有载开关调节并实现远方自动控制，采用予调节方式，即在正常运行方式情况下，根据电网参数的变化而随时调节消弧线圈的分接头到最佳位置。自动跟踪和自动调谐利用微机控制器实现。通过测量位移电压为主和中性点电流与电压之间的相位，能够准确的计算、判断、发出指令自动进行调整，显示有关参数：电容电流、电感电流、残流和位移电压等。还能追忆、报警、自动打印和信号远送，满足无人值班变电所的需要。

10kV电压互感器防谐振措施评述

压导致的设备事故时有发生。现结合各变电站的实际运行情况，绍了铁磁谐振过电压产生的机理，介并对１Ｖ电压互感器防铁磁谐振０ｋ的措施进行了研究分析。
关键词：磁谐振；铁消谐器；抗谐振Ｐ；口三角绕组Ｔ开
下降。另外，性点串接电阻除了要考虑Ｒ＞６中／外，阻的电
１１Ｖ电压互感器的运行情况０ｋ
热容量也必须加以考虑。如直接采用线性电阻，电阻元件的若
盐城供电公司东台检修分公司（以下简称“ 工区现投入容量及绝缘水平选择不合适，往往就会导致沿面闪络、电阻烧
当大的热容量，可满足放电电流的要求。还
３２电压互感器开口三角绕组接电阻或分频消谐装置．
此时的电气接线可用电感Ｊ已和电容ｃ等效电路表示。
剧增大，感值减小，三相电感值产生差异变化，零点出现零序使
电压。
０引言为监视对地绝缘及满足测量仪表的测量需要，中性点不在接地的１Ｖ电力系统中，０ｋ常把电压互感器的中性点接地。雷电、大风引发导线接地短路故障或空载母线送电时，如操作

10kV电力系统谐振过电压的原因及抑制措施_孟繁宏

10 kV电力系统谐振过电压的原因及抑制措施

孟繁宏，李学山，张占胜

摘要：通过对10 kV中性点不接地运行方式下谐振过电压的分析，说明产生谐振过电压的条件、种类及特点，并提出以下抑制谐振过电压的措施：采用自动调谐接地补偿装置或可控硅多功能消谐装置，在电压互感器的中性点接消弧线圈，或接消谐器等。

关键词：铁路；电力；过电压；抑制措施

Abstract:By analyzing the resonant over-voltage in 10 kV power supply system with its neutral point being unearthed, illustrates the conditions causing the resonance over-voltage and their types and characteristics, and puts forward the following measures to suppressing resonant over-voltage: by adopting automatic tuned earthing compensation device or silicon-controlled resonance suppressor, connecting the arc-extinguishing coil with neutral

point of the voltage transformer or connecting the resonance suppressor.

电力系统中谐振过电压的产生与解决对策

摘要：除了家电之外，在日常生活中会因为电磁感应产生的振动导致一些细部用电仪器出现损坏以及运作时令的问题，与此同时在一些大型的电力供给、传输运作以及发电上都会有这种问题的出现，所有出现的这种问题都被称作谐振过电压。本文对电力系统中谐振过电压的产生进行了分析和探讨，并且有针对性的将有效的解决问题的措施提了出来，希望能够对大家有所帮助。

关键词：谐振过电压问题策略

引言

电路当中如果有电流通过就会产生磁场，在生产电力上电与磁的互相转化使人类的生活得到了极大地帮助。然而在我国的电力工作当中因为这类问题的出现从而造成了很多的损失，其不仅严重的危害到了国家的财产安全，甚至会经常性的造成人员伤亡状况的出现。我国的电力专家为了促进过电压危害这一问题的有效解决，对其中的很多方法进行了总结，本文具体的介绍了谐振过电压的现象，并且将有效的解决措施提了出来，供大家参考。

一、谐振过电压概述

造成电网过电压现象在电力系统中出现的原因有很多，如果过于频繁的出现谐振过电压等现象，就会产生很大的危害性。一旦出现过电压现象，就会烧毁以及损坏电气设备，在严重的情况下还会导致停电事故的发生。由于时间较长的谐振过电压作用。但是却不可以采用避雷器的方式进行限制，所以在实施保护的这一方面具有相当大的困难。由铁心电感元件，包括消弧线圈、电抗器、电压互感器、变压器以及发电器等，还有一些系统的电容元件，包括电容补偿器以及输电线路等共同促成了共谐条件的形成，导致谐振过电压在系统当中产生[1]。

二、产生谐振的原因以及将其激发出来的条件

电力系统中谐振过电压的产生与解决对策

科技论坛
・１４１・
电力系统ห้องสมุดไป่ตู้中谐振过电压的产生与解决对策
朱建平闰峰（鸡东县电业局，黑龙江鸡东１５８２００）
摘要：在日常的电路生产运作中除了家用电器外一些小细部用电仪器常因为电磁感应产生的振动导致一起运作时令或者损坏的问题，并且在一些大型的发电、传输运作、电力供给等仪器上也会出现此类问题，这种问题被称为谐振过电压，本文将对此类问题进行简单的介绍和提供几点有效的解决问题的措施。关键词：谐振过电压；问题；策略在电流通过电路时会产生磁场，电与磁的相互转化在生产电力上容）３Ｃｏ中存储的电荷，对三相电压互感器高压绕组电感Ｌ／３放电，相当为我们提供了极大的助力，但是也是由于这类问题我国电路工作中往个直流源作用在带有铁芯的电感线圈上，铁芯会深度饱和。对于接地往由于过电压问题产生很多巨大的经济损失甚至有些情况出现了人员相来说，更是相当一个空载变压器突然合闸，叠加出更大的暂态涌流。伤亡，因此为了解决过电压危害我国电力专家总结了很多方法，本文就在高压绕组中Ｊ性点安装电阻器Ｒｏ后，能够分担加在电压互感器两端的针对于谐振过电压这一现象进行具体的介绍，并提供几点解决问题措电压，从而能限制电压互感器中的电流，特别是限制断续弧光接地时流施的意见。过电压互感器的高幅值电流，将高压绕组中的涌流抑制在很小的水平，１概述相当于改善电压互感器的伏安特ｌ生。在电力系统中引起电网过电压的原因很多，其中谐振过电压出现３．１．４电压互感器一次侧中性点经零序电压互感器接地，此类型接相对频繁，其危害性较大。过电压一旦发生，往往会造成电气设备的损线方式的的电压互感器称为抗谐振电压互感器，这种措施在部分地区坏、烧毁，甚至发生停电事故。由于谐振过电压作用时间较长，而且不能有成功经验，其原理是提高电压互感器的零序励磁特陛，从而提高电压用避雷器限制，因此在选择保护措施方面有较大的困难。谐振是由铁互感器的抗烧毁能力，已有很多厂家按此原理制造抗谐振电压互感器。电感元件，如发电机、变压器、电压互感器、电抗器、消弧线圈等和和系但是应注意到，电压互感器中．ｆ生点仍承受较高电压，且电压互感器在谐统的电容元件，如输电线路、电容补偿器等形成共谐条件，激发持续的振时虽可能不损坏，但谐振依然存在。铁磁｛凿振，使系统产生谐振过电压。３．１．５电压互感器二次侧开三角绕组接阻尼电阻，在三相电压互感器一次侧中性串接单相电压互感器或在电压互感器二次开口三角处２谐振产生的原因及激发条件力系统是—个复杂的电力网络，在这个复杂的电力网络中，存在着接人阻尼电阻，用于消耗电源供给谐振的能量，能够抑制铁磁谐振过电很多电感及电容元件，尤其在不接地系统中，常常出现铁磁谐振现象，压，其电阻值越小，越能抑制谐振的发生。给设备的安全运行带来隐患，下面先从简单的铁磁谐振电路中进行分３．１．６中．点经消弧线圈接地，中性点经消弧线圈接地有以下优点：析。瞬间单相接地故障可经消弧线圈动作消除，保证系统不断电；永久单相接地故障时消弧线圈动作可维持系统运行一定时间，可以使运行部门下列激发条件造成电压谐振：（１）电压互感器的突然投入；有足够的时间启动备用电源或转移负荷，不至于造成被动；系统单相接（２）线路发生单相接地；地时消弧线圈动作可有效避免电弧接地过电压，对全网电力设备起保护作用；由于接地电弧的时间缩短，使其危害受到限制，因此也减少维（３）系统运行方式的突然改变或电气设备的投切；修工作量；由于瞬时接地故障等可由消弧线圈自动消除，因此减少了保（４）系统负荷发生较大的波动；护错误动作的概率；系统中．胜点经消弧线圈接地可有效抑制单相接地（５）电网频率的波动；（６）负荷的不平衡变化等。电流，因此可降低变电所和线路接地装置的要求，且可以减少人员伤３常用的消谐方法及优缺点亡，对电磁兼容性也有好处。３．２中性点直接接地系统谐振消除方法及优缺点３．１中陛点不接地系统常见的消谐措施３．１．１采用励磁特性较好的电压互感器３．２．１尽量保证断路器三相同期、防止非全相运行。目前，在我单位新建变电站电压互感器选型时尽量采用采用励磁３．２．２改用电容式电压互感器（ＣＶＴ），从根本上消除了产生谐振的条特ｆ生较好的电压互感器。电压互感器伏安特ｌ｝常好，如每台电压互感件，但是电容式电压互感器价格高、带负载能力差、且仍带有电感，二次器起始饱和电压为１．５Ｕｅ，使电压互感器在一般的过电压下还不会进入侧仍要采用消谐措施。增加对地电容，操作时让母线带上一段空线路或饱和区，从而不易构成参数匹配而出现谐振。显然，若电压互感器伏安耦合电容器。３．２．３带空载线路可以很好地消谐，但有可能产生一个很大的冲击特陛非常好，电压互感器有可能在一般的过电压下还不会进入较深的饱和区，从而不易构成参数匹配而出现谐振。从某种意义上来说，这是电流通过互感器线圈，对互感器不利，而耦合电容器十分昂贵，目前尚治本的措施。但电压互感器的励磁特性越好，产生电压互皆振的电无高压电容器。３．２．４与高压绕组串接或并接一个阻尼绕组，可消除基频谐振，在发容参数范围就越小。虽可降低谐振发生的概率，但一旦发生，过电压、过生谐振的瞬间投Ａａｔ￣，阻尼电阻将会增加投切设备和复杂的控制机构。电流更大。３．１．２在母线上装设中性点接地的三相星形电容器组，增加对地电３．２－５电容吸能消谐，对幅值较高的基频谐振比较有效，但对于幅值容这种方法，当增大各相对地电容，可防止谐振。如果零序电容过大或较低的分频谐振往往难以奏效。３．２．６在开口三角形回路中接入消谐装置，能自动消除基频和分频过小，就可以脱离谐振区域，谐振就不会发生。３．１．３电流互感器高压侧中性点经电阻接地，由于系统中性点不接谐振，需在压变开口三角绕阻回路中增加１根辅助边线，增大了投资。３．２．７采用光纤电压互感器，可以有效地消除谐振。价格较高，但是地，Ｙ０接线的电磁式电压互感器的高压绕组，就成为系统三相对地的容易受到腐蚀或者损坏，因此适应Ｉ生比较差。唯—金属通道。系统单相接地有两个过渡过程，一是接地时；二是接地其工作环境要求苛刻，

10kV电压互感器谐振产生原因及对策

作者：张红平

来源：《华中电力》2013年第05期

摘要：分析了中性点不接地的10kV配电系统中电磁式电压互感器发生铁磁谐振的原因，并指出其对配电系统和设备所产生的危害，以及提出各种消除谐振的措施，且简要分析了各措施的优缺点。

关键词：电压互感器铁磁谐振消谐

中图分类号：TM835

0 前言

中性点不接地的10kV配电系统中，大多采用电磁式电压互感器（PT），其一、二次绕组接成星形，且中性点直接接地，另三次绕组接成开口三角形，用来监测系统是否出现单相接地。正常运行时，PT的励磁感抗相对于10kV系统的对地容性阻抗大得多，且三相基本平衡，中性点偏移电压很小，系统不会发生谐振。但发生某些情况时，会使PT三相励磁电感迅速饱和，且各相饱和程度差别很大，致使三相对地阻抗明显不平衡，系统中性点电压产生偏移，参数匹配得当时使PT励磁电感和三相对地电容构成的回路产生谐振过电压。这种过电压的发生可导致设备的损坏，对系统造成谐波污染等问题。

1 电压互感器产生谐振的原因

10kV配电系统是不接地系统，但其星形接法的PT高压侧中性点必须直接接地，同时

10kV母线和线路有对地电容，其等值电路见图1，其中EA，EB，EC为三相电源电动势。此时各相对地励磁电感LA=LB=LC=L0与母线和线路对地等值电容C0间组成独立的振荡回路。

在正常运行条件下，励磁电感LA = LB =LC = L0，各相对地导纳YA=YB=YC=Y0，三相对地负载是平衡的，电网的中性点电位约为零，即不发生中性点电位偏移。但是当电网发生冲击扰动使一相或两相的对地电压瞬间升高。现在假定，由于扰动的结果，A相对地电压瞬间提高，这使得A相PT的励磁电流突然增大而发生饱和，其等值励磁电感LA相应减小，以致YA≠Y0，这样三相对地负荷不平衡，中性点发生偏移电压UN，根据基尔霍夫第一定律。可以得出：

电力系统谐振过电压产生的原因及防范措施

摘要电力系统中，厂站因过电压引起故障甚多，特别是谐振过电压，对设备甚至系统安全稳定运行影响大。分析原因，找出问题，提出防治措施很有必要。

关键词谐振过电压；PT；铁芯饱和；防范措施

0 引言

我国电力系统分为不同电压等级，35kV及以下配电网采取中性点不接地和经消弧线圈接地方式；110kV及以上配电网采取中性点直接接地方式。过电压种类多，主要有谐振、雷电和操作过电压；其中谐振过电压较常见，作用时间长、次数频繁、危害大，须采取措施预防。

1 谐振过电压产生原因

电网运行中，正常时中性点不接地系统PT铁芯饱和易引起谐振过电压；中性点不接地方式发生单相故障可引起谐振过电压。运维人员操作或事故处理方法不当亦会产生谐振过电压。另外设备设计选型、参数不匹配也是谐振过电压产生原因。

2 铁磁谐振

为满足电网测量、保护需要，电力系统中配置大量电感电容元件，如：互感器、电抗器等电感元件；电容器、线路对地电容等电容元件。当进行设备操作或系统故障时，电感电容元件构成振荡回路，在一定条件下产生谐振，损坏设备影响系统。

2.1 原因分析

图1某水厂单串接线图，采用接线，110kV系统中性点直接接地，变压器、PT等分相运行，变压器、PT高压绕组接成Y0，该厂多次发生铁磁谐振过电压。原因：

图1 某水电站单串接线图

1）故障时产生谐振过电压。当系统发生单相故障时，因整个电网系统中电感电容元件参数不匹配，两者共同作用，为谐振产生创造条件，最终导致铁磁谐振过电压发生；

2）操作时产生谐振过电压。110kV开关为双断口且并联均压电容，停送电

浅析电力系统中谐振过电压的原因及防范措施

发表时间：2018-03-23T14:29:03.593Z 来源：《防护工程》2017年第32期作者：宋子健

[导读] 但往往不一定能准确及时判断出接地线路，以致延误消振时间，所以，工作中为及时消除谐振一般先考虑选择上述四种途径。

大唐长春第二热电有限责任公司吉林长春 130031

摘要：对电力系统中谐振过电压的产生原因进行了分析和探讨，介绍了目前常用的消谐方法及优缺点，提出了防止谐振过电压的措施和谐振事故的处理方法，提高系统运行稳定性。

关键词：电力系统；谐振；过电压；稳定性

电力系统中引起过电压的原因很多，其中谐振过电压出现相对频繁，危害性较大。过电压一旦发生，往往会造成电气设备的损坏、烧毁，甚至发生停电事故。由于谐振过电压作用时间较长，且不能用避雷器限制，在选择保护措施方面有较大的困难。谐振是由铁心电感元件，如发电机、变压器、电压互感器、电抗器、消弧线圈等和和系统的电容元件，如输电线路、电容补偿器等形成共谐条件，激发持续铁磁谐振，使系统产生谐振过电压。

1 谐振产生的原因

简单的R、C和铁芯电感L电路中，假设在正常运行条件下，其初始状态是感抗大于容抗，即ωL＞（1/ωC），此时不具备线性谐振条件，回路保持稳定状态。但当电源电压有所升高时，或电感线圈中出现涌流时，有可能使铁芯饱和，其感抗值减小，当ωL＝（1/ωC）时，即满足了串联谐振条件，在电感和电容两端便形成过电压，回路电流的相位和幅值会突变，发生磁谐振现象，谐振一旦形成，谐振状态可能“自保持”，维持很长时间而不衰减，直到遇到新的干扰改变了其谐振条件谐振才可能消除。

10kV配电系统的消谐措施

在10kV中性点不接地的配电系统中，由于配电网的不断发展使线路参数发生变化，较常出现运行中电压互感器烧损、高压熔丝一相或两相熔断等异常故障。这不仅影响了电能表的连续、准确计量，而且还导致保护装置的延误动作，危及配电网的安全运行。其重要原因是：电压互感器励磁电感和配电系统对地电容形成匹配，并在一定条件的激励下，使电压互感器产生磁饱和，引发铁磁谐振。其谐振过电压的幅值可达相电压的2～3 5倍，可致使电压互感器烧损或高压熔丝熔断。为此，通过对电压互感器产生铁磁谐振原因的分析，以采取消谐措施。

1电压互感器引发铁磁谐振的原因

10kV配电系统采用中性点不接地方式运行，其线路出线(尤其是电缆出线)对地存在分布电容。当系统运行正常时，各相电压互感器的感抗相等，中性点电压等于零。当线路因断线、雷击或其他原因而产生单相接地故障时，接地相对地电压降到接近于零，而非故障相对地电压上升√3倍，导致中性点位移，中性点对地电压升高，系统的稳定性和对称性遭到破坏。在发生单相接地故障时，其接地点电阻较大且接触不良，因而在接地点出现瞬燃瞬熄的电弧放电，从而造成电压瞬高瞬降，而引发电能、磁能的振落。电压互感器在电磁振荡的激励下极易产生磁饱和，暂态励磁电流急剧增大，电感值下降，从而引发铁磁谐振。

同时，由于各相感抗发生变化，各相电感值不相同，中性线产生零序电压，使电压互感器出现零序电流，与对地电容构成回路。当感抗大于容抗(WL>1/Wc)时，回路不具备谐振条件。但在电压互感器铁芯磁饱和后，其电感逐渐减小，当电感降到满足WL=1/WC时，即具备谐振条件，从而产生谐振过电压。(只有在XC/XL≤0.01时，才不会发生谐振)在发生谐振时电压互感器一次励磁电流急剧增大，使高压熔丝熔断。当电流尚未达到熔断熔丝的情况下，而又超过电压互感器额定电流，若长期处于过电流状况下运行，即造成电压互感器的烧损。

电网谐振过电压的限制方法

1.增加电容器的谐振电抗：通过增加电容器的谐振电抗，可以有效地

限制谐振过电压的产生。这可以通过在电容器和电网之间串联电感元件实现，例如串联电感线圈或串联电抗器。

2.控制谐振频率：降低谐振频率可以有效地减少过电压的发生。这可

以通过改变电容器的额定值或选择合适的电感器来实现。此外，还可以采

用带有可调节参数的电容器，以便在需要时通过调节参数来改变谐振频率。

3.准确选择电容器：选择合适的电容器是限制电网谐振过电压的重要

因素之一、在选择电容器时，要考虑其额定电压和频率响应特性。电容器

的额定电压应大于电网中可能出现的最高电压值，并且它的频率响应特性

应与电网频率相匹配。

4.控制电容器接线：电容器的接线方式也会影响电网谐振过电压的发生。例如，星形接线比三角形接线方式更有利于减少过电压现象的发生。

5.定期检测和维护：定期检测和维护电容器和相关设备是限制电网谐

振过电压的关键措施之一、这可以通过定期检查接线连接、检测电容器的

电压和频率响应特性以及及时更换老化的电容器来实现。

6.使用过电压保护装置：安装过电压保护装置是保护电网设备的有效

方式。这些装置可以在电网谐振过电压超过设定值时自动切断电源，以保

护电网设备免受损坏。

7.采用阻尼器：为了防止电网谐振过电压的产生，可以在电容器和电

网之间并联阻尼电阻。这种方法可以通过在路线中添加电阻、采用特殊设

计的电抗器或使用阻尼装置来实现。

8.谱隔离：谱隔离是一种有效的限制电网谐振过电压的方法。通过控制电容器的电流谱，可以减少谐振电流的泄漏。这可以通过滤波器和降低高次谐波电流来实现。

电力系统铁磁谐振过电压的产生及消除防范对策.

浅析电力系统铁磁谐振

过电压的产生及消除防范对策

摘要：利用图解法对非线性振荡回路中电流变化时,感性负载、容性负载电压的变化特性进行了分析，得出铁磁谐振过电压产生的原因指出对电气设备造成的危害和铁磁谐振发生的现象, 提出了消除这种过电压的方法和防范对策。

关键词：电力系统；铁磁谐振；理论分析；对策

引言

铁磁谐振是电力系统中常见的现象之一, 谐振过电压事故也屡有发生。电力系统中存在着许多电感和电容元件, 当系统进行操作或发生故障时, 这些电感和电容元件可能构成各种振荡回路, 在一定条件下会产生谐振现象, 从而导致系统的某些部分或元件出现严重的过电压, 危及电气设备的安全, 影响保护装置的可靠性。如果满足一定条件，就可能激发持续时间较长的铁磁谐振过电压。

铁磁谐振过电压可以是基波谐振, 可以是高次谐波谐振, 也可以是分频谐振。中性点不接地系统中比较常见的发生铁磁谐振过电压的情况

有:接有电磁式电压互感器的空载母线;配电变压器高压线圈对地短路; 用电磁式电压互感器在高压侧进行双电源的定相; 输电线路一相断线后一端接地以及开关非同步动作等。

铁磁谐振过电压可以在3〜330KV的任何系统中，甚至在有载长线的情况下发生，过电压幅值一般不超过1.5〜2.5Uxg最高运行相电压，个别可达3.5 Uxg;谐振过电压持续时间长，可达十分之几秒以上，甚至可能长期存在, 因此不能用避雷器限制。

铁磁谐振过电压的表现形式可能是单相、两相或三相对地电压升高, 出现虚幻接地现象或不正确的接地指示; 或者高, 或以低频摆动, 引起绝缘闪络或避雷器爆炸; 或产生高次谐波在互感器中出现过电流, 引起熔断器熔断或互感器烧毁等。

10kV配电系统的消谐措施

1电压互感器引发铁磁谐振的原因

浅谈电力系统中谐波的危害以及预防措施

科技论坛
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浅谈电力系统中谐波的危害以及预防措施
邢庆丰郭旭明
（黑龙江省方正县电业局，黑龙江方正１５０８００）
摘要：随着科学技术、工业生产自动化的不断提高，半导体器件的产生发展，特别是近年来大型可控硅及逆变器等非线性负载的大量增多，而这些非线性负载能把高次谐波电流注入电网。从而引起电网系统电压和电流波形发生畸变，使电网受到严重污染。
关键词：谐波；危害；损耗；趋肤效应
Байду номын сангаас
危胁。谐波对配电盘的危害的基本征兆是发热，或是由过热造成损１高次谐波对各种电气设备的危害非线性负载产生的谐波电流，能够在电力系统的某些设备上明坏。在配电盘里，可能出现的过热点是中性母线及其连接点，它们往显的反映出来，常见的有变压器和中性线。在电动机、发电机和移相往载有过量的中性线电流。谐波还会使各种表计误差加大，使电讯线路产生干扰。电容器中也有些表现。由于电压畸变，所含的高频成份将造成发电、输电、变电、配电高次谐波其它危害还有：使半导体器件本身有误触发、丢脉冲和用设备过热、损耗增大、系统过电压、失控等。土频电流在输电导等，使电力系统无功功率增加，功率因数下降。同时对一些电子设线截面内是均匀分布的，而高频电流则产生严惩的趋肤效应，使导备，仪器也将产生程度不同的影响，以至于不能正常使用。线有效电阻增大。如３００ｍｍ导线，通过工频电流时，靠近中心一半２高次谐波的防止对策面积上的电流密度为平均值的９０％，表面一半面积上为１００％，这综上所述，大量非线性负载的授入，交流工频电流将成为含有它们流经电源和系统中的阻抗时，使供电电时，电流密度为平均值的９０％，表面一半面积上为１１０％，这时，电流高次谐波的畸变电流，在导体上的总的损耗为内外两部分之和。压波形发生畸变，这给电网及系统中运行的设备、仪器带来很大的危害，因此，研究抑制消除电力系统中的高次谐波，确保电力系统免Ｉ？Ｒｉ＋Ｒ０＝（（０．９／２）￣２．２Ｒ＋（（１．１／２）Ｉ）２．２Ｒ＝１．０１１２Ｒ随着频率的升高，趋肤效应也越来越加显著，有效电阻也越大。遭污染侵害是十分必要的。消除或抑制谐波的对策可以两方面考虑。一是从非线性负载３００ＨＺ时为１．２１倍，４２０ＨＺ时为１．３５ＩＲ。由于电流波形畸变，流过使它们尽可能减少谐波电流的注入量。二是设法改变系导体的电流除基波外，又增加了高次谐波电流分量。接有大量非线本身人手，性负载的电网损耗将增大，导体发热更加严重，系统用电设备也将统中谐波电流的流向，以消除和防止谐波的影响。通常的做法有：工作不稳定等。２．１在非线性负载回路增设谐波滤波器。主要适用于可控硅整中性线：在三相四线制系统中，中性线将受到接在相电压上的流装置，中频电源装置及各种电子逆变器等。滤波器可以对某些谐非线性负载的影响。在正常情况下，三相线性负载平衡时，中性线的波产生强烈的吸收作用，以减少谐波电流有含量。采用单调谐滤波电流为零。当存在非线性负载时，某些高次谐波即奇次谐波会在中器可以对５ — １３次谐波进行滤波，对１７次以上的谐波则应采用高通性线里叠加起来。如由三次谐波序列构成的负载电流越来越多时，滤波器结线。２．２对非线性负载的供、配电回路要分开独立设置，供电变压器更多的未被抵消的电流将会在中性线中流动。在这种情况下，中性线的过电流还会在中性线和接地线间产生高于正常的电压跌落。如必须使用ｙ／Ａ接线方式，即一次侧为Ｙ接，二次侧为角接。其它用果中性线电流特别大，甚至超过其导线额定电流的８０％，则必须要电设备不宜与非线性负载共用一台供电变压器，如从经济角度考切除部分次要负载，否则就必须增加中性线的截面积，这对三相四虑，需用一台变压器供电时须对非线性负载产生的谐波电流成份予线制系统的安全和经济运行都是不利的。以防治，以确保其它用电设备的可靠、安全使用。电力线路，当谐波电流通过架空线时，可能产生串联谐振，甚至２．３对变压器的保护方法造成危险的过电压。电力电缆在谐波电压作用下，其绝缘材料会因保护变压器的一个途径是把变压器上的负载量限制在其额定所含的少量气体电离并经电气、机械、物理和化学变化而加速老化。值的某个百分数范围内。这被称为降低变压器额定容量法。这是美采用这种方法降低额定绝缘强度降低，泄漏电流增大，使寿命缩短。如正常工频电流电压国计算机和商业设备同业协会提供的方法。下，寿命为２５年，而在含有五次、七次谐波电流电压作用下，寿命仅容量，必须测量变压器二次侧各相的有效值和瞬时尖峰值。这种方为９年。谐波的危害可见一般。高频大幅度谐波还可能引起局部放法比繁琐，也不特别适用。在负载处安装谐波滤波器，不但能消除该电，产生内部击穿情况，对电力线路的危害更加严重。变压器的谐波电流，而且可以防止高次谐波窜至连接在这个电力系谐波对变压器的危害：当较高频率的电流注入变压器时，将产统上的其它易受影响的用电设备。也可以采用更强的冷却方式，以生趋肤效应和邻近效应，在绕组中引起附加损耗与变压器铁芯有关降低变压器因高次谐波引起的额外的热量。２．４保护感应电动机的方法的铁损亦有增加。于是变压器将产生相当大的热量。如果变压器一次侧接线为三角形，二次侧接线为星形，那么非线性负载将使该变感应电动机对供电线路电压谐波畸变率特别敏感。一般经验证电动机供电电压的总谐波的畸变率不应超过５％。为此，感应电压器承受额外过热之害。由于非线性负载使支路电流含有较多高次明，谐波电流，而诸奇数谐波电流不但不能抵消，反而会叠加，以谐波电动机应接在一条独立馈线上，其端电压的畸变就会减少。此外，应该流在中性线中流动。当该电流返回星形结线的二次绕组时，它被感采取减少给非线性负载供电的线路的阻抗的措施，即增大导线截面应到角结线的一次绕组，并形成环流。这个环流成为产生额外热量积。或在非线陛负载处增加谐波滤波器。的原因，且对谐波电流本身产生的热量起助长作用。谐波电压还会随着我国工业自动化水平不断提高，谐波问题在没有得到很好使变压器激磁电流增大，效率降低，功率因数变坏。当谐波电压长期的解决之前，只能会越来越严重，但同时对电网的供电质量的要求

10kV系统过电压原理及抑制措施

刘敏;侯赞;王晓冀;王璐;丁衡宇;熊慧敏

【摘要】本文针对近期频发的10kV PT烧毁事故,分析了10kV中性点不接地系统中过电压产生的原理,并针对不同原理提出了抑制措施.对由铁磁谐振引起的过电压,提出了4PT消谐法并予以计算验证.

【期刊名称】《低碳世界》

【年(卷),期】2016(000)025

【总页数】2页(P64-65)

【关键词】中性点不接地系统;铁磁谐振过电压;单相PT;消谐措施

【作者】刘敏;侯赞;王晓冀;王璐;丁衡宇;熊慧敏

【作者单位】国网湖南省电力公司检修公司,湖南长沙410000;国网湖南省电力公

司检修公司,湖南长沙410000;国网湖南省电力公司检修公司,湖南长沙410000;国

网湖南省电力公司检修公司,湖南长沙410000;国网湖南省电力公司检修公司,湖南

长沙410000;国网湖南省电力公司检修公司,湖南长沙410000

【正文语种】中文

【中图分类】TM864

近年来，先后发生220kV大塘冲变、下东变电站10kV PT高压侧保险熔断等事故，其原因都是由于10kV电网过电压引起。目前10kV系统多采用中性点不接地运行方式，间歇性弧光过电压可达3～5倍相电压值［1］，在一定条件易产生铁磁谐

振过电压，可能熔断PT高压侧保险甚至烧毁PT。本文对10kV不接地系统产生

过电压的原因进行了分析，并提出了相应解决措施。

电力系统中存在着许多非线性感性元件，如发电机、变压器、电压互感器等。这些感性元件和系统中存在的分布电容组成复杂的LC振荡回路，有可能激发铁磁谐振产生过电压。根据引发机理不同，可分为断线谐振过压与PT谐振过压来分析。

基于10kv配电系统的谐振防治探讨

了串联谐振，使熔断器熔丝熔断，如果电流达不到电压互感器熔丝熔断值，但超过电压互感器允许电流值，导致电压互感器烧毁。个别情况下，由于长时间运行在过电压下，还会引起电缆击穿、避雷器、变压器、断路器的套管发生闪络或爆炸。Ｌｂ、Ｃｂ组成的并联回路中也有可能出现这一现象。由于接地电弧熄灭时间不同，故障点的切除就不一样。因此，不一定在每次出现单相接地故障时，电压互感器高压线圈中都要产生很大的激磁电流，其高压侧熔断器的情况也有所不同。２产生铁磁谐振的因素运行经验和理论分析表明，铁磁谐振往往是在系统对地电压（相电压）出现不对称或某相电压升高，电压互感器铁芯出现饱和而致使系统对地分布电容和电压互感器的激磁电抗达到某种匹配的情况下发生，并且可能发生分频谐振、基频谐振和高频谐振。因此，铁磁谐振经常在某种外部条件的激发下产生，归纳如下：２．１运行方式方面：电源的中性点不接地；有中性点接地的电压互感器；电力线路运行中有对地电容等。２．２参数方面的原因：铁芯电感的起始值和等效电容组成的电路的自振频率小于并接近谐振频率；非线性电感的变化范围比较大等。２．３设备方面：电压互感器的铁芯过早饱和，即伏安特性不好；断路器三相不同期合闸等。２．４激发因素方面：倒闸操作；系统发生故障，造成电流、电压剧增、外部线路接地故障等。如当配电变压器内部发生单相接地故障时，故障电流通过抗电能力强的绝缘油对地放电，也会产生不稳定的电弧激发铁磁谐振；随意带负荷拉开分支线路隔离刀闸，或带负荷拉开配电变压器的高压跌落保险，造成刀闸间弧光短路而弓ｌ发谐振。３防范措施３．１改变系统谐振条件：如在电压互感器的开口三角上接个电阻；在母线上接入一定大小的电容器，使设备参数不满足谐振条件。３．２选用伏安特性好的抗饱和电压互感器。３．３改变引起铁磁谐振的倒闸操作顺序，严格按照规程规定的倒闸操作程序进行，送电时先送电源侧开始，停电时从负荷侧开始。３．４保证贯通线各回路三相合闸的同期合闸，可以减少谐振的诱因，降低谐振发生的概率。目前断路器基本采用三相合闸同期性较好的断路器。３．５发生铁磁谐振时，可以迅速投入空载线路，如主供所发生铁磁谐振，投入备供所，改变系统参数值，达到消除谐振的目的。４结束语１０ｋｖ电力系统谐振一旦发生将造成设备烧毁，造成设备停电，严重影响设备的安全可靠运行，必须根据设备情况进行科学分析，采取切实可行合理有效的消谐措施，才能保证电力设备的安全可靠供电。参考文献

浅析系统谐振过电压及抑制措施

字体大小：大 - 中 - 小 whwugao 发表于发表于 10-09-09 09:53 阅读(53) (53) 评论(0) 分类：分类：

[摘要] 高压系统谐振高压系统谐振过电压过电压是电力系统常见的是电力系统常见的过电压过电压之一，是由于之一，是由于变电站倒闸变电站倒闸操作引起的，其实质就是电磁式电压互感器励磁特性饱和，激发铁磁谐振。发生。发生铁磁谐振铁磁谐振事件，不但对大量电力设备和系统安全运行带来危害，还严重危及人身安全，必须予以足够重视和防范。

[关键词]铁磁铁磁谐振谐振过电压抑制措施

1.引言

高压系统高压系统铁磁谐振过电压铁磁谐振过电压是电力系统常见的是电力系统常见的过电压过电压之一，是中性点不接地系统中最常见，且造成事故最多的一种内部的一种内部过电压过电压。而在中性点有效接地的高压系统中，由于中性点电位基本固定，该类过电压发生的几率要少得多，但在一些特殊情况下，仍有可能被激发，最常见的就是在变电站倒闸操作过程中，出现的断路器断口电容器与电磁式电压互感器及空载母线构成的串联谐振回路，由于变电站倒闸操作引起的操作操作引起的操作过过电压作用，电磁式电压互感器励磁特性饱和，激发铁磁谐振。

2.故障现象

下面分析一下近期发生的由于PT 饱和产生的有效接地系统的谐振过电压如：

2000年5月20日18时25分，某局某站220kV #2母线电压互感器，在进行对#2母线送电操作过程中，发生爆炸事故；2001年3月13日某220kV 某站，在运行方式由双母线并列运行转为Ⅱ母线单母线运行中，值班员进行停Ⅱ母线操作激发铁磁谐振； 2001年3月28日220kV 某站正常运行中，12时52分由于110kV 乙母线单相接地，110kV 母差保护动作切除乙母线的过程中，触发乙母线PT 铁磁谐振过电压； 2001年4月15日，某220kV 某站在进行变电站送电操作过程中，发生PT 铁磁谐振事件