电压互感器的铁磁谐振及其消谐措施
电力系统铁磁谐振的产生及消除措施
如发 电机 、 变 压器 、 电压互感 器 、 电抗器 、 消弧线 圈等和 系统 的电容元件 ， 电线路 、 如输 电容补偿器等形成 共 谐条件 ， 激发持续 的铁磁谐振 ， 使系统产生谐 振
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中国新技术新产品
摘 要： 电力 系统 中有很 多铁 芯 电感元 件 ， 系统发 生 故 障或 开关 操作 时 ， 外加 电源的 作 用下 ， 些 电 感可 能 与 电容 （ 导线 电 当 在 这 如 容 ） 生铁 磁谐 振过 电压 。它会破 坏 电气设备 的绝缘 ， 至会烧 毁 电气设备 ， 产 甚 严重 威胁 着 电力 系统 的安全 、 定运行 。本 文分 析 了电 稳 力 系统铁 磁谐振 过 电压 的产 生原理 ， 生原 因 ， 产 并提 出 了具体 的防 范措施 。 关键词 ： 电压互 感 器； 铁磁 谐振 ； 电感 倒 闸操作 引发 电流 、 的冲击扰动 ， 有可能 ０ 即开 口 电压 就 ， 三角绕组被短接 ， 当于电压 互感器 Ｔ 相 发生铁磁谐振。当 Ｐ Ｔ发生 谐振以后 ， 芯里产 型等值电路的二次测短 路。 铁 生零序磁通 ，这个磁通在开 口三角线 圈里感 应 ３ ． ２将互感器高压侧中性 点经高阻抗（ 零序 出零 序电压 ， 现行 的 铁芯截 面积小 ， 一般 运 互感器或可变电阻 ） 。 接地 过电压田 。过 电压造成 励磁 电流剧增 ， 有时 可达 行在励磁 曲线的饱和点 以下 ，一般在线 电压下 在三相 电压互感器 高压侧 中性点 串入 １ 台 额定电流的几 十倍 ， 持续时间较长 ， 就会造成熔 就饱和 了， 导致 的感 抗 ｘ 严重下降 ， 这样就 单相电压互感器的高压线圈 ，而其低压线圈则 断器的熔 断， 设备的烧损或爆炸 ， 乃至大面积停 和线路或母线对地 电容 Ｘ 组成 了谐振 回路 。 串人三相电压互感器低压侧的 中性点接地回路 电事故目 。 ２ ． ２不对称接地故 障引起 的铁磁谐振 中。正常运行时三 相 电压互感器的 中性点电位 １中性点不接地系统中铁磁谐振的产生原 在 中性点不接地系统 中，当发生单相接地 接近 ０ ’ 单相电压互感器 中没有 电流流过。当系 理 故障时 ， 电网电压 、 维持不 变 ， 相位 故障相 电压 统 内出现一相接地时 ，两正常相的对 地电压升 如图 １ 所示 ， 电源变压器 中性点不接地 ， 为 下降为近似零 值 ， 非故 障相 上升为额定 电压近 高 １ ３ 倍 。 ． ２ 但由于三相 电压互感器的中性点对 ７ 了监视绝缘 ，电压互感 器的一次绕组 中性点直 似值 的 １ ３ 倍 ， ． ２ 当系统接地故 障消除 后 ， ７ 非接 地 之间 串联 了 １ 台单相 电压 互感 器 的高压线 接接地 ， 其励磁 电感分 别为 Ｌ 、 与 并联 地相在过 电压期 间 ， Ｉ 、 Ｉ Ｌ 其 Ｌ 由于线路 电容 的作用 ， 已对 圈 ， 这样就相 当于增加 了每一相的励磁 电感 ， 因 的电容 ｃ代表该相导线 和母线 的对地 电容 。Ｃ 线路充人 电荷 ，这部分 电荷在 陛点不接地 系 此铁芯中磁通不会升高到严重饱和的状态口 能 。 。 。 与励磁电感并联后的导纳 为 、 ｗ Ｙ、 。 Ｙ 统 中，只能对 电压互感器的高压绕组 电感线 圈 够使电压互感器各相 电压保持在正常相 电压 附 在正常运行条件下 ， 磁电感 Ｌ － ＝ 故 放电 ，而流人大地 ，在这 个电压 瞬变过渡过程 近而不饱和 ， 励 ￣Ｌ Ｌ ， ｖ 提高了电压互感器零序励磁特性 ， Ｙ＝ ｖ 三相对地 负载是平衡 的 ， ｕ ￣ ， Ｙ Ｙ 中性点 电位 中，非接地相电压互感器一次绕组励磁 电流突 降低电压互感 器的一次 电流 ， ， 同时 也保持 了接 为零 。 然出现数倍于额定 电流的峰值 电流 ，可将一次 地指示装 置对零序 电压幅值 和相 位的灵 敏度 ， 当电网中发生 冲击扰动 ，例如 电源合闸至 电压 互感器保险熔断甚ｊ烧 毁 Ｉ 另外除三相 是一种 比较优越 的消谐 方法 。但是单 相电压互 呷。 空母 线使 互感器一相 或两相 出现涌流现 象 ， 或 电压互 感器外 ， 的主变、 其余 配变 中性点 均不接 感器型号 的选取 要依据 实际情况来选 择 ，如有 线路瞬间单相弧光接地（ 或熄弧 ） ， 后 健全相 （ 或 地 ，当系统发生一个周波重燃多次 的弧 光断续 观 认为 ， 当选取与三相 电压互感器变 比相 应 故障相 ） 突然升 高也会 出现很 大涌流 ， 电压 造成 接地 时 ， 电压互感器成为 系统对地放 电的通 道 。 等 的单相电压互感器 。 该相互感器磁路饱 和 ， 电感 Ｌ相应减小 ， 励磁 这 其放 电电流可达 ２ Ａ左右 ， 是一般 电压互感 器一 ３ ＿ 电源变压器 中性点经过 消弧线圈接 ３将 样三相对地负荷 就变得 不平衡 ，中性点 出现位 次额定 电流 ２ ０ ０ 倍左右 ，这样重燃多次断续放 地 。 移电压 ， 其值为 电， 可能造成 电压互感器因剧烈发热而烧毁 。 在 中性点经消弧线 圈接地 的情况下 ，其 电 ２ ， ３串联谐振 感 值远 比互感器的励磁 电感小 ，回路 的零序 自 ｅ － ｏ－ －一 ㈩ 串联谐振 的现象 ： 电压升 高 、 线 表计 摆动 ， 振频率决定 于电感和电容 ， 感器所引起的谐 互 式中： 赢为中性点位移（ 对地） 电压； 电压互感器开 口三角形 电压超过 １ ０ 。 电线 振 现象也 就成为不可能。３ Ｖ系统发生谐振 ０Ｖ 输 ５Ｋ 为三相电源电压 ； 路中的导线断落 、断路器非全 相运行 以及熔断 时 ， 可采取此法 。需要指 出的是 ， 加装 消弧线 圈 为三相励磁电感 与母线 电容并联 器 的一相或 两相熔断 也可能使系统 中 的电感 、 以后 ，系统 中若发生断线故障或 出现纵 向不对 后的导纳。 电容元件 形成 串联谐 振回路 ， 中电感一般 是 称 电压时 ，消弧线 圈可能与系统 电容和 电压互 其 在正 常运行情况下 ，由于电压互感器励磁 指 空载或轻负载 变压器 的励磁 电感 等 ，电容 一 感器励磁 电感之 间呈现 串联谐振状态 ，同样可 阻抗很大 各相导 纳呈 现容性 ， 而扰动结果使 ｖ 般是指导线 的对地和相 问电容 ，或 电感线 圈的 能引起铁磁谐振问题 。因此加装消弧线圈抑制 相和 Ｗ相 电感 即 Ｌ Ｖ和 Ｌ 减小 ，电感 电流增 对地杂散电容 等。 Ｗ 因此 ， 中． 在 性点不 接地的系统 铁磁谐振的问题需要针对配 电网特点考虑这种 大， 可能使 ｖ相和 ｗ 相导 纳变成感 性 ， 构成 如 网络 中， 断线谐振出现的频率非常高 ， 并且会造 可能性。 图１ 所示 的等值电路图 ， 导纳 和容性导 成各种严重后果 。而且 由于铁芯的磁饱和引起 感性 ４结论 纳 相互抵消 ， 使总导纳 Ｙ ＋ ｖ Ｙ 显著减小 ， 电流 、 波形的畸变 ， ｕＹ＋ｗ 电压 即产生 了谐波 ， 谐振 使 通过 以上分析 ，中性点不直接接地系统 中 位移 电压 Ｅ 大为增加’ ０ ，如果参数配合适 当 ， 总 回路还会对谐波产生谐振。 产生 的铁磁 谐振过电压会 对电力 系统造 成严 重 导纳接近于零 ， 就产生了串联 谐振现象 ， 中性点 ３消除铁磁谐振的措施 的后果 ，因此采用将电压互感器开 口三角短接 位移 电压将急剧上升日 。引起 电磁式 电压互感器 为 了限制和消除这种零序 性质 的谐振过电 或 电压互感器 中性点经高 阻抗接地等措施可大 励磁 电流急剧上升等 ， 即铁磁谐振现象 。 压， 采用下列措施将取得显著效果。 但根据某高 大减少铁磁谐振的发生 ，至于采用何种消谐方 ２常见的铁磁谐振过电压现象 校仿真研究结果 ， 任何措施都有一定局 限性 ， 不 法 ， 根据当地系统的实际情况 ， 应该 结合系统的 ２ 运行开关操作引起的铁磁谐振 ｌ 是绝对可靠的 ， 采用时应予以注意。 运行方式 ， 在充分借鉴和积累的基础上 ， 分别采 在 中性 点不接地系统 中运行 的接地 电压互 ３ 在剩余 电压绕组 开 口三角端 子并接一 取措施 ， ． １ 以达到预期的 目的。 感器 ， 其每相绕组和线路每相 电容并联 ， 形成并 个 电阻 Ｒ或加装 专用消谐器 。 参 考 文 献 联谐 振回路 ， 在暂态激发 的条件 下 ， 、 闸 ， 如开 合 在电网正常运行时 ，开 口三角绕组端 口基 【刘晖． 电力 系统铁 磁谐振过 电压叨 江西 电 １ 】 浅析 ． 本无 电压 ，如果在端 口 力 ．０ ６ ２ｏ． 上接人 电阻 Ｒ 不消耗 李顺福． 电压互感器铁芯饱和谐振过电压的分 能量 ，当系统因单相接 析及预 防措施 青海 电力，０３ ． ２０． 地故障而发生 中性点偏 ［】 ３凌子恕． 高压互感 器技 术手册 北京： 中国电 ｏ５ 移时 ，开 口三角绕组端 力 出版 社 ２ ｏ． Ｌ 二二二二二］一 ＿ Ｉ 口出现 电压 ， Ｒ消耗 能 郭景武 ， 荣新 消 谐装置在 电力 系统 中的应 张 量 ，而且 Ｒ值越小 ， 消 用分析 天津电力技 术，０５ ． ２０ 年增刊． （原理接线 图 ａ ） （等值 电路 图 ｂ ） 耗能量越多 ，限制谐 振 【ｌ ５ 黄建硕铁 磁分频 谐振过 电压 的产生 、 害及 危 图 １中性点不接地 系 中电压互感器谐振接 线图 统 的作用越明 显。 如果 Ｒ 措施加． ＝ 电工技 术应 用，０ ７ ２０．
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。
电磁式电压互感器铁磁谐振产生及治理方法
电磁式电压互感器铁磁谐振产生及治理方法摘要：电磁式电压互感器大量应用于35kV及以下中性点不接地电力系统中，铁磁谐振在电力系统中的频发导致电磁式电压互感器烧损，严重时甚至发生爆炸事故。
本文主要针对某330kV变电站发生铁磁谐振导致电磁式电压互感器烧损并进一步导致主变进区短路使主变绕组烧损进行分析，且对电压互感器发生铁磁谐振的原因及防止措施提出可行性意见，保证电网安全稳定运行。
关键词：电磁式电压互感器、铁磁谐振、消除措施1、引言随着电网高速发展，电磁式电压互感器作为保护与计量设备广泛应用于35kV 及以下电压等级的中性点不接地系统中。
但系统中发生单相接地故障或者开关开断操作时，电磁式电压互感器等电磁元件与电网系统中电容元件以及线路对地电容等形成谐振回路，系统中产生能够激发铁磁谐振的谐振频率。
变电站35kV及以下系统大量安装电磁式电压互感器，然而由于电磁式电压互感器电磁特性，经常发生铁磁谐振，导致电压互感器烧损，严重时甚至发生爆炸事故。
本文结合实际事故进行原因分析，并提出相应的预防治理措施。
2、事故现象及初步结论2.1 事故发生过程某日03时10分40秒，某330kV变电站#1主变低压侧35kV#1电容器#3561开关动作合闸，#1主变三侧电压无异常。
03时25分19秒030毫秒，35kV#1电容器#3561开关动作分闸，#1电容器组退出运行，35kV I段母线三相电压发生畸变，故障录波显示最大电压幅值达到56kV如图1所示。
35kV#1电容器、#2电容器、#1所用变保护报频率异常、装置报警。
该过程持续到03时48分52秒910毫秒，故障持续时间为23分34秒。
图1 #1电容器组退出运行后电压开始畸变03时49分24秒794毫秒，#1主变35kV侧C相电压互感器断线，发生35kV I母C相单相接地故障，35kV#1电容器、#2电容器、#1所用变保护报频率异常、03时49分24秒814毫秒，#1主变保护装置运行异常。
电压互感器铁磁谐振的产生与消除
电压互感器铁磁谐振的产生与消除摘要：电力系统的结构可以说是很复杂的，电压互感器铁磁谐振会带来很多危害，其中比较常见的便是烧坏电压互感器，进而导致高压电机跳闸使生产停止，造成不可预估的经济损失。
文章通过对电压互感器铁磁谐振的产生原因进行分析，提出了几点措施，以供相关部门参考利用。
关键词：电压互感器；铁磁谐振；危害；消除措施电压互感器广泛用于电力系统，起着隔离高电压与变换电压的作用，对电力系统和电力设备的安全性与可靠性有着十分重要的意义。
然而，由于一般所用电磁式TV 的电磁特性、线路与设备的接地电容，使得系统产生铁磁谐振，出现误发接地信号、烧毁高压熔断器，甚至使TV 也过热烧毁、喷油爆炸，严重影响电力系统的安全运行。
1.电压互感器铁磁谐振产生的原理及理论分析1.1产生的原理6-10KV 配电系统正常运行时，电压互感器的各相感抗相等，中性点电压等于零；当配电系统发生断线、雷击、或因大树等原因造成单相接地短路故障时，根据《继电保护原理》可知，接地故障相电压将降到接近于零，而非故障相对地电压上升√3 倍，从而导致中性点位移。
而此时，继电保护不动作于跳闸，只动作于信号，配电网允许单相接地故障运行一段时间（一般为2 小时），待查找出故障点或不能及时处理时才人工跳闸。
在故障点切除前，接地点由于电阻较大且接触不良，将出现瞬燃瞬熄的电弧放电，造成电压瞬高瞬低，而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，电感下降，从而引发铁磁谐振。
1.2理论分析根据《电工学》谐振原理可知， R、L、C 串联电路中，在正弦激励下，当端口的电压相量U 与电流相量I 同相时，这一工作状态称为谐振。
R、L、C 串联电路发生谐振时的条件为：I m[Z(jω)]＝0；或arg[Z Z(jω)]＝0即有：ωL＝1/ωc因此，当感抗大于容抗（XL＞XC）时，回路不具备谐振条件，但在电压互感器铁芯磁饱和后，由于其电感减小，当电感降到满足XL＝XC时，即具备谐振条件，从而产生谐振过电压。
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：电力系统的结构可以说是很复杂的，电压互感器铁磁谐振会带来一定程度的影响，其中比较常见的便是烧坏电压互感器，进而导致高压电机跳闸使生产停止，造成经济损失。
文章通过对电压互感器铁磁谐振的产生原因进行分析，提出了几点措施，以供相关部门参考利用。
关键词：电压互感器；铁磁谐振；危害；消除措施1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。
2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振荡回路，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XL大于容抗XC；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XL小于容抗XC，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。
电磁式电压互感器铁磁谐振及消谐方法的分析
（ ｈｎａ ｇＩｓｔｔ ｏ ｎｉｅｒ ｇＳ ｅｙｎ １ １６ Ｃ ｉａ Ｓ ｅｙｎ ｔｕｅ ｆ ｇｎｅｉ ，ｈｎａｇ１０ ３ ， ｈｎ ） ｎｉ Ｅ ｎ
Ａｂｓ ｒ ｃ ： ｙａ ａｙ ｉｇ ｔｅ ｆｒ ｍａ ｎ ｔ ｅｏ ａ ｃ ｎ ａｍ ｆａ ｌｃｒｍａ ｎ ｔ ｏｔｇ ｒ ｓ ｒ ｒ ｔｅｒｌｔ ｎ ｔ ａ ｔ Ｂ ｎ ｌｚ ｈ ｅｒ ｇ ｅｉ ｒｓ ｎ ｎ ｅ ａ ｄ ｈ ｒ ｏ ｎ ｅｅ ｔ ｎ ｏ ｃ ｏ ｇ ｅｉ ｖ ｌ ｅ ｔ ｆ ｍｅ ，ｈ ｅａｉ ｓ ｃ ａ ｎ ａ ｏ ｏ
产生铁 磁 谐振 ：
谐振条件 ； 快速消耗谐振能量 ， 降低谐振过 电压 、 电 过 流 的倍 数 ； 合理地 分配 有功 负荷 ， 般在 轻载 或空 载条 一 件 下 易发生谐 振 。在 电力 系统 实 际应 用 中 ， 采 用 Ｊ 常
下 述消谐 措施 ：
（） １ 电压互感 器一 次绕 组 中性 点 经 消 谐 电阻 接地 消谐 。在 单相 接 地 故 障 消失 后 ， 消谐 电 阻 限 制 Ｔ Ｖ一 次绕 组 中的励 磁 电流 大 小 ， 免 Ｔ 铁 芯 过 饱 和 使 其 避 Ｖ 电抗下 降 ， 成谐 振 电路 。消谐 电阻越大 ， 形 消谐 效果 越 好 ， 一般 为几 千 欧到几 万 欧不 等 。但是 ， 其 消谐 电阻 太 大时 ， 也会产生 负 面影 响 。如 ： 消谐 电阻越 大 电压降 也
ｂ ｔｅｎｔ ｌ ｔ ｍａｎｔ ｅｏ ａ ｃ ｘｉｎ ｏ ｄ ｃ ｏ ｎ ｓ ｅｏ ａ ｃ ｐ ｓａｅｅｐ ｕ ｄｄ Ｔ ｅｓｓ ｍ ｔ ｎｌ－ ｅ ｅ ｅｅ ｃｒ ｇ ｅ ｃｒｓｎｎ ｅｅｃｔ ｇｃｎ ｕ ｔ ｎａ ｄｉ ‘ ｓｎ ｎｅｔ ｅ ｒ ｘ ｏｎ ｅ ． ｈ ｔ ａ ｃａａ ｗ ｈ ｅ ｏ ｉ ｉ ｉ ｔｒ ｙ ｙｅ ｉ ｙ
电压互感器铁磁谐振原因分析及对策
电位有升有降 ， 电容 的涌流流经电压互感器线圈 ，
电流大 增 。 电压互 感器 线 圈 由不 饱和 变成饱 和 。当
涌流增 大到一定数值后 ， 就构成谐振的条件 ， 产生 了谐振 ，在一定条件下激发产生持续 的较高幅值
的铁磁 谐振 过 电压 。
图１ 为一个典型的变 电站母线接线图 ， 中 Ｌ，ｏ 其 ｏ Ｃ 为导线的电感和对地电容， 为互感器的励磁电感。
不饱 和， 如在过电压下铁心饱和了， 电感会迅速降
低， 从而与电容产生谐振 ， 这时的谐振称为铁磁谐
振。电力系统出现铁磁谐振时， 出现高于额定电 将 压几倍至几十倍 的过 电压和过 电流 ，导致互感器 高压熔断器熔 断 、 瓷绝缘闪络 、 避雷器爆炸 、 电压 互感器烧毁等事故 ， 严重威胁电网的安全运行。
收 稿 日期 ： ２ １— ９ ０ ００ ０—８
作者简介 ： 张津伟 （９ ２ ）男 ， １８ 一 ， 助理工程师 ， 从事变 电站高压绝缘 、 变电一次设备检修试验工 作。
・
１ ４・ ｌ
《 宁夏电力）０ ０年增刊 ） １ ２
电 力 系统 中 经 常 会 发 生 铁 磁 谐 振 过 电 压 现 象 ， 磁 谐振 不 仅 可 在基 频 下发 生 ， 可 在 高频 和 铁 也
感器 烧坏 。
２ 各种消谐措施及分析
２１ 改变 Ｐ ． Ｔ参数
将 Ｐ 开 口三角绕组短接 ，并在三相 ｆ 的中 ｒ ｒ ｙ ｒ
性 点 和大地 之 间 串接 一个 单相 Ｐ 。这 种界 限 的零 Ｔ
序特性 曲线为三相 电压互感器零序特性和单相 电 压互感器伏安特性叠加 ，即单相 电压互感器接人 后， 每相的伏安特性 比三相电压互感器高陡 ， 使得
浅谈电压互感器铁磁谐振产生原因及消除措施
浅谈电压互感器铁磁谐振产生原因及消除措施发布时间：2023-03-08T04:25:05.108Z 来源：《福光技术》2023年3期作者：周家典[导读] 本文结合新疆金晖110KV变电站项目10KV二段PT柜由于发生三相铁磁谐振而烧毁电压互感器的案例分析其铁磁谐振特点并给出其相关的抑制措施。
福建中能电气有限公司摘要：根据电压互感器在现场运行发生铁磁谐振当时的内外部电网环境，从而对其产生原理及特点进行分析，提出了5条有效的抑制方案。
关键词：电压互感器、铁磁谐振引言：本文结合新疆金晖110KV变电站项目10KV二段PT柜由于发生三相铁磁谐振而烧毁电压互感器的案例分析其铁磁谐振特点并给出其相关的抑制措施。
在电力系统的输配电回路中，由于电磁式电压互感器是非线性的铁芯电感元件，如果系统出现电力参数的突然变动，则电压互感器的铁芯就有可能饱和，从而造成LC共振回路，激发起持续的、较高幅值的过电压，这就是铁磁谐振过电压。
根据这几十年来电网运行情况表明，在 10kV及以下的中性点不接地系统中，电压互感器引起的铁磁谐振现象是一种常见的故障，严重威胁到了电网的安全运行。
由于单相铁磁谐振的电路是电力系统中最常见的铁磁谐振，因此本文结合我公司客户新疆金晖110KV变电站项目10KV二段PT柜由于发生单相铁磁谐振而烧毁电压互感器的案例，分析其铁磁谐振特点并给出其相关的抑制措施。
案例：新疆金晖工业园区采用110/10KV的供电方式，10KV供电采用电缆敷设；另外10KV采用中性点不接地的供电方式（小电流接地）。
另外发生事故时，多数线路处于空载运行状态，用电负荷很小；整个工业园区正处于紧锣密鼓的安装施工中，由于管理混乱，施工中经常出现10KV电缆被挖断的事故；110KV变电所10KV二段电压互感器柜由于发生铁磁谐振，造成电压互感器烧毁，I段10KV进线柜和110KV 1号主变出线柜失电跳闸事故（2号主变未投运）。
本次故障就现场的情况分析跟10KV电缆经常被挖断有关，造成了单相接地或弧光接地，而后值班人员发现后切除该条线路（造成单相接地或弧光接地突然消失），为铁磁谐振的形成创造了条件，从而导致发生了较为严重的铁磁谐振故障，电压互感器击穿烧毁。
电磁式电压互感器铁磁谐振的原理及其消除措施
电磁式电压互感器铁磁谐振的原理及其消除措施白瑞雪,高红杰,李亚峰（西安供电局，陕西西安，710032）摘要：电磁式电压互感器的铁磁谐振是非有效接地系统中常见的一种现象。
HAROLD A.PETERSON建立了铁磁谐振的经典研究模型。
本文阐述了谐振产生的机理，应用PETERSON铁磁谐振经典模型对电压互感器的各种防铁磁谐振措施的原理和其优缺点进行了分析，并对指出在设计中应注意的问题。
关键词铁磁谐振；消谐措施；消谐器；设计；Principle of Electromagnetism Type V oltage Transformer’s Ferro-resonance and VariousTreatments to Eliminate Ferro-resonanceBAI Ruixue, GAO Hongjie, LI Yafeng(Xi’an Power supply Bureau, Xi’an 710032, China)Abstract:E lectromagnetism Type V oltage Transformer’s ferro-resonance is common in non-effective earthing system. HAROLD A. PETERSON builds the classic model for researching ferro-resonance. This paper discusses the mechanism of resonance, and by using HAROLD’ model, analyses the merit and the fault of the various treatments of eliminating ferro-resonance, points out the key factors in design of eliminating ferro-resonance.Key words: Ferro-resonance; Treatments to eliminate ferro-resonance；Resonance eliminator; Design0引言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频繁，其危害性较大。
10kV电压互感器铁磁谐振与消谐措施研究
在 中性点不 接地 系统 中 ．当系统 正常 运行 时 由
于三 相对称 ，电压互感 器 的励磁 阻抗很 大且 大 于 系 统对 地 电容 ， ｌ ， 者并 联后 为一 等值 电容 ， 即 ＞ 两 系
统 网络 的对 地 阻抗 呈 现容性 ，电网 中性 点 的位 移基
所示 。
ＴＶ
移 到∞点【 ｎ 。常见 的 冲击 扰动 有 ： 网的突 然合 闸 、 电 发
生故障和故障消除等。
１２ 谐振 类型 的判 别
试验 和 分析 表 明 ， 铁心 电感 的振 荡 回路 中 ， 在 不 同的激 发 条件 可 以引起 不 同频 率 的铁 磁 谐 振 现 象 ． 其谐 振频 率 可能 等于 工频 的整 数倍 ， 即高 频谐 振 ： 也 可 能等 于 工频 的分 数倍 ， 即分频 谐 振 。分 析 各种 激 发 条件 所 能 引起 的谐 振 类 型 ， 采 用 相 应 的 消谐 措 对 施提 供 了依据 。 目前产 生 铁 磁谐 振 的激 发 条件 主要 有 ：）电磁 １ 式 电压 互感 器 突 然投 入 运 行 ； ２ ）线 路 非 同期合 闸操
０ 引言
在 １ Ｖ中性 点不 接地 系统 中 ， 为 了监 控 电力 ０ｋ 系统 的运行 状态 ， 安装 了大 量 的电磁式 电压 互感 器 。
由于对 地 电容 和互感 器 的参数 不 同 ， 能产生 ３ 可
种频率 的共 振 ： 波共振 、 次谐波 共振 和分 频谐 波 基 高 共 振＿ 饱 和后 的电压互 感器 励磁 电感 变小 ， ｌ 】 。 系统 网
性 伏安 特 性Ｕ＝ ｘｏ３，曲线 ３ 电感 和 电容 串联支 Ｌｌ （Ｃ ， 是 路 的伏 安 特性 ，其 纵坐标 为 Ａ ＝Ｕ— ｃ，点 是谐 振 Ｕ ＩＬＵＩ ｄ
电磁式电压互感器铁磁谐振及治理方法
电磁式电压互感器铁磁谐振及治理方法针对小电流不接地系统故障特征，分析了电磁式电压互感器铁磁谐振的特点以及过电压原理，阐述了谐振所引起的相关危害，并针对性提出了相关治理方法。
标签：电磁式电压互感器；铁磁谐振；过电压；治理措施1 引言电磁式电压互感器目前被广泛应用于35kV以及以下电压等级中性点不接地配电网中，其将一次侧高电压转换为低电压供保护系统、计量系统以及相关测控装置使用。
当系统中发生单相接地故障时，能够允许最长带接地运行2小时，有可能使得电压互感器铁芯饱和，从而满足铁磁谐振条件而产生过电压，轻则导致高压限流熔断器故障，重则造成互感器绝缘损坏或过热损毁。
2 铁磁谐振产生机理谐振本身属于回路振荡现象，同时伴随过电压，直到系统运行状态发生改变，谐振条件受到破坏，否则可能长时间存在。
根据谐振过电压性质不同，一般分为线性谐振过电压、参数谐振过电压以及铁磁谐振过电压。
对于不接地系统，由于电磁式电压互感器的存在，使得铁磁谐振发生最为频繁，大量含铁芯的电感在外加电压作用下表现出非线性运行状态。
在系统发生单相接地故障时，在故障点会流过较大的电容电流，非故障相对地电容则在线电压的作用下，充满大量电荷。
而在单相接地故障消失的瞬间，故障点的电流通道被切断，而非故障相电压需要从线电压下降至相电压，此时非故障相对地电容积累的电荷只能从互感器一次侧绕组对地进行放电，也就是互感器一次侧绕组中性点。
这一过程中会对互感器一次绕组产生较大的冲击电流，对于励磁特性不好的互感器来说，会导致铁芯短时内严重饱和，进而引发铁磁谐振并产生高电压，严重则会造成互感器与避雷器击炸，对电网设备、人身安全以及可靠供电造成较大影响[1]。
3 铁磁谐振分类电磁式电压互感器发生铁磁谐振一般可表现为两种形式：一种情况下由于系统发生断线、间歇性弧光接地故障时，因铁芯饱和导致的铁磁谐振及过电压；另一种情况下当变压器空载合闸对母线充电时，电磁式电压互感器的一次侧绕组同母线对地电容之间形成振荡谐振条件，从而导致过电压。
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。
电磁式电压互感器的谐振及主要消谐措施
电磁式电压互感器的谐振及主要消谐措施摘要电磁式电压互感器的铁磁谐振是非有效接地系统中常见的一种现象，电磁式电压互感器引起铁磁谐振后，其介质击穿或爆炸都会导致母线故障。
本文针对铁磁谐振对中性点非有效接地系统带来的影响，对电磁式电压互感器铁磁原理及现有的消谐措施进行分析，在各种情况下选择合适的消谐方式。
关键词不接地系统；电压互感器；铁磁谐振；消谐措施0 引言在电力系统非有效接地系统中，由于技术和成本原因，广泛采用电磁式电压互感器（下面简称TV），电磁式电压互感器在单相接地、操作等外部因素激发的条件下，易发生铁磁谐振，使得TV受到谐振过电压和过电流的冲击。
谐振过电压一旦发生，往往会造成电气设备的损坏或继电保护装置的误动，导致发生停电事故。
为了尽可能地避免谐振过电压的发生，在设计时应进行必要的参数计算，采取适当的防止谐振的措施，在操作设备时应有合理的调度安排，尽量避免形成谐振回路。
本文从变电站实际发生的一系列谐振过电压现象，对电磁式电压互感器引起的铁磁谐振及消除方法进行讨论。
1 电磁式电压互感器铁磁谐振过电压产生原理在中性点非有效接地系统中，母线上常采用Y型接线的电磁式电压互感器，如图1所示，图中E为电源电势，C为线路等设备的对地电容，L为电压互感器激磁电感。
以图1为例，分析中性点非有效接地系统中电磁式TV谐振原理。
E1 + E2 + E3 =0，L1=L2=L3，故各相对地导纳Y1=Y2=Y3，中性点处在零电位，不会发生谐振现象。
当系统受到某种干扰，例如单相接地故障、系统运行方式的改变或电气设备的投切等，都可能出现相对地瞬间过电压及励磁电流的急剧增大，假设扰动致使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发生饱和，其等值励磁电感L1变小，以致三相励磁电感不相等，导致中性点电压发生偏移，由式（1）可知，如铁心饱和，电感下降，式（1）中的分母变小，如果参数匹配，便能产生谐振现象。
2 铁磁谐振的危害及主要消谐措施由铁磁谐振产生的原理可看出，当谐振产生时，中性点电压升高，产生零序谐振过电压，过高的电压可能导致设备结缘损坏、设备击穿甚至爆炸及保护装置误动等。
电压互感器铁磁谐振的辨识与消除方法
电压互感器铁磁谐振的辨识与消除方法发表时间：2017-03-09T11:28:09.160Z 来源：《电力设备》2017年第1期作者：陈文达[导读] 电压互感器与变压器的原理相同，都是用来转变线路中电压的，但是二者之间也存在一定不同之处。
（国家知识产权局专利局专利审查协作广东中心广东省广州市 510530）摘要：电压互感器与变压器的原理相同，都是用来转变线路中电压的，但是二者之间也存在一定不同之处，主要体现于转换目的层面，变压器转换电压的目的在于输送电能，而电压互感器则是为有关设备进行供电。
为了对电力系统的运行状态进行监听，一般会在变电站中安装电压互感器，因为电磁式互感器本身呈现感性，且系统内部包含了一些容性元件，一旦频率到达相应的谐振频率时，便会出现谐振过电压，严重时甚至会烧毁熔断器。
基于此，为避免铁磁谐振对系统的危害，有必要提出一种较为全面的、系统的电压互感器铁磁谐振的辨识与消除的方法。
关键词：电压互感器；正弦拟合；铁磁谐振；基频；波形畸变；零序电压电磁式电压互感器经过饱和之后所引发的铁磁谐振过压电是一种较为容易造成故障的内部过电压，对电力系统的安全运行具有极为严重的影响。
据此，现有技术中提出了多种消谐方法，诸如PT开口三角接阻尼电阻、在PT一次侧的中性点与地之间串接非线性电阻消谐器及采用4PT的接线方式等形式进行消除电压互感器铁磁谐振。
并未提出一种较系统的，并且能够同时识别铁磁谐振和单相接地的方法。
基于此，文章中利用正弦拟合算法辨识铁磁谐振、基频谐振时零序电压波形畸变的特点来辨识基频谐振与单相接地。
1 主要方法步骤步骤1，采集零序电压波形，初步判断该零序电压波形是否发生铁磁谐振中的基频谐振或者单相接地，并进一步判断该零序电压波形发生了该铁磁谐振中的基频谐振还是单相接地；完成初始化，以确定工作模式，判断零序电压波形数据是否发生铁磁谐振中的基频谐振或者单相接地，然后进行参数刷新，并运用正弦拟合算法对零序电压波形数据进行拟合，以该拟合得到的正弦函数为参照波形，计算出该零序电压波形数据的波形畸变度，并根据该波形畸变度进一步判断该零序电压波形数据发生了铁磁谐振中的基频谐振还是单相接地步骤2，在判定该零序电压波形产生该铁磁谐振中的基频谐振时，分别采集三相电压UA、UB和UC以及零序电压的连续N个瞬时值，并将连续N个瞬时值分别与对应的设定电压阈值进行比较：判断电压互感器是否出现断线故障，并进一步根据该零序电压的连续N个瞬时值判断发生的故障。
电压互感器烧毁原因分析及消除措施
电压互感器烧毁原因分析及消除措施关键词:铁磁谐振消谐方法1铁磁谐振产生原因中性点不接地系统中,正常运行时,三相基本平衡,中性点的位移电压很小。
但在某些切换操作如断路器合闸或接地故障消失后,由于三相互感器在扰动后电感饱和程度不一样而形成对地电阻不平衡,它与线路对地电容形成谐振回路,可能激发起铁磁谐振过电压。
2铁磁谐振的现象铁磁谐振分基波谐振、分次谐振、高次谐振。
基波谐振是一相对地电压降低,另两相对地电压升高跨越线电压,或两相电压降低、一相电压升高跨越线电压、有接地旌旗灯号发出;分次谐波是三相对地电压同时升高、低频变动;高次谐振是三相对地电压同时升高跨越线电压。
其现象为线电压升高、表计摆动,电压互感器开口三角形电压跨越100V。
3铁磁谐振对电力体系安全运行的影响1)中性点不接地系统中,随着中低压电网的扩大,出线回路数增多、线路增长,电缆线路的逐渐增多,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。
2)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。
如果电流尚未达到熔丝的熔断值,但超过了电压互感器额定电流,长时间处于过电流状况下运行,必然造成电压互感器烧损。
3)谐振发生后电路由原来的感性状态改动为容性状态,电流基波相位发生180°反转,发生相位反倾现象,从而使小容量的异步电动机发生反转现象。
4)发生高零序电压份量,出现虚幻接地和不正确的接地指示。
4常用的消谐方法及优缺点一般来讲,消谐应从两方面动手,即改动电感电容参数以破坏谐振条件和接收与消耗谐振能量以抑制谐振的发生,或使其受阻尼而消失。
1)采用励磁特性较好的电压互感器。
新建或革新变电站电压互感器时尽量采用励磁特性较好的电压互感器。
在一般的过电压下不会进入饱和区,从而不易构成参数婚配而出现谐振。
但电压互感器的励磁特性越好,发生电压互感器谐振的电容参数范围就越小。
电压互感器铁磁谐振及其防范措施
力 系统带 来很 大 危 害 。如 ： 谐 振 过 电 流会 引起 电压
互感 器 一次熔 断 器熔断 或烧 毁 ； 谐 振 过 电压 会影 响 高 压 电气设 备 的绝缘 性 能 ， 甚 至影 响 电 力 系统 的安
全 稳定 运行 。所 以及 时正 确 的消 除 铁磁 谐 振 ， 成 为 电压 互感 器能 否安 全投入 使用 的前 提 。
２ ０ １ ３年 ５月 第 １ ６卷 第 ５期
２ ０ １ ３，Ｖｏ ｌ ，１ ６，Ｎｏ ． ５
贵 州 电 力 技 术
ＧＵＩ ＺＨ０Ｕ ＥＬＥＣＴｌ ＵＣ Ｐ ０Ｗ ＥＲ ＴＥＣＨＮｏＬ０ＧＹ
专 题 研 讨
Ｓ ｐｅ ｃ ｉ ￣ Ｒｅ ｐ ｏ ｔｓ
电 压 互 感 器 铁 磁 谐 振 及 其 防范 措 施
关键 词 ： 电磁 型 电 压 互 感 器 ； 中性 点 不 接 地 系统 ； 励 磁 阻抗 ； 铁磁谐振 过电压 ； 一 次 消谐 装 置
文章编号 ： １ ０ ０ ８— ０ ８ ３ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ５— ０ ０ ３ ８— ０ ２ 中图 分 类 号 ： Ｔ Ｍ ４ ５ １ 文献 标 志码 ： Ｂ
二 ： ｜ 嚣 缎
开口
比） ， 而非故 障相 电压升高、 ／ ３倍额 定相 电压 ， 使非 故
障相 Ｃ 充满电； 之后 ，当单 相 接地 故 障 消失 后 ，非
故障相 ｃ 经 电压互 感器 一次 绕组及 其 中性 点 Ｔ Ｖ放 电， 此 时 电压互感 器激磁 电流 突然增 大 ， 使 电压互 感
・
后， 当单 相接 地故 障消 除 后 ， 如 发 生 励磁 涌 流 ， 此 时 由于大 部分 电压 都 降落在 消 谐 电阻 Ｒ上 ， 涌 流 将 被
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五、关于电压互感器的铁磁谐振及其消谐措施。
1、谐振条件在中点不接地系统中，由于接地保护的需要，三相电压互感器的中点是直接接地的，因此电压互感器与电网线路对地电容并联而形成谐振回路，电磁式电压互感器的电感是非线性的，这种谐振回路为非线性谐振回路，或称铁磁谐振回路，如图5-1。
通常，在正常运行时，电压互感器的感抗X L 远大于电网对地电容的容抗X C ，即X L 与X C不会形成谐振，但由于某些原因，例如单相接地故障、线路合闸、雷电冲击等等，使电压互感器的电感量发生变化，如果X L 与X C 匹配合适则将产生谐振。
由于电网中点不接地，正常运行时互感器中点N ＇和电源中点对地同电位，即中点不发生位移，当发生谐振时，互感器一相、两相或三相绕组电压升高，各相对地电位发生变动，但因电源电势由发电机的正序电势所固定，E A 、E B 、E C 保持不变，在电网这一部分对地电压的变动则表现为电源中点发生位移，而出现零序电压，这就是说，谐振的发生是由于中点位移而引起的。
假定当A 相电压下降，B 、C 相电压升高，则A 相显容性，而B 、C 相显感性，等值电路图如图5-2所示。
图5-1 电压互感器接线图图5-2 不对称阻抗产生的中点位移电压如图，三相中各阻抗不对称，电源中点产生位移，在一定条件下将产生谐振。
根据图5-1，解出中点位移电压如下式：CB AC C B B A A NN Y Y Y Y E Y E Y E U ++++-=∙∙∙∙/ （1） 'c j Y A ω=， '1L jY Y c B ω-== 代入得： ''2)1(/Lc L c E U A NN ωωωω-'+'-=∙∙ （2） 由（2）式可看出，当'2L c ωω='时则U 0无穷大，即要发生谐振，这也意味着只有当电压互感器的感抗与线路容抗在一定比例下，谐振才会产生。
有人（HA.Peterson ）对此曾做了专门的模拟试验，得到了谐振范围的曲线，如图5-3b 所示。
模拟试验用互感器的V-A 特性如图5-3 a 。
5-3 a 非线性电感的伏安特性曲线U —试验电源相电压 U ϕ—非线性电感额定电压 I*—电流标幺值5-3b 不同谐振区域10C x C ω=， 0L x —额定线电压下非线性电感的励磁感抗 从图5-3b 可看出，谐振有可能是分频谐振（低于工频，一般为21工频），也可能是工频谐振，或高频谐振。
图5-3b 中X C 为线路的每相对地电容（线性的），X L 为电压互感器每相绕组在φU 3电压下的励磁感抗。
显然，当X C / X L ＜0.01时，谐振不会发生，当0.01≤X C / X L ≤0.1时，会发生分频谐振，而且起振电压很低；当0.1≤X C / X L ≤1时会发生工频谐振（基波），X C / X L ≥1时进入高频谐振区。
由此可以看出，分频谐振是容易发生的。
西安交通大学用大一互提供的JDZX18-10，JDZX9-10G 及JDZX9-35Q 电压互感器的V-A 特性采用EMTP 电磁暂态软件进行了仿真计算，其谐振范围与上模拟试验曲线有些差别，例如：LC X X =0.00159~0.0133，发生分频谐振，L C X X =0.00159~0.312发生基频谐振，LC X X =0.133~26.7，发生高频谐振。
谐振的发生必须有激发条件，即必须有使电压到感器的电感量发生变化的条件。
系统中激发条件往往是：空载母线或送电线路的突然合闸；单相接地故障（非故障相电压升高）；传递过]电压及经消弧线圈接地的系统有时消弧线圈退出运行，等等，这些激发条件以单相接地故障最频繁。
2 谐振的基本特性a 、工频谐振（基波谐振）试验和分析表明，由互感器引发的基波谐振表现为一相电压降低，两相电压升高，且中点移到线电压三角形之外，各相电压相量图如图5-4。
基波谐振产生的过电压幅值一般不高，对地稳态过电压不超过2倍φU ，暂态过电压也不过3.6φU 。
b 、高频谐振（三次谐振波谐振）在中点绝缘系统中，由于电源不能向电压互感器提供三次谐波励磁电流，而使铁芯中磁通为平顶波，含有三次谐波磁通，对于三个单相电压互感器而言，三次谐波磁通可在每相电压互感器铁芯上流通，因而产生三次谐波电势，使中点位移产生而发生谐振。
高频谐振的表现是三相电压同时升高，即在工频电压下迭加三次谐波电压 ，因为各相基波电压与三次谐波电压均相等，所以三相电压指示相同。
高频谐振通常在空母线合闸的激发条件下产生。
有时，变电站出线很短是也会发生。
高频谐振会产生较高的过电压，最高可达3φU 。
c 、1/2分频谐振除了基波和三次谐波谐振以外，电压互感器的铁磁谐振电路还可产生低于电源频率的分次谐波谐振，其中大多数为1/2次谐波谐振。
1/2分频谐振时，其谐波波源必然存在电源中点与互感器高压绕组中点之间，即在U NN ，中，它是零序性质的。
因此，分频谐振电压一般都认为每相对地电压为电源电势（基波）和中点位移电压（1/2次谐波）的相量和。
其均方根值为)21(22/NN U U U +=φ，φU — 电源相电压)21(/NN U —21次谐波谐振时中点位移电压。
由此可见，1/2分频谐振表现为三相对地电压同时升高，实际上谐振频率与1/2工频略有差别，所以，电压表计以低频来回摆动。
1/2分频谐振过电压不高（不超过2φU ），这是由于铁芯深度饱和所致。
因为频率减半，互感器铁芯中磁密要比额定时大1倍，使铁芯饱和，励磁感抗急剧下降，因而高压绕组流过极大的过电流，一般可达几十倍甚至上百倍额定电流，使互感器过热并产生电动力的破坏。
由于是热和电动力的破坏，互感器往往有一发展过程，表现为互感器冒烟、熔丝熔断、油浸互感器喷油等。
图5-4 基波谐振向量图如果X C /X L 处在两种谐振区的交界处，有可能是发生基波振而后转入分频谐振。
1/2分频谐振的激发条件大都是单相接地故障又突然消除的暂态过程。
由于其起振电压较低，在一定电网条件下1/2分频谐振是最容易发生的，而且破坏力很强，也是互感器出现烧坏事故的主要原因。
3、消谐措施35KV级以下电力网电磁式电压互感器的铁磁谐振现象，曾经引起电力部门的高度重视，消除铁磁谐振的措施有两大类：破坏谐振条件，阻尼谐振。
属于第一类的有：增加网络电容，使L C XX /≤0.01，不使用电磁式电压互感器，采用电压互感器中性点经零序电压互感器接地，（针对接地故障）；第二类措施是在二次或在互感器中点对地加电阻。
另外，对电压互感器有较好的励磁特性减少谐振的发生，也是有作用的。
互感器较好的励磁特性是建立在降低互感器额定磁密上的，但这很有限，因为受互感器容量，准确级及开关柜的尺寸及制造成本的制约，额定磁密不能降到很低的。
现代大连第一互感器厂互感器已经作了尽可能的降低。
通观国内外情况，及使用常用的优质冷轧钢片（Z11－0.35，Z10－0.35），互感器在额定电压因数电压下，磁密不超过1.6T ～1.65T ，同时，在生产控制上也严格控制了励磁特性的不一致性的偏差。
3．1阻尼谐振阻尼谐振措施包括以下两类a ） 二次回路加电阻在互感器开口角回路加阻尼电阻，有固定电阻和电子型，统称二次消谐，电子型目前普遍采用的微机型消谐器其接线如图5-5，其原理是，电压互感器发生铁磁谐振时，中性点产生位移，使三相电压不对称，互感器饱和，出现零序磁通，高压绕组流过零序电流，在开口角两端，要感应零序电压，接有电阻时，则有零序电流流通。
这个电流是对高压绕组中的零序电流所建立的磁通起去磁作用的。
二次零序电流越大，去磁效果越大，短接时效果最好，如果长期处于短接状态，则可能不发生谐振。
但短接对互感器是不能长期运行的，只允许运行1s 以内。
因此利用可控硅，在发生谐振时，由CPU 采集数据，超过正常电压值后使可控硅导通，使谐振瞬间消除。
谐振消失后，可控硅又恢复阻断状态。
这种消谐器的致命弱点是一旦可控硅阻断失效，即开口三角处于永久性短路，在单相接地或其他故障使三相电压不平衡时，电压互感器即处于短路运行，会烧坏互感器。
这种消谐器失效而图5-5 二次加消谐器接线图造成互感器损坏已经不是“危言耸听”，事实上已经发现过，“瞬间消谐”的概念也是不确切的。
谐振一旦发生，要消除总得有个过程。
尤其是由于采集数据的延时，可能错过阻尼的最佳时间。
其“瞬间”如果超过1s ，则已不保护互感器的安全了，因为互感器短路运行只允许1s 。
过去的这类消谐器对可控硅阻断失效没有显示，运行人是不可检查，不会发现，这又是其弱点。
b ）互感器高压中点经电阻接地互感器高压中点经电阻接地，此称一次消谐，接线图如图5-6，电阻可以是线性的，也可以是非线性的，对于非线性电阻，在工作时，可保持中点对地电位不超过互感器N 端对地的绝缘水平。
其消谐机理是单相接地消逝时线路在由线电压恢复到相电压的过渡过程中，电容放电电流只能通过电压互感器高压绕组入地，理论分析（计算机仿真）及实测表明，这过电流的频率很低，特别是电容较大的网络中其频率只有几个H Z 。
我们称此为超低频振荡电流。
这个放电电流一般可达到上百倍互感器正常的励磁电流，因而会使互感器饱和，激发谐振也会使高压熔断器熔断，由于放电电流可达到熔断器瞬间熔断的电流，因此，往往深断器熔断，而保护了互感器，但有时这个电流小于熔断器瞬时熔断值，而引发谐振，则烧坏互感器。
当在中点经电阻接地后，这个电阻即限制了放电电流，从而防止了熔断器熔断和谐振。
单相接地电容放电电流如图5-7。
电阻的选择，目前是通过试验和计算决定，而西安交通大学用计算法得出，临界电阻为5.6%互感器相电压下的感抗值。
图5-6互感器高压中点经电阻接地接线图5-7 单相接地及消失时的电容电流途一次消谐器也有一些弱点，即电阻的热容量如果不够的，会引起电阻的损坏，而失去消谐作用，一次消谐电阻如果过大，会产生危及N 端对地的耐压水平。
一般，互感器N 端对地耐压水平为3kV ，1min ，所以要求消谐电阻上产生的压降应低于3kV 。
选用时要注意。
另外,该消谐措施带来一个弊病是三次谐波电流在电阻上产生压降，已使开口角回路滤出的三次谐波电压影响正常运行，也造成三相电压不平衡。
3．2破坏谐振条件 互感器高压绕组中点经零序电压互感器接地，即所谓“4VT ”接法，属于破坏谐振条件（指单相接地）类消谐措施。
接线路图如图5-8，是由三个单相全绝缘电压互感器和一个半绝缘（或全绝缘）单相电压互感器构成。
其消谐原理是，当单相接地时，电压互感器的一次电压出现零序和正序电压，其正序电压施加在接成三相星形的主PT 上，即主PT 上的各相电压不发生变化，而零序电压（每相零序电压为电源相电压U φ）则由三相主PT 和零序电压互感器承担，由于三相主PT 的零序绕组（开口角回路）短接，其零序阻抗很小，与零序电压互感器的阻抗相比可以忽略，如此，零序电压就几乎全部加在零序电压互感器上，即零序电压互感器有相电压产生，其二次侧有电压输出而发出接地报警。