电磁式电压互感器饱和引起谐振过电压的分析与抑制
电压互感器谐振分析及抑制措施探讨
摘要:电力系统谐振过电压危害很大，严重影响系统的安全稳定运行。
通过对谐振过电压的研究探讨，提出了抑制铁磁谐振的措施，对电网安全起到有效防范作用。
关键词:铁磁谐振因素原理措施0引言通常情况下，直接接地系统和不接地系统共同组成电力系统接地系统。
直接接地系统的特点是容易产生并联谐振，不接地系统的特点是当发生单相接地时，容易出现串联谐振。
长期以来，电网的安全、稳定运行受到电力系统谐振过电压的严重影响和制约。
铁磁谐振在中性点不接地系统中所占的比例比较大。
当前，铁磁谐振问题随着电网的不断发展，在中性点直接接地系统中变得越加突出、严重，发生的概率也在逐渐增大，公司系统多次发生铁磁谐振引起的过电压案例，对电网的冲击很大，危害很深，应引起足够的重视。
1产生谐振的原因分析1.1外部因素。
有以下4种情况：其一，线路对地电容和线路电阻随着电力线路长度在电力系统中发生的变化也将发生变化，空母线充电或倒母线时，易产生对地电容引起的并联谐振。
其二，在暂态激发条件下，当系统的运行方式发生变化时，电压互感器容易发生铁磁饱和，其电感量L处于非线性变化，当发生雷电感应侵入或线路瞬间接地，特别是当系统出现单相接地时，串联谐振在一定程度上就会容易产生。
其三，直接投入系统的电容发生变化，进而在一定程度上造成谐振，如投入补偿电容器，打开断路器断口时，并联电容容易发生并联谐振。
其四，运行状态发生突变时，分次谐波就会产生，进而在一定程度上使ω发生变化，如拉、合隔离开关，可能产生串联或并联谐振。
1.2内部因素。
也有以下4种情况：其一，由于安装维修人员在变电站施工安装时未对电压互感器有关知识进行培训，对电压互感器工作原理、接线原理知识不扎实，致使电压互感器L端、N端所接二次回路全部重复接地，当系统发生接地后导致电压互感器线圈烧毁。
其二，运行操作人员在倒闸作业中出现操作程序不规范，导致系统出现过电压致使一次保险或电压互感器烧毁。
其三，测试周期不科学，致使电压互感器绝缘性能降低时不能及时发现。
浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施
浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施电压互感器是电力系统中常用的一种电器设备，用于测量电力系统中的电压值。
在电力系统中，由于各种原因造成的过电压是一个常见问题，而电压互感器的铁磁谐振过电压是其中的一个重要方面。
本文将从铁磁谐振过电压的原理和特点入手，对其防范措施进行浅析。
我们来了解一下电压互感器的工作原理。
电压互感器是通过感应电磁感应原理，将高压一侧的电压信号转换为低压一侧的电压信号，并且保持信号的频率和相位不变。
电压互感器通常由铁芯和绕组组成，通过磁场的感应来完成电压的转换。
在正常情况下，电压互感器可以正常工作，为电力系统提供准确的电压测量信号。
铁磁谐振过电压是电压互感器常见的故障之一。
铁磁谐振过电压指的是在电力系统中，由于电容感抗对谐波电压的共振效应，导致电压互感器铁芯和绕组之间的谐振现象。
当电力系统中的谐波电压频率与电压互感器的铁芯和绕组的谐振频率相匹配时，就会引起铁磁谐振过电压。
铁磁谐振过电压会导致电压互感器的绕组产生过电压，严重时甚至会损坏电压互感器，影响系统正常运行。
为了防范电压互感器铁磁谐振过电压，我们可以采取一些措施。
对于电力系统中的谐波电压，我们可以采取滤波措施，通过安装滤波器等设备，将谐波电压的影响降到最低，减小铁磁谐振过电压的可能性。
可以采用电压互感器的阻尼措施，通过在电压互感器的绕组中加入阻尼电阻或者串联电感等元件，来抑制铁磁谐振现象，减小谐振过电压的发生。
还可以加强对电压互感器的维护和检测工作，定期检查电压互感器的性能和状态，确保其正常工作。
除了以上的几种措施外，还可以在电力系统设计和运行中加强对谐振过电压的预防和识别。
在电力系统设计中，可以合理规划电压互感器的位置和布置，避免谐振效应的发生。
在系统运行中，可以利用先进的电力系统监测设备和故障诊断技术，及时发现并处理电压互感器铁磁谐振过电压的问题，确保系统的安全稳定运行。
电压互感器铁磁谐振过电压是电力系统中常见的一种故障现象，会对系统正常运行产生不利影响。
5.25电磁式电压互感器引发铁磁谐振原因及消谐措施分析
电磁式电压互感器引发铁磁谐振原因及消谐措施分析近年来，在35kV及以下中性点不接地系统中，电磁式电压互感器饱和引发的铁磁谐振过电压，熔断压变熔丝，烧毁电压互感器，甚至是系统事故案例恨多。
那么，一起了解下系统中的电压互感器有什么作用？电压互感器主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电，用来测量线路的电压、功率和电能等，对电力系统很重要。
根据电压互感器行业市场运行的数据现状，了解到配电网电压互感器使用类型占比如下图。
由于电磁式电压互感器存在铁芯，在励磁特性曲线中，当施加的励磁电流增加，而激励出电压值增加幅度较小或不变，出现拐点。
即随着励磁电流的增加，激励出的电压变化很小或不变（在这过程中电感是下降），称为PT的饱和特性。
电压互感器的空母线突然合闸、系统发生单相接地故障。
在这两种情况下,电压互感器一次电流都会出现很大的励磁涌流;使电压互感器一次电流增大60倍左右,造成电压互感器饱和，从而诱发电压互感器产生过电压。
电压互感器发生铁磁谐振时系统的线电压指示不变,还可能引起其高压侧熔断器熔断,造成继点保护和自动装置的误动作，不仅会给电压互感器造成损害，严重时还可能影响电网安全运行。
通常情况下发生铁磁谐振时会产生以下危害：（1）在一次熔断器尚未熔断时;可能使电压互感器烧毁。
（2）在一次熔断器熔断时,则无法读取系统的正确电压值。
系统发生铁磁谐振，通常采用以下消除措施：（1）当只带电压互感器的空载母线产生基波谐振时;应立即投人一个备用设备,改变电网参数,消除谐振。
（2）当发生单相接地产生电压互感器分频谐振时,应立即投人一个单相负荷。
由于分频谐振具有零序性质,故此时投人三相对称负荷不起作用。
（3）铁磁谐振造成电压互感器一次熔断器熔断或电压互感器烧毁，应加装KLMP系列流敏型消谐器和KLMP系列微机消谐装置，消除铁磁谐振，使电压互感器的正常运行。
综上可知，35kV及以下中性点不接地系统中，选用全绝缘电磁式电压互感器加装KLMP系列流敏型消谐装置，有效防止铁磁谐振过电压，确保设备安全运行。
电磁式电压互感器发生铁磁谐振的危害及解决措施
电磁式电压互感器发生铁磁谐振的危害及解决措施发表时间：2016-11-09T09:25:29.473Z 来源：《电力设备》2016年第16期作者：程新恒张献红[导读] 谐振的危害非常大必须采取措施加以解决。
在常村变10KV电压互感器一次侧加装消谐器后再没有发生谐振现象。
（国网河南叶县供电公司河南平顶山 467200）摘要：电力系统中电磁式电压互感器由于激磁特性的非线性，当系统进行操作及发生故障等造成电压发生波动时，一旦满足电网感抗等于容抗条件时便发生串联谐振，产生谐振过电压。
且过电压倍数高，持续时间长。
轻者造成电磁式电压互感器熔丝熔断、电压互感器烧毁、重者造成电网设备绝缘损毁、相间短路、保护装置误动作等，因此必须采取措施，加装一次消谐器。
破坏谐振发生条件，预防谐振发生。
关键词：电磁式电压互感器谐振；危害；处理引言电力系统中一些电感、电容元件在系统进行操作或发生故障时可形成各种串联振荡回路，在一定的能源作用下，导致系统某些元件出现严重的过电压，给电网安全稳定运行带来不利影响，这种现象称为串联谐振现象，由于电磁式电压互感器激磁特性的非线性，当电压发生波动使网络中感性阻抗等于容性阻抗时，便产生串联谐振过电压。
这种谐振过电压统称为铁磁谐振过电压。
特别是遇有激磁特性不好（易饱和）的电磁式电压互感器及系统发生单相对地闪络或接地时，更容易引发谐振过电压。
轻者令到电磁式电压互感器的熔断器熔断、匝间短路或爆炸；重者则发生避雷器爆炸、相间短路、保护装置误动作等严重威胁电力系统和电气设备运行安全的事故。
一、铁磁谐振发生的原因电路是电流流通的路径，在具有电阻、电感和电容的电路里，对电路中的电流所起的阻碍作用叫做阻抗。
阻抗常用Z表示，是一个复数，实部称为电阻，虚部称为电抗。
电抗呈现感性或容性，电力系统正常运行时，电抗呈感性，当长距离输电且负荷较小时或系统投入电容器较多时则电抗呈容性。
而一旦，虚部为零（感抗等于容抗），即阻抗完全为电阻时，就构成了触发谐振的条件，谐振便产生了。
配电网电磁式电压互感器谐振过电压抑制方法综述
收 稿 日期 ：０８ ０ — ８ ２ ０ — ７ ０
铁磁谐 振 过 电压有 两个 特 点 ：）当 电源 的 电压 １ 和频 率 一定 时 ，和ｃ Ｌ 的参 数在 比较 大 的 范围 内都可
作者简介 ： 离伟 （ ９ ７ ） 男 ， １７ ， 吉林磐石人 ， 硕士研究 生 ， 从事 电气设备的在线 监测 故障诊断方面的研究 。
３ ６
图 １ 等 值 电 路 图
件， 电容器 、 线路对地 电容 、 断路器 的断 口电容等电 容元件 ， 组成了许多串联或并联 回路。 在正常的稳定 状态下运行时． 不可能产生严重的振荡 。 但当系统发
牛 故障或 由于某种 原 因电 网参 数发 生 了变化 ，就很
可能 发生谐 振
图１ 为 断路器 的断 口并联 均压 电容； 线 中ｃ ｃ为母
＝
２ ｓ ｉ ｎ
ｆ２ ＝
（） ３
可见 当发生 １２ ／次谐 波谐 振 时 ， Ｐ 二次侧 开 口 在 Ｔ
ｊ角 处所 显现 的电压是 相 电压 中１２ ／次谐 波分 量 的２
磁谐振过 电压可 以在３ ５０ｋ 的任何系统 中甚 至 ～ ０ Ｖ 在有 载 长线 的情 况下 发生 ， 这种 过 电压 个 别可 达 ３５ ． 倍相电压 以上 ， 但一般不会超过１ ～ ． ． ２ 倍相电压 。 ５ ５
＜ ∞Ｊ ＜ ｔ， 中 ： ｒｍ， ｎ 正整 数 ， Ｋ ， 或 Ｋｏ其 Ｋ＝ｄ ｍ、为 ＝
ｌ ００ ｋＯ
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和， 电感 会迅 速 降低 ， 而 与 电容 产 生谐 振 ， 时 的 从 这 谐振 称作铁 磁谐振 。Ｐ 铁磁谐 振 是配 电 网中出现 最 Ｔ 频 繁和造成 事 故最 多 的一种 内 过 电压 现象 ，它不 仅造 成 系统 过 电压 ， 而且 造 成 过 电流 、 热 冒油 、 过 爆 炸 、 线 短路 、ｒ 险熔 断等事 故 ， 重 影 响配 电 母 Ｐｒ 保 严
电压互感器饱和过电压及防止
电压互感器饱和过电压及防止由于电压互感器铁芯饱和而产生的过电压(又称为铁磁谐振过电压)是一种最常见的内过电压现象。
在某些35kV和10KV系统中，这种现象频繁地发生，严重地影响安全供电。
恩平县供电局110kV平富岗变电站35kV系统及35KV城南变电站10kV系统发生电压互感器饱和过电压现象甚为频繁。
据不完全统计，82年以来，平富岗变电站35kV系统高压熔丝烧断三十多次，烧毁电压互感器7台、油开关套管闪络3次、用户降压站避雷器爆炸1台。
城南变电站10kV系统PT饱和谐振现象更严重，84年2—5月发生5次谐振过电压，熔断9支高压保险丝。
5月份发生的两次谐振，烧断5支高压保险丝。
对于这种内过电压现象，许多变电工作人员缺乏理性认识。
由于饱和谐振过电压常常发生在雷雨期间，因此，当电压互感器高压熔丝烧断了，互感器喷油、冒烟，油开关套管闪络，避雷器爆炸等，统统说成是雷害。
把内过电压造成的事故判作外过电压事故，由于判断错误，也就不可能找到正确的预防措施，年复一年，类似的事故不断发生，造成不应有的损失。
一、饱和过电压的产生接于中性点不接地电网中的电压互感器，为取得监视电网对地绝缘状况的讯号，其中性点是接地的。
这种Y接电压互感器的等值电路如图一。
图中C11为线路每相的对地电容，L为电压互感器的铁芯线圈电感。
正常情况下，铁芯不饱和，线圈感抗大于线路容抗，即XL ＞XC11l，二者并联后相当于一个等值电容C´。
大家知道，铁芯电感线圈是一个非线性电感原件，当加在线圈上的电压增加，使通过线圈的电流增大时，L的电感值由于铁芯饱和而不断下降。
当电压增大到一定数值后，XL ＜XC11，就构成了铁磁谐振的条件。
这时，线圈电感与线路电容并联相当于一个等效电感L´，它与电源中性点对地电容C(图一中虚线部份)组成串联谐振回路。
饱和谐振可以由几种激发条件造成。
雷雨期间，因雷击或风雨造成线路发生弧光接地是最常遇到的“激发”因素。
电磁式电压互感器谐振过电压分析及抑制措施
电磁式电压互感器谐振分析及抑制措施研究(江建明四川省电力工业调整试验所610072) 电力系统接地系统为直接接地系统和不接地系统。
直接接地系统易发生并联谐振，不接地系统在单相接地时易发生串联谐振，有并联电容器的断路器易发生串联谐振。
长期以来，电力系统谐振过电压严重威胁着电网的安全。
特别是对中性点不接地系统，铁磁谐振所占的比例较大。
随着电网的日益发展，中性点直接接地系统的铁磁谐振问题越来越严重，出现的概率也越来越大。
近年，在四川发生过多次铁磁谐振引起过电压的案例，应引起高度重视。
本文将介绍产生铁磁谐振的机理、原因、现象以及应采取的措施。
1．产生铁磁谐振的原因铁磁谐振存在三种情况：直接接地系统对地电容引发的铁磁谐振；不接地系统的单相接地引起的铁磁谐振；断路器端口并联的电容形成的铁磁谐振。
电力系统中许多元件是属于电感性的，如电力变压器、互感器、发电机、消弧线圈为电感元件，而线路各导线对地和导线间既存在纵向电感又存在横向电容，这些元件组成复杂的LC震荡回路，在一定的能量作用下特定参数配合的回路就会出现谐振现象。
由于铁芯电感的磁通和电流之间的非线性关系，电压升高导致铁芯电感饱和，极易使电压互感器发生铁磁谐振。
在中性点不接地系统中，如果不考虑线路的有功损耗和相间电容，仅考虑电压互感器电感与线路的对地电容C，当C大到一定值且电压互感器不饱和时，感抗X L大于容抗X C；而当电压互感器上电压上升到一定数值时，电压互感器的铁芯饱和，感抗X L小于容抗X C，这样就构成了谐振条件，下列几种激发条件可以造成铁磁谐振：（1）当投入电力系统的电力线路长度发生变化时，线路对地电容与线路电阻发生改变。
如空载线路投切操作，对空母线充电，尤其是短母线进行倒母线时，易产生对地电容引起的并联谐振。
（2）当系统运行状态突变，在暂态激发条件下，TV铁芯饱和，其电感量L处于非线性变化。
如有线路瞬间接地，雷电感应侵入电网，尤其系统出现单相接地，易产生串联谐振。
对以电磁式电压互感器为谐波源的谐波谐振的分析
(Department of Engine A ssignment of J inan Railway B ureau, J inan 250001, China)
Abstra c t: The theory tha t e lec trom agnetic poten tial transformer a s har monic source re sults in har mon ic reso 2
电能质量
范围 ,分次谐波的谐振现象就能产生 , 而高次谐波 谐振所要求的谐振外施电压较高 。
2 谐波谐振的危害
以电磁式电压互感器为谐波源的谐波谐振在 供电系统运行中时有发生 , 直接影响供电设备的 安全运行 , 并对供电系统的正常运行构成威胁 。 ( 1 ) 串联或并联谐振会产生高于电源数倍的 电压 ,施加在回路中的电容器 、 互感器 、 断路器等 设备上 ,引起高压电气设备绝缘损坏 。在熔断器 未及时熔断的情况下 ,会引起电压互感器喷油 、 绕 组烧毁甚至爆炸。 ( 2 ) 谐振引起的过电压可导致氧化锌避雷器 的损坏 。无间隙氧化锌避雷器的过电压耐受能力 有限 , 若选用氧化锌避雷器的直流 1 mA 电压偏 低 , 则在过电压的作用下连续动作 , 最终会发生热 崩溃而损坏 。 (3) 在电压互感器熔断器不能及时熔断的情 况下 ,引起电压互感器二次电压升高 , 对二次继电 保护设备和计量仪表的绝缘造成损坏或引起继电 保护设备的误动。 ( 4 ) 基波谐振时 , 出现虚幻接地现象 ,易引起 值班人员的误判断 , 表现为两相电压升高 ,一相电 压降低 ,线电压正常 ,其现象与单相接地相同 。分 次谐振和高次谐波谐振过电压都表现为三相对地 电压的同时升高 ,而线电压正常 。 ( 5 ) 谐振时电磁式电压互感器铁芯的饱和会 使变比误差增大 ,影响计量 、 测量精度 。 (6) 发生分次谐波 谐振的过电压幅值不高 , 通常不大于 2倍的额定相电压 ,因频率低 ,电压互 感器的电感急速下降 ,使互感器的励磁电流很大 , 可达额定电流的几十倍以上 , 易烧断互感器的高 压熔丝 ,或使互感器因严重过热而烧损 。 ( 7 ) 谐波谐振引起电网的谐波损耗增大 。
浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施
浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施电压互感器是电力系统中常见的一种测量设备，其作用是将高压变电器的高电压变换为低电压用于测量和保护系统。
电压互感器在运行过程中会受到各种干扰和影响，其中铁磁谐振过电压是一个常见的问题。
本文将对电压互感器铁磁谐振过电压的原因进行分析，并提出相应的防范措施。
一、铁磁谐振过电压的原因1. 铁芯饱和电压互感器的铁芯在运行过程中，会受到系统电压的影哨，当系统电压过高时，铁芯可能会发生饱和现象。
当铁芯饱和时，会导致互感器的谐振频率发生变化，从而产生过电压。
2. 负载变化3. 保护动作在系统故障或过载状态下，保护设备会进行动作，引发短时过电压。
这种过电压也可能引起电压互感器的铁磁谐振现象。
1. 加强互感器绝缘为了防范铁磁谐振过电压的发生，首先要确保互感器的绝缘性能良好。
在选择互感器时，应选择具有较高击穿电压的绝缘材料，以提高互感器的绝缘强度。
2. 优化互感器设计在互感器的设计过程中，应该根据系统的电压和负载特性，优化互感器的结构和参数，以减少铁磁谐振过电压的可能性。
3. 使用补偿电容器在互感器的设计中，可以加入合适的补偿电容器来抵消铁磁谐振过电压。
补偿电容器的选择和布置是一个复杂的工程问题，需要根据实际系统情况进行综合考虑。
4. 定期检测为了确保电压互感器的正常运行，需要定期对其进行检测和维护。
通过定期检测，可以及时发现互感器存在的问题，并采取相应的措施进行修复。
5. 系统优化在系统设计和运行过程中，应该保持系统的稳定性，避免出现系统过载或短路等故障情况，以减少铁磁谐振过电压的发生。
电压互感器铁磁谐振过电压是一个常见的问题，但通过合理的设计和操作措施，可以有效地防范和解决这一问题，从而确保电力系统的安全稳定运行。
希望本文的分析和建议能够为电力系统工程技术人员在实际工作中提供一些参考和帮助。
电压互感器谐振过电压分析及预防措施
的一 些措 施 。
线圈和线性电容器并联（ 或串联） 而成的电路 ， 称谐 振 电路 。在正 弦激 励 作用 下 ， 电路 内会 出现 基波 谐 振、 高次谐波谐振 、 分频谐振 ， 统称谐振。下面来讨 论Ｐ Ｔ发 生谐 振 的原理 ． Ｐ＇ 常接在母 线上 ， 一次绕 组接成 星型 ， ｒ通 Ｉ 其 对于 中性 点 直 接接 地 系 统 ， 相 对 地 励 磁 电感 各
的振荡 回路 。中性点非 直接接地 系统 中， 系统 电 源与接有 电磁式 电压互感器的等值电路 ， 见图 ３ 。 正 常 运 行 下 ， 相 对 地 负 荷 平 衡 ， 性 点 处 于 零 三 中
电位 ， 即不 发 生 位 移 现 象 。 当 电 网 发 生 扰 动 时 ，
电压为无穷大 。前者称串联谐振 ， 后者称并联谐振 ， 如 图 １２ 、。
Ｌ ，２，３与 母 线 对 地 电 容 Ｃ １Ｌ Ｌ ０间 各 自组 成 独 立
１ 谐振分析
按电路理论 ， 谐振是正弦电压加在理想 的电感 或电容串联电路上 ， 当正弦频率为某一值时 ， 容抗与
感抗 相 等 ， 电路 阻 抗 为零 ， 电路 电流 达 到 无 穷大 ； 当 正 弦 电压 加在 电感 和 电容并 联 电路 上 ， 弦 电压 频 正 率为 某一 值 时 ， 电路 总导 纳 零 ， 电感 、 电容 元件 上
要 是三 次 谐 波 。三 次 谐 波 电压 的产 生 可认 为 是 由 激磁饱 和 引起 。如 中性 点 绝 缘 的 电 源对 三 相 非 线 性 电感供 电 ， 由于未构 成三 次谐 波 电流 通路 ， 各相
图 ４ １ｋ Ｐ ０ Ｖ Ｔ一次 侧 中性 点 经 消 谐 装 置
电磁式电压互感器谐振过电压分析
。 前 言
互感器 的铭牌线 电压， Ｕ 为铁芯 电感的额定线电压。从图 ２ 可 以看 出，
随着 ｘ ｘ 比值 的增 大 ， 依 次发 生 １ ／ ２ 分 次谐波 （ 曲线 １ ） 、 基波 （ 曲线 在中性点不接地 系统 中， 母线上一般装设中性点接地的 电磁式 电 ２ ） 和高次谐 波 （ 曲线 ３ ） 的谐 振 ， 同时所需 的 Ｕ也 逐渐增 大 。当小于 压互感器 ， 由于电磁 式电压互感器低压侧的负荷很小 ， 接近空载 ， 高压 ０ ． ０ １ 或远大于 ｌ 时， 便消除了谐振 的条件 。所 以在考虑运行方式和系 侧具有很高 的励磁 阻抗 ， 在某些倒 闸操 作时 ， 或者在接地 故障消失之 统操作 时， 力求改变 电力网 中的电感电容之比 ， 以避免形成谐振条件 。 后， 它与导线对地 电容或其 它设备 的杂散电容间形成特殊的三相或单 相谐振 回路 ， 并能激 发起各种谐波 的铁磁谐振过电压 。 ２ 电磁 式 电压 互 感 器 引 起 铁磁 谐 振 的实 例 及 分 析
科技・ 探索・ 争｜ ｜ ｌ
Ｓ ｃ 科 ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆ 技 Ｔ ｅ ｃ ｈ 视 ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｕｉ Ｖ ｉ ｓ ｔ ｉ ｏ ｎ
电磁式 电压互感器谐振过 电压分析
邓 敏
（ 中冶华 天工 程技 术有 限公 司 。 江 苏 南京 ２ １ ０ ０ ０ ０）
【 摘 要】 本文结合 电磁式 电压互感器引起铁磁谐振 的原理 ， 就 两起铁磁谐振现 象 做 了分析 ， 并提 出了一些 限制措施。 【 关键词】 电压互感器； 谐振过 电压 引起 铁磁 谐振 的原 理
２ ． １ 故 障现象 ｌ 及谐振分析
２ ． １ ． １ 故 障现 象 ｌ
电压互感器通常接 在变 电站或发 电机的母线上 ． 其一次绕组接成 某钢厂 ３ ５ ／ ６ ｋ Ｖ变电站 ． 三台 主变 ． 三段母线 带三个 Ｐ Ｔ． ６ ｋ Ｖ Ｉ 段 星型 ， 中性点直接接地 ， 因此各相对地励 磁 电感 Ｌ １ ， Ｌ ２ ， Ｌ ｏ与母 线对地 母线上接有 １ 组 电容器 、 ｌ 组电抗器 、 三条架 空出线线路及母线 ｆ ， ｒ 。 该 电容 Ｃ 。 间各 自组成独立 的振荡 回路。中性点绝缘系统中 ． 接有电磁式 站曾发生一起谐 振过电压。 当时 Ａ 、 Ｂ 、 ｃ三相 电压同时升高 ，分别为 电压互 感器的母线接线 等值 电路 ， 见图 １ ， 其中 Ｅ ， Ｅ ， Ｅ 为三相 电源 ４ ． ７ — ５ ． ３ ｋ Ｖ 、 ４ ． ６ ～ ６ ． ５ ｋ Ｖ、 １ ． ８ ～ ４ ． ８ ｋ Ｖ 。 现场值 班人员通过拉 出线 ． 并对 ６ ｋ Ｖ 电势 。 系统一二次设备进行 了详细 的检查 ．发现二次设备及表计无异常 ． 一 次设备 Ａ 、 ｃ相一次熔断器熔 断。检修人员在 开 口三角并接 ５ ０ ０ Ｗ 灯 泡， 仍未消除谐振 ， 后来通过拉路来改变网络的参数 ， 谐 振消失 。 ２ ． １ ． ２ 谐 振分 析 通 过 实 测 该 站 ３台 Ｐ ｒ ｒ的 励 磁 特 性 为 ３ ． ４ ６ ４ ｋ Ｖ， ５ ０ ｍＡ； ４ ． ８ ｋ Ｖ， ｌ Ｏ Ｏ ｍ Ａ； ５ ． ４ ｋ Ｖ， １ ０ ７ ｍ Ａ； ３ ． ４ ６ ４ ｋ Ｖ， ５ ０ ｍＡ； ６ ｋ Ｖ， １ ２ ０ ｍＡ； ６ ． ６ ｋ Ｖ， １ ３ ０ ｍ Ａ；计 宴 算单台 Ｐ Ｔ在线 电压下 的励磁电抗 ６ ０ ０ ０ ／ １ ２ ０ ＝ ５ ０ ｋ ｆ ￣ ． 三相 Ｐ ｒ总的电抗 为Ｘ 。 ＝ ５ ０ ／ ３ ｋ ｌ ￣ ，该变 电所总对地 电容 为 ０ ． １ ｐ ， Ｆ ， 用二 次负荷测试仪测 得６ ｋ Ｖ母线 对地 电容为 １ ． ４ ６ １ ｘ Ｆ ， Ｘ ｃ ： ３ １ ５ Ｏ ｏ Ｑ，因此 ， Ｘ ａ Ｘ『 ｌ ＿ １ ． ９．落 在 Ｐ ｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｎ 曲线高频谐振区 ， 应是高频谐振 ， 当拉线时 ． 则ｘ ． 由原 ３ １ ５ ０ ０ 图 １ Ｑ， 因此 ． ｘ Ｌ － ２ ． ４ ５ ＞ ２ ． ２ ８ ． 落在 Ｐ ｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ０ ｎ曲线谐振 区外 ． 谐振消失 。 用５ ０ ０ Ｗ 灯泡并接 在 的开 口三角端 Ｅ １ 上 ．因白炽灯 钨丝电阻 在正常 运行条件下 ， 励 磁 电感 Ｌ ｌ ＝ Ｌ ＝ ｂ＝ ， 故 各 相 对 地 导 纳 Ｙ， ： 值冷热态差异极 大 ． 现场试验 的消谐 效果也不佳 ． 因此只有用 瞬时短 Ｙ ２ ＝ Ｙ ＝ ； ＝ Ｙ 三 相 对 地 负 荷 是 平 衡 的 ， 电 网 的 中性 点 处 在零 电 位 ， 即 不 发 接Ｐ Ｔ的开 口三角才起到消谐效果 生 位 移 现 象 ２ ． ２ 故障现象 ２及谐 振分析 当电网发生冲击扰动 时 ． 例如开关突然 合闸 ． 或母线发 生瞬间弧 ２ ． ２ ． １ 故障现象 ２ 光接地现象等 ， 都可能是一相或两相的对地电压 瞬间提高 。 由于扰动 ， 某水电站的 ３ ５ ｋ Ｖ中性点为不接 地系统 ． 电源侧 和负荷侧 的 ３ ５ ｋ Ｖ 若 Ａ相对地电压瞬间提高 ．使得 Ａ相互感器 的励磁 电流突然增大而 母线 电压互感器都采用 ４ 组 中性点接地 的电磁型 Ｐ ｌ ＂ ３ ５ ｋ Ｖ系统某次 发生饱 和， 其等值 励磁 电感 Ｌ １ 相应减小 ． 以致 Ｙ， ≠ 。 这样 ， 三相对地 出现瞬时单相接地 ． 三相对地电压依次轮 流升高 ． 表计指示在 ２ ８ ｋ Ｖ左 负荷不平衡 ． 中性点发生位移电压。 如果参数配合 不当． 恰好使总导纳 右． 且三相 电压表指针有明显的摆 动现象 ， 主变声音 时高时低 。 有一 台 接近 为零 就 会 产 生 串联 谐 振 现 象 ． 中 性 点 位 移 电 压急 剧 上 升 。 此时 ． 三 Ｐ ｒ ｒ的熔丝熔断 ． 根据现象可判 断本次谐振为分频谐振。 ． 相导 线 的对 地 电压 等 于 各 相 电源 电 势 和 位 移 电 压 量 的 向 量 和 ． 向量 叠 ２ ｌ ２ － ２ 谐振分析 加的结果 ． 通常是 两相对地 电压升高 ． 一相对地电压降低 。 这就是基波 该 水电站 ３ ５ ｋ Ｖ线路总 长为 ２ ８ ｋ ｍ．系统 单相接地 时电容电流为 谐振 的 表现 形 式 Ｉ ｃ ＝ ２ ． ８ Ａ， 所以 ｘｃ ＝ ２ １ ． １ ４ ｋ ￣ ） 通过查 阅相关 资料 ， 在额定线 电压下每组 １ ． ０ ｆ ｒ ｒ的感 抗 为 １ ． ７ ５ Ｍｎ， ４组 的 并 联 电 抗 为 ＸＬ ＝ ４ ５ ０ ｋ Ｄ ． ，所 以 ｘ ｃ ， ） （ １ ＝ ０ ． ０ ４ ７ ． 落在 Ｐ ｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ｏ ｎ曲线分频谐振 区内 ０． ８
电磁式电压互感器铁芯饱和引起的铁磁谐振现象
电磁式电压互感器铁芯饱和引起的铁磁谐振现象发表时间：2012-12-21T15:34:45.170Z 来源：《建筑学研究前沿》2012年9月Under供稿作者：杨晔[导读] 显然，三次谐波谐振也使电压互感器两端出现较高的过电压。
杨晔（无锡市恒驰电力发展有限公司 214161）摘要：运行经验证明，在我国中性点绝缘、中性点经消弧线图接地以及中性点直接接地的3～220kV电网中，都曾发生过由于电磁式电压互感器铁芯饱和引起的铁磁谐振过电压。
例如，江苏某220kV变电所因中性点临时不接地曾引起互感器的谐振过电压；东北电网某154kV经消弧线图接地系统，曾因消弧线圈；临时脱离运行引起互感器的谐振过电压；其中以在中性点绝缘的配电网中出现的较为频繁，是造成事故最多的一种内部过电压，因为其他接地系统只有当它们变成中性点绝缘系统时才有可能发生这种过电压。
关键词：过电压；物理概念；铁磁谐振现象Electromagnetic voltage transformer core saturation caused by ferromagnetic resonance phenomenon YangYe(wuxi constant chi electric power development co., LTD. 214161) Pick to: operating experience proved, in our country neutral insulation, neutral by petersen diagram ground and neutral directly grounded 3 ~ 220 kv power grid, have happened because of electromagnetic voltage transformer core saturation caused by ferromagnetic resonance overvoltage. For example, jiangsu a 220 kv substation for neutral temporary not earth once caused a transformer of resonance overvoltage; Northeast power grid a 154 kv via petersen diagram grounding system, once for arc suppression coil; Temporary from operation cause transformer of resonance overvoltage; Among them with the distribution network in neutral insulation appeared in more frequent, causing accidents is a kind of most internal overvoltage, because other grounding system only when they become neutral insulation system may not happen until the overvoltage. Keywords: overvoltage; Physical concepts; Ferromagnetic resonance phenomenon一、过电压产生的基本物理概念电磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压，从本质上讲，是由于电磁式电压互感器的非线性电感与系统的对地电容构成的铁磁谐振所引起的。
电压互感器谐振过电压分析及预防措施
电压互感器谐振过电压分析及预防措施电压互感器是电力系统中常用的测量和保护装置，它将高电压侧的电压降低到低电压侧进行测量或传递。
然而，当电压互感器遭受到电力系统中的谐振过电压时，会引起互感器的谐振现象，从而影响电力系统的稳定性和互感器的工作性能。
本文将从谐振过电压的原因和机理、谐振过电压的预防措施等方面进行详细分析。
首先，谐振过电压的原因和机理主要有以下几点：1.系统谐振:当系统中存在谐振的无功电容或电感元件时，谐振过电压现象容易发生。
例如，当系统中存在高频电容器、线路电容或电抗器等无功元件时，谐振过电压现象可能因其与互感器的谐振频率接近而发生。
2.外部故障:外部故障引起的短路或开路等异常情况，会导致电力系统中电流的突然变化，从而引起电压互感器的谐振过电压。
例如，当发生系统短路时，系统中的电流突然增大，产生过大的谐振电压。
3.负荷电压突变:系统中负荷突然增加或减少，使得负荷电流突变，导致电力系统中的电压突变。
当这种电压突变与互感器的谐振频率接近时，会引起互感器的谐振。
为了预防电压互感器谐振过电压的发生，可以采取以下预防措施：1.减小互感器与系统的谐振频率接近:通过调整互感器的参数或改变系统中的无功元件，使得互感器的谐振频率与系统频率之间存在较大差异，从而减小谐振过电压的发生概率。
2.安装绕组电阻:在互感器的一次侧或二次侧绕组中，安装适当的绕组电阻，可以减小谐振过电压的幅值和持续时间。
绕组电阻可以提供额外的阻尼，抑制谐振现象的发生。
3.加大互感器的绝缘能力:选用具有较高绝缘强度的互感器，可以提高其抗击谐振过电压能力。
合理选择互感器的额定电压和绝缘等级，避免绝缘击穿。
4.加强对系统的监测和维护:定期对电力系统进行检测和维护，及时处理系统中的故障和隐患，防止电压互感器谐振过电压的发生。
综上所述，电压互感器谐振过电压是影响电力系统稳定性和互感器工作性能的一个重要问题。
了解谐振过电压的原因和机理，采取相应的预防措施，可以有效减小谐振过电压的发生概率，确保电力系统的正常运行和互感器的可靠工作。
浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施
浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施电压互感器是现代电力系统中常用的测量装置，用于测量高电压电网中的电压值。
在电力系统中使用电压互感器时，铁磁谐振过电压是一个常见的问题。
本文将就电压互感器铁磁谐振过电压的防范措施进行浅析。
了解铁磁谐振过电压的形成机理是追根溯源的关键。
当电网中突然发生故障或突变时，电压互感器中的磁化电感会受到瞬态电压的作用，从而产生磁化电流。
这个磁化电流会使得互感器的铁芯进入饱和状态，从而导致互感器输出的电压迅速升高，形成谐振过电压。
为了防范铁磁谐振过电压，有几个常见的措施：一是增大互感器的铁芯饱和磁阻。
通过增加铁芯的饱和磁阻，可以使得互感器的铁芯更难进入饱和状态，从而降低谐振过电压的发生概率。
这可以通过增加铁芯的截面积、改变铁芯材料等方式来实现。
二是采用串联阻尼电阻。
在电压互感器的次级侧串联一个合适的阻尼电阻，可以有效地限制互感器的谐振过电压。
阻尼电阻的选取应根据具体的互感器参数和系统负荷情况而定，以确保在合适的范围内阻尼互感器的振荡。
三是调整互感器的谐振频率。
通过设计适当的互感器参数，如铁芯的形状和尺寸、绕组的电感和电阻等，可以调整互感器的谐振频率，使其远离系统的典型故障频率，从而降低谐振过电压的发生概率。
四是采用有源补偿技术。
有源补偿可以通过控制互感器的次级侧电流，来抵消或补偿互感器的无功电流，从而有效地抑制谐振过电压的产生。
有源补偿技术需要采用专门的控制装置和电源，具有一定的成本和技术要求。
需要注意的是，以上的措施并非单独使用，而是可以根据具体情况进行综合应用。
还需要根据电力系统的实际情况和互感器的参数来进行具体的设计和调试，在实际应用中需要经过充分的试验和验证。
电压互感器铁磁谐振过电压是一个需要引起重视的问题，但通过合适的防范措施可以有效地降低谐振过电压的发生概率。
深入研究和应用这些措施，可以提高电力系统的稳定性和可靠性。
电磁式电压互感器谐振过电压分析及抑制措施
电磁式电压互感器谐振分析及抑制措施研究(江建明四川省电力工业调整试验所610072) 电力系统接地系统为直接接地系统和不接地系统。
直接接地系统易发生并联谐振，不接地系统在单相接地时易发生串联谐振，有并联电容器的断路器易发生串联谐振。
长期以来，电力系统谐振过电压严重威胁着电网的安全。
特别是对中性点不接地系统，铁磁谐振所占的比例较大。
随着电网的日益发展，中性点直接接地系统的铁磁谐振问题越来越严重，出现的概率也越来越大。
近年，在四川发生过多次铁磁谐振引起过电压的案例，应引起高度重视。
本文将介绍产生铁磁谐振的机理、原因、现象以及应采取的措施。
1．产生铁磁谐振的原因铁磁谐振存在三种情况：直接接地系统对地电容引发的铁磁谐振；不接地系统的单相接地引起的铁磁谐振；断路器端口并联的电容形成的铁磁谐振。
电力系统中许多元件是属于电感性的，如电力变压器、互感器、发电机、消弧线圈为电感元件，而线路各导线对地和导线间既存在纵向电感又存在横向电容，这些元件组成复杂的LC震荡回路，在一定的能量作用下特定参数配合的回路就会出现谐振现象。
由于铁芯电感的磁通和电流之间的非线性关系，电压升高导致铁芯电感饱和，极易使电压互感器发生铁磁谐振。
在中性点不接地系统中，如果不考虑线路的有功损耗和相间电容，仅考虑电压互感器电感与线路的对地电容C，当C大到一定值且电压互感器不饱和时，感抗X L大于容抗X C；而当电压互感器上电压上升到一定数值时，电压互感器的铁芯饱和，感抗X L小于容抗X C，这样就构成了谐振条件，下列几种激发条件可以造成铁磁谐振：（1）当投入电力系统的电力线路长度发生变化时，线路对地电容与线路电阻发生改变。
如空载线路投切操作，对空母线充电，尤其是短母线进行倒母线时，易产生对地电容引起的并联谐振。
（2）当系统运行状态突变，在暂态激发条件下，TV铁芯饱和，其电感量L处于非线性变化。
如有线路瞬间接地，雷电感应侵入电网，尤其系统出现单相接地，易产生串联谐振。
电压互感器铁磁谐振产生原因和抑制措施
电压互感器铁磁谐振产生原因和抑制措施摘要：本文简述了铁磁谐振的危害、铁磁谐振产生的原因、特点，电气手册、规范对抑制电压互感器铁磁谐振措施的措施规定及工程设计中常采用抑制铁磁谐振的方法。
关键词：铁磁谐振过电压危害特点抑制措施电压互感器作为开关柜中的主要设备之一，承担着电力计量、测量及继电保护等重要作用。
但是由于电力系统的开关操作、负荷变动等不稳定因素，常常会引起电压互感器铁磁谐振。
电压互感器铁磁谐振常常引起持续时间很长的谐振过电压，会破坏电气设备绝缘，导致电压互感器熔断器频繁熔断，甚至电压互感器烧毁、爆炸等恶性事故，严重影响工业生产，威胁电气设备运行安全，给生产维护人员增加了工作量，给企业增加了运行成本。
怎样消除电压互感器的铁磁谐振问题摆在了企业生产管理人员和电气工程设计人员的面前。
一、铁磁谐振产生原因电力系统中有大量的储能元件，如电压互感器、变压器、电抗器等电感元件，电容器、线路对地电容等电容元件。
这些元件组成了许多串联或并联的振荡回路。
在正常的稳定状态下运行时，不可能产生严重的的振荡过电压。
但当系统发生故障或由于某种原因电网参数发生了变化，就很可能被激发生谐振。
例如在中性点非有效接地系统，电压互感器和线路对地电容和变压器等电感元件所形成的振荡回路，都有可能发生谐振。
电压互感器一类的电感元件在正常工作电压下，通常铁芯磁通不饱和；但在电气线路参数发生变化的激发下，铁芯磁通饱和，从而与系统电容产生谐振，就可能产生铁磁谐振过电压。
铁磁谐振不仅可在工频（50HZ）下发生，也可在高频(>50HZ)、低频（>50HZ)下发生。
二、电磁谐振的特点电磁谐振是电力系统自激振荡的一种形式，是由于变压器、电压互感器励磁磁通饱和作用引起的持续的、高幅值过电压现象，其主要特点为：1.谐振回路中铁心电感呈非线性，电感随电流增大而铁心饱和而趋于平稳；2.铁磁谐振需要一定的激发条件，使电压、电流幅值从正常工作状态变成谐振状态；如单相接地，跳闸、合闸，投切电容器等。
电压互感器谐振产生的原因及防范措施浅析
电压互感器谐振产生的原因及防范措施浅析一、概述在电力系统中，电压互感器非线性电抗所引起的谐振称作电压互感器铁磁谐振。
这种谐振不仅会导致电压互感器保险熔断，电压互感器烧坏或者爆炸，而且危及电力系统其他电器。
如避雷器爆炸，若绝缘击穿，小电流接地选线装置误动，低周减载装置误动等现象。
电力系统中一些电感、电容元件在系统进行操作或发生故障时可形成各种振荡回路，在一定的能源作用下，会产生串联谐振现象，导致系统某些元件出现严重的谐振过电压。
谐振过电压不仅会在操作或事故时的过渡过程中产生，而且还可能在过渡过程结束后较长时间内稳定存在，直到发生新的操作谐振条件受到破坏为止。
谐振过电压可在各种电压等级的网络中产生，尤其在35kV及以下的电网中，由谐振造成的事故较多，已成为系统内普遍关注的问题。
二、谐振过电压产生原因电力系统正常运行时，电压互感器的励磁阻抗很大，电网对地阻抗呈现容性，三相基本平衡，中性点位移电压很小。
但在某些扰动的情况下，使电压互感器暂态励磁电流急剧增加，电感值下降，单相的电感值有所不同，使中性点出现零序电压。
当电压互感器三相并联零序电抗值与系统的容性阻抗值达到固定振荡频率时，产生谐振现象。
随着系统对地电容值得增加，依次发生高次、基波、1/2等分频谐振。
振荡一旦形成，振荡状态可以实现“自保持”，很长时间不衰减，直到新的扰动产生，改变振荡条件才会消失。
电网运行中，正常时中性点不接地系统PT铁芯饱和、中性点不接地方式发生单相故障、运维人员操作或事故处理方法不当都会产生谐振过电压。
另外设备设计选型、参数不匹配也是谐振过电压产生原因。
所以防止谐振过电压的措施即破坏谐振条件，使参数配合避开谐振区，需要对系统有整体的参数预测，从而调整电网参数。
三、中性点不接地系统谐振的分类中性点不接地系统的谐振分基波谐振、高频谐振和分频谐振三种，谐振一般由接地激发产生，但当向仅带有电压互感器的空母线突然充电时也易产生基波谐振;当发生单相接地时易产生分频谐振，特别是单相接地突然消失(如拉路查找故障线路)时易激发谐振。
电压互感器铁磁谐振故障原因分析与处理
电压互感器铁磁谐振故障原因分析与处理在铁路10kV的电力系统中，大多数采用中性点不接地的方式。
为了监测铁路电力系统的运行状态，设置了大量的电磁式电压互感器。
因外界的扰动（例如线路的接地，倒闸操作等）导致电压互感器产生铁磁谐振，激发出持续的过电压和过电流，这种内部过电压，轻则造成电压互感器一次侧熔断器烧毁，重则烧毁电压互感器或炸毁绝缘子，严重威胁电力系统的安全运行。
本文基于电压互感器铁磁谐振故障原因分析与处理展开论述。
标签：电压互感器;铁磁谐振;故障原因分析与处理引言随着工业的发展以及科学技术的进步，电网中各类非线性负荷呈现出爆发式的增长，同时电网中各种复杂的、精密的用电设备也越来越多，电网的谐波问题愈发受到重视。
故近年来各省市供电公司开始大力推进电网的电能质量在线监测系统的建设，并开展一系列的电能质量普测工作，目前，10kV系统中的PT主要采用电磁式电压互感器，其接线方式易造成3次谐波测量结果的异常已引起工程技术人员的广泛关注。
1铁磁谐振产生机理以图1为例，分析铁磁谐振产生机理。
Xm是电压互感器PT一次侧绕组L 的感抗值，Xc0是系统对地电容C0的容抗值。
在中性点不接地的系统中，出于保护的需要，电压互感器的中性点是直接接地的。
正常运行情况下三相阻抗对称，系统中性点位移基本接近于零，电压互感器的励磁感抗很大，励磁电流很小。
此时励磁感抗大于线路对地电容的容抗，即Xm>Xc0。
当出现一个激发条件，电压互感器的三相铁芯出现不同程度的饱和，使得互感器励磁电感L变小，励磁阻抗发生变化，中性点发生位移。
当参数配合恰当，就会产生铁磁谐振。
其主要特点有：①铁磁谐振回路中需存在非线性铁芯电感;②铁磁谐振需要一定的激发条件;③谐振一旦形成，会产生“自保持”，会存在很长时间，除非谐振条件被破坏才会被消除。
2电压互感器发生铁磁谐振的机理谐振是交流电路当中独有的一种现象，通常情况下，交流电路当中出现了电感以及电容的串联现象，会出现感抗等于容抗，从而造成谐振。
浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施
浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施电压互感器是电力系统中一种重要的电压测量设备，它们被广泛应用于电力系统中，用于测量各种电气量和控制各种电器设备。
然而，在电力系统中，电压互感器在运行过程中可能会面临着一些问题，如铁磁谐振过电压。
本文将对电压互感器铁磁谐振过电压的原因进行分析，并探讨一些预防措施。
1. 铁磁谐振过电压的原因在电力系统中，当电压互感器的二次侧接入电容，电容电感并联回路会引起谐振。
由于电压互感器的二次侧电容非常小，因此当二次侧电容与其他并联元件的电感形成谐振回路时，电容电感振荡频率非常高，可达几千赫兹以上。
在这种情况下，铁芯发生过饱和现象，附加磁通和磁滞损耗会导致互感器产生铁磁谐振过电压。
铁磁谐振过电压会对电力系统中的电气设备造成不良影响，导致设备损坏，缩短其寿命，甚至可能导致系统瘫痪。
一些由铁磁谐振过电压引起的典型缺陷包括绝缘击穿、设备烧毁以及对电器设备的不正常负荷。
为了避免铁磁谐振过电压的发生，需要采取一些措施来减轻铁芯饱和和磁滞损耗。
以下是一些常用的防范措施：（1）在电压互感器的二次侧并联引线后，接一个适当的串联电感，以减小谐振电容电感回路的谐振频率，从而减轻铁芯饱和问题。
（2）增加电流过载继电器或过流保护装置来防止过载情况发生。
（3）采用电压互感器的铁心有足够宽的工作磁通密度时，不会引起过剩饱和，从而避免铁磁谐振过电压的发生。
（4）在电压互感器的制造过程中，谨慎地选择铁心材料和加工铁心确保其充分磁化，来减轻铁芯磁滞损耗的影响。
4. 结论铁磁谐振过电压是电力系统中普遍存在的问题。
它可能会导致电器设备失效，影响系统稳定性。
采取适当的预防措施是避免铁磁谐振过电压的发生和减轻其影响的关键。
浅析电压互感器的谐波谐振原因及防范措施
二． 谐波谐振的原 因
为了监视电力 系统 的运行 ，在发电厂及变 电站的一次系统上装设 了 电压互感器 ． 尤其是中性点不接地 系统的电压互感器大部分是 电磁式的。 电压互感器一次侧接成 星形且中性点直接接地时 ， 各相绕组的电感 Ｌ与 对地分布电容 Ｃ并联组成一个独立的 Ｌ ｃ 振荡 回路 ， 可视为电源 的三相对 称负载。 当电网遭受突然冲击时 ， 会造成 ｊ 三 相对地负载不平衡。 当 Ｌ与 Ｃ 的数值恰达到电感 和电容并联谐振条件 ， 而三相 回路的谐振频率等 于电 网的电源频率 ，则电网中性点位移电压 急剧上升 ，发生过电压 ，幅值 可
浅析 电压互感器的谐波谐振原 因及防范措施
王 成 新 济宁汶上县供电公司 山东 汶上
２ ７ １ ５ ０ ０
【 摘 要 】谐波谐振是 电力 系统运行 中的一种较常见的现 象，由于其对 电力 系统的危害较 大，已经引起人们 的重视 。本文将针对 电压互感器的铁磁 谐波谐振进行分析并针对部分 问题提 出解 决方案 。 【 关键词 】电压 互感 器 谐 波谐振 原 因 措施 中图分类号 ：Ｔ Ｍ５ ３ 文献标识码 ：Ａ 文章编号：１ ０ ０ ９ — ４ ０ ６ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ６ — ２ １ ５ － Ｏ １
达１ ． ５ — ２ ． ５ 倍 的最高运行电压 ， 过 电压可持续几百毫秒， 可使 电压互感器 次侧熔断器熔 断，甚至会造成 电压互 感器 的损坏 ，引起继电保护装 置 的误动作 ，影响系统供 电的可靠性。激励条件 的产生 ，除了系统发生单
一
相接地故障外还会 因系统操作而引起。例如 ，电源非 同期合闸、空载线 路投切操作 、电磁式电压互感器突然投入等。不 同的激励条件产生不同 频率的谐振 ，根据谐振频率不 同，铁磁谐振可分为低频谐振 、高频谐 振
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Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｓ ｃ ｉ
油 田、 矿山 、 电力 设备 管 理 与 技 术
电磁 式 电压 互感器 饱和引起谐振过 电压的分析与抑制
如果在 正常状态 下各相导 纳呈容性 ， 那么 由于存在扰动 ， 假使 Ｂ Ｎ和Ｃ 相对地 电压瞬时升高 ， Ｌ ， 和Ｌ 将减小， 电感 电流会增大 ， 可能
使Ｂ 、 Ｃ 两相的导纳变成 电感性 。 由于总导纳显著减小 ， 从而使位移 电 压大大加大 。 如果参 数配合不 当， 恰好使总导纳接近于零， 就会产生 并联谐振现象 ， 使中性点 电压急剧上升 ， 中性点 电压越高 ， 相对地过
１ ． １产生谐 振 过 电压 的原 因 在 电力 系统 中， 电压互感器（ Ｐ Ｔ） 是联络一 、 二次系统的重要元 件， 能正确反映 电气设备 的正常运行和故障情况 。 在正常工作 时二 次绕组近似于开路状态 ， 不允许短路 。 产生谐振过 电压 的外在原 因通常是 电力系统发生单相间歇性 电弧放 电、 树竹 接地 ； 内部原 因是压变本身 内部 出现单相接地或 匝 间、 层 间、 相间短路故障。 电压对 电压 互感器 的终极破坏就 是使其爆 炸， 甚至还会造成母线短路 ， 严重影响输 电。 电压互感器被破坏 的原 因有很多 ， 主要 因素是产品质量不好 ， 当一次侧绕组发生 匝问短路，
陈 上 吉 （ 国网河南省 电力公司， 河南郑 州 ４ ５ ０ ０ ５ ２ ） 【 摘
措 施。
要】 本文从 理论 上 阐述 了电力 系统 由于 电压互 感器饱 和产 生铁 磁谐 振 的原 因及 对 电力 系统安 全运行 的影 响， 并介 绍 了抑制铁 磁谐振 的
【 关 键词 】电压 互感 器饱 和 铁磁 谐振 抑制措 施
在 电网运行 中， 通常发生两相对地 电压升高 ， 一相对地 电压 降 低 的情况 ， 这与系统 内出现单相接地 时的现象相 仿。 谐振过 电压对 设备的威胁最大 ， 所以在巡视时切不可将 电压互感器谐 振误判为单 相接地而耽误 了及 时、 准确处理故障 的时机 。 根据前面分 析可 以看 出 ， 在 谐振回路 中电容 可 以看作 线性 参 数， 电感是非常数 ， 故 回路没有 固定 的自振频率 。 电感未饱和时 ， 电 路的 自振频率小于 电源频率。 随着铁芯的饱 和， 电感值减小 ， 使得在 某一 电压 下 ， 回路的 自振频率正好等于或接近 电源频率 ， 从而 发生
磁 谐 振 的方 法
为了限制电磁式 电压互感器饱和引起谐振过 电压 ， 根据翻阅资 料和工作实 践 ， 可总结 为以下几种方法 ： （ １ ） 选用 质量 好 ， 技术性 能 优， 铁心不易饱和的 电压 互感器 ； （ ２ ） 在 电压互感器开 口绕组 中接人 适宜 的 电 阻 ， 或者 在 电压 互感 器 一 次绕 组 中性 点对 地 接 人 电 阻 以阻 尼振荡 ； （ ３ ） 在某些情况下 ， 可在 ｌ ０ 千伏的母线上装设一组三相对地 地 电容 呈容 性 ， 且如图１ 所示 ， Ｌ 和Ｃ 并联 ， 所 以每相 阻抗 呈容 性 ， 对应 电容 器 ， 或 用 电 缆代 替 架 空 线 ， 以增 大 对地 电容 ， 从 参 数 搭配 上 避 免 的 三 相导 纳 也 基 本 相 同 ， 三相 对地 负 载 基 本 平 衡 ， 电 网 中性 点 的 位 谐振 ； （ ４ ） 特殊情况下 ， 可将 中性点不接地系统临时经小 电阻接地或 目Ａ 直接接地 ， 或投入消弧线 圈， 也可 以按事 先规 定投 入某些线路或设 ￡ ｌ 吖 琏 髓 备 以改变 电路参数 ， 消 除谐振过 电压 ； （ ５ ） 目前变 电站用 的大多是 电 磁式电压互感器 ， 主要抑制方法是在电压互感器的辅助二次侧 即开 口三角接线的开 口处装有消谐装置 ， 即并联消谐灯 。 正常运行时开 口三角应该 没有 电压差 ； 故 障时 ， 开 口处就 会有 电压 ， 消谐 灯就 会 耘 姆 亮， 故 障排 除后 灯 灭 。
电压 也 越 高 。
电流会迅速增大 ， 铁芯也将迅速饱和从而导致谐振过 电压 ， 使绝缘
击穿 ， 高压熔断器被熔 断。 目前， 谐振过 电压 主要是 由单相间歇性 电 弧放 电产生的 。
１ ． ２电磁 式 电压 互感 器饱 和 引起 谐振 过 电压 的分析
电磁 式电压互感器引起的谐振过 电压 ， 主要是电网出现扰动时 电压 互感器饱和造成铁磁谐振过 电压 。 铁磁谐振发生在含有铁芯 电 感的 回路 中， 电感值会随着 电压 、 电流的大小而变化 。 假设正常运行 条件下 ， 感抗大于容抗 。 当铁芯两 端电压升高 或电感 线圈出现涌流 时， 铁芯就可能出现饱 和 ， 感抗就会减小。 当感抗 降到容抗大小 时， 就满足 了谐振条件 。 发生谐振 时， 电容 、 电感上会形成过 电压 。 具体 到系统 中， 电力系统可 以分为 中性点不接地 系统和 中性点 接地 系统 。 本文就不接地 系统 中的状况展开分析 。 在 中性点不接地系统 中， 为 了监视三相对地 电压 ， 变 电站的母 线上 常接有ＹＯ 接线 的电磁式 电压互感器 ． 如 图１ 。 正常运行时 ， 电压互感器 的阻抗很大并呈感性 ， 各相导线 的对
电力 系统是一个复杂 的电力 网络 ， 存在很多 电感和 电容元器 件， 尤其在不接地系统 中， 常常 出现谐振现象 ， 这给 电网的稳定 、 设 备的安全 运行 带来隐患。 产生谐振的原因有很多 ， 本文主要阐述 由 于电磁式 电压 互感器饱 和引起 的铁磁谐振过 电压 。
１电磁 式 电压 互 感 器饱 和 引起 谐 振过 电压 的分 析
移 电压 很小 ， 此时不具备线性谐振 的条件 。 但 当电网中出现某些扰 动 时， 比如前面提 到的输 电线路的两相短路 、 单相接地 、 断线或 内部 操作过 电压 时 ， 一相或两相 电压瞬时升高 ， 使互感器两相或一相 的 励磁 电流突然增大 ， 铁芯就会饱和。 由于各相饱 和程度 的不 同， 就可 能 出现较高的 中性点位移 电压 ， 进 而可能激 发谐 振过 电压 ， 中性点 位移 电压 可有 以下公式计算 ， 即： Ｕ ｎ一～ ＋ ＋ （ ， １ ） 、