浅谈10kV系统产生谐振过电压原因及控制对策
探讨10kV系统电缆线路过电压原因和对策
探讨10kV系统电缆线路过电压原因和对策文章综合分析了0kV系统电缆线路过电压原因，在分析原因基础上提出了合理且科学的控制措施。
不断提升电力系统运行安全管理水平，保障电力运行效益。
关键字：过电压；措施；10kV系统电缆线路一、10 kV系统电缆线路过电压产生的原因（一）铁磁谐振过电压当前，我国建立起的10kv系统一般都属于中性点、非有效接地特殊电力系统。
在10kv系统电缆线路中，电压互感器运行会对系统产生一定影响。
一般而言，电压互感器绕组中性点都是一次绕组直接接地，在电力系统运行过程中不会有铁磁谐振现象出现。
如果产生的谐振现象是在合理的范围内，也不会对电力系统运行造成危害。
但10kv系统电缆路线参数配置不一致，因此会出现铁磁谐振，而且是以高次谐波谐振为主，引起电压变大，继而使得系统短路，最终导致安全事故出现。
（二）弧光接地过电压当10kv系统电缆线路保持单相接地状态时，接地电流比较小，则电弧容易出现熄火现象，熄火之后将很难再燃烧起来。
而接地电流相对较大，电弧可以保持稳定燃烧状态，这个时候，10kv系统电缆路线在异常状态下，有可能会出现间歇性电弧问题。
众所周知，间歇性电弧是引起弧光接地电压一大重要因素。
而且，在运行过程中，问题出现范围会比较广，持续时间比较长。
当电压幅值处于常规状态的2.5倍到3.5倍时，10KV电力系统运行将存在安全隐患。
（三）雷电过电压由于10kv系统电缆路线整体耐雷水平比较差，相对的防雷措施也不够完善。
在雷雨季节，10kv电力系统运行受自身网络影响，遭到的雷击时的危害会更大。
当发生雷击时，系统会因遭受雷击出现过电压现象，而且过电压现象会非常明显，可能导致配电设备出现大规模损坏。
（四）内部过电压在10kv电力线路中，线路会由于自身运行出现过电压现象。
电能在系统内部传递或者转化过程中引发过电压，是非常普遍的现象。
主要有两个方面原因，操作过电压和工频过电压。
在这两个原因中，工频过电压主要是系统突然出现负荷而引起，操作过电压是由于人为操作失误或不规范导致，当系统内部的电压比较高时，将会导致故障出现。
10kV电压异常原因分析及处理措施方案
10kV电压异常原因分析与处理措施摘要：本文对电网实际运行中时常出现的10kV电压异常现象的原因进展分类，并逐一研究分析其产生机理，从而引出处理10kV电压异常措施的思路。
关键词：电压异常；负荷；接地；断线；消弧线圈；谐振0 前言电压的异常直接影响设备的运行技术指标、经济指标，甚至导致用户的用电设备无常工作，电网的平安与经济运行遭至破坏。
10kV母线是调度部门可以进展电压调控的最后一级母线，也是最直接影响用户电压质量的母线。
因此对10kV 电压异常产生的根本原因进展分析研究，对消除电压异常和保障电网平安运行具有十分重要的意义。
1 负荷变化引起的电压偏移根据相关调压原那么要求：变电站和直调电厂的10kV 母线正常运行方式下的电压允许偏差为系统额定电压的0%―+7%。
而在实际电网运行中，在白天用电顶峰时段，10kV 母线可能低于10.0kV下限，在深夜用电低谷时段，10kV母线也可能高于10.7kV上限。
造成电网正常运行中电压偏移的原因是不同大小的功率在电网元件中传输会产生不同的电压降落。
功率由系统通过110kV降压变压器经变压后到达10kV母线，其等值电路图和相量图如图1所示。
在上图中，为归算到110kV变压器10kV侧的一次电压，为110kV变压器的二次电压，即10kV母线电压，S为传输的视在功率，为归算到110kV变压器10kV侧的传输电流，φ为与的相位差，XT为110kV变压器归算到二次侧的等值电抗，RT为110kV变压器归算到二次侧的等值电阻。
图中，就是电压降相量，即〔RT+XT〕，将电压降相量分解为与二次电压同方向和相垂直的两个分量和。
称为电压降落的纵分量，称为电压降落的横分量。
而在电网实际计算中，由于电压降横分量很小，可以忽略不计，因此，其电压降可以省略简化成仅为电压降落的纵分量，以ΔU表示。
由图3可得ΔU的模值为，将、、代入上式可得，因此可以得出，10kV母线电压与传输功率的关系公式为：由上式可知，通过减少传输的有功负荷P、无功负荷Q、电阻RT和电抗XT，或者提高110kV侧电压U1的方法，可以减少电压降落，提高10kV电压；反之那么降低10kV电压。
浅谈电力系统中的铁磁谐振过电压及消除方法
浅谈电力系统中的铁磁谐振过电压及消除方法摘要：本文简要分析了电力系统中铁磁谐振产生的原因、现象及对电气设备的危害，并介绍了消除铁磁谐振过电压的常用方法。
关键词：电力系统；铁磁谐振；过电压；电容；电感1 引言电力系统中有许多的电感、电容元件，如变压器、互感器、电抗器、消弧线圈、发电机等的电感，输电线路的对地电容及相间电容，以及各种高压设备的电容。
这些电感，电容元件在特定的参数配合条件下构成振荡回路，当系统进行操作或发生故障时形成谐振现象，从而产生谐振过电压，导致系统中某些电气设备出现严重的过电压而损坏，影响电力系统的安全运行。
2铁磁谐振过电压产生的原因电力系统内，一般的回路都可简化成电阻R、感抗、容抗的串联和并联回路。
铁磁谐振回路由带铁芯的电感元件(如空载变压器、电压互感器)和系统的电容元件组成。
正常运行条件下，感抗大于容抗，即＞，此时电路运行在感性工作状态，不具备线性谐振条件，回路保持稳定状态。
铁磁谐振回路的容抗在频率不变的情况下基本上是个不变的常数，而感抗一般是由带铁芯的线圈产生的，铁芯饱和时感抗会变小。
当电源电压有所升高或电感线圈中出现涌流时，就有可能使铁芯饱和，其感抗值随之减小，当＝时，即满足串联谐振条件，于是发生铁磁谐振[4]。
电力系统运行参数具有随机性，其运行方式灵活，构架比较复杂，容易使系统参数发生变化。
在进行操作或者发生故障的条件下，电力系统中的电容和电抗元件很容易形成振荡回路，尤其是主变压器，电压互感器等有绕组及铁芯的设备在一定的激励条件下，最容易产生电磁耦合现象，进而产生串、并联谐振，引发铁磁谐振过电压。
35kV、10kV系统大多采用中性点不接地方式运行，电网结构相对薄弱，加上电力系统操作频繁，运行方式又多变，很容易导致铁磁谐振过电压。
据有关统计，铁磁谐振过电压导致故障概率高达50% ～ 55%。
铁磁谐振过电压导致故障的严重性可见一般。
铁磁谐振过电压本质上是由于非线性励磁电感与电力系统对地电容所构成的铁磁谐振所引发的电网中性点不稳定现象。
油区10kV电力系统谐振过电压产生原因及抑制措施
中 ， 在 １０ｋＶ系 统 母 线 Ｐ Ｔ 二 次 线 圈 开 口 三 角 处 并 接 阻 尼 电 阻 为 ５ ０Ω
￣６０Ω ， ５００Ｗ左 右 ， 或 在 一 次 侧 中 性 点 串 联 阻 尼 电 阻 为 ９ｋΩ ，
１５０Ｗ左右以消除铁磁谐振影响。但当线路单相接地时，若电压互感
器一次侧电流显著增大或因本身元件故障，此种方法就不能有效避免
技术创新
内江科技 ２０１０年第５期 106
油区１０ｋＶ电力系统谐振过电压产生原因及抑制措施
赵宏宇
（胜利油田胜利油建电气安装公司）
摘 要 对油田由于感性、容性负载较多，组合成的电力线路一旦构成谐振条件，就极易产生铁磁谐振，引起过电压可能造成设 备人员伤害。本文探讨铁磁谐振产生原因并提出解决办法，对工程施工人员及运行人员操作具有一定参考作用。
（３）传递过电压。传递过电压发生在中性点绝缘或经消弧线圈
接地的电网中。在正常运行条件下，电网的中性点位移电压很小，当
电网发生不对称接地故障，断路器非全相或不同期操作时中性点位移
电压将明显增大，当变压器的高压侧绕组发生铁磁谐振时，通过变压
比关系，低压绕组也会承受谐振过电压，这是典型的电磁传递现象。
当出现这种传递过电压时同时伴随消弧线圈、电压互感器等的铁芯饱
常中性点不平衡电压较高的系统
中，雷电感应多引起分频谐振。
此时三相电压同时升高，数值约
为线电压值，作周期性摆动，一
图２ Ｈ．Ａ．Ｐｅｔｅｒｓｅｎ谐振曲线
般不超过２．５倍相电压值，且不稳定。容易造成电压互感器温度升高
甚至冒油。Ｈ．Ａ．Ｐｅｔｅｒｓｅｎ等人根据线路的容抗ＸＣ 与电磁式ＰＴ的励磁电 感ＸＬ的比值绘出了谐振曲线，如图２所示，据此可确定产生分频谐 振、基波谐振和高频谐振的区域。
产生谐振过电压的原因
产生谐振过电压的原因
产生谐振过电压的原因有多种，主要包括以下几个方面：
1.系统参数不匹配：当谐振回路的元件参数与谐振频率不完全匹配时，会导致谐振过电压的产生更加容易。
2.三相不平衡：三相不平衡导致各相的电感和电容发生变化，从而形成谐振回路，引发谐振过电压。
3.负荷突变：系统中的负荷突变可能导致贮能器中的能量被释放，形成串联谐振环路，从而引发高电压现象。
4.系统接地方式不当：不合理的接地方式可能导致电容和电感发生变化，形成谐振回路，进而产生谐振过电压。
5.变压器参数不匹配：当变压器在系统中存在较大的不匹配情况时，容易形成谐振回路，引起谐振过电压。
6.其他原因：如线路中的铁磁谐振过电压，因为带铁芯的电感元件容易出现饱和现象，导致回路中的电感参数形成非线性的图像。
为了降低谐振过电压的风险，可以采取一系列防范措施，包括但不限于：降低谐振频率、控制负荷突变、改善系统接地方式、提高设备的绝缘强度、引入谐波滤波器、安装避雷装置等。
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。
浅析电力系统中谐振过电压的原因及防范措施
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。
下列激发条件造成电压谐振：电压互感器的突然投入；线路发生单相接地；系统运行方式的突然改变或电气设备的投切；系统负荷发生较大的波动；负荷的不平衡变化等。
2 常用的消谐方法及优缺点2.1中性点不接地系统常见的消谐措施（1）采用励磁特性较好的电压互感器电压互感器选型时尽量采用采用励磁特性较好的电压互感器。
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。
10kV不接地系统产生谐振的原因及措施
10kV不接地系统产生谐振的原因及措施作者：李毅涛来源：《中国科技纵横》2016年第20期【摘要】 10kV配网系统，是采用中性点不接地系统和小电阻接地系统的运行方式，不接地系统的线路发生单相接地或单相接地消失的瞬间，经常造成电压互感器一次侧熔断器熔断，容易误判为电压互感器故障或是变电所内母线系统发生接地故障，但是其是由于电压互感器的铁磁谐振造成。
就10kV不接地系统产生谐振的原因及措施进行了分析，寻求并探索解决这个问题的方法。
【关键词】不接地系统谐振饱和消谐1 电压互感器引发铁磁谐振的原因在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。
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2～35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。
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。
10KV铁路电力系统谐振过电压产生原因及抑制措施讲解
10KV 铁路电力系统谐振过电压产生原因及抑制措施摘要：铁路10KV 电力系统是中性点不接地系统，中性点直接接地的三相五柱电磁式电压互感器线圈电感和电网对地电容与构成谐振条件，在运行中容易产生铁磁谐振，引起内部过电压。
本文通过对10KV 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，并针对各种抑制谐振过电压的措施进行探讨，得出可行性结论。
关键词：铁路；电力；过电压；抑制措施1 概述铁路10KV 电力系统均为中性点不接地系统（小电流接地），发生单相接地故障时，由于对线电压不产生影响，允许继续运行2个小时，提高了供电的可靠性和连续性，但是存在着易产生过电压的问题。
在10KV 配电所的每一段母线上均接有一台三相五柱电磁式电压互感器，其一次线圈中性点直接接地。
由于电网对地电容与压互的线圈电感构成谐振条件，在运行中容易产生铁磁谐振，引起内部过电压，这种过电压持续时间长，甚至能长时间自保持，对系统的安全运行威协极大，它是导致压互高压熔丝熔断和压互烧损、避雷器爆炸的主要原因，也是某些重大事故的诱发原因之一。
近五年以来，在我段管内共发生谐振过电压烧坏压互高压保险12次，烧毁10KV 压互1台，压互瓷瓶内部引出线烧断1次。
2 铁路10KV 电力系统谐振过电压产生的条件2.1 内部条件铁路10KV 电力系统是中性点不接地系统，为了监视系统的三相对地电压，10 kV配电所每段母线上均接有Y/Y/接线的三相五柱电磁式压互。
母线电压互感器的高压侧接成Y 型，其中性点是接地的，由于铁路10KV 电力系统中电缆较多，各相对地电容较高，电网对地电容与压互的电感相匹配构成谐振条件。
当发生谐振时，压互感抗显著下降，励磁电流急剧增大，可达到额定值的数十倍，造成压互烧毁或保险熔断。
2.2 外界激发条件激发产生谐振过电压的外部条件有以下几种：（1）线路发生单相接地或瞬间接地。
（2）向带有三相五柱电磁式压互的空母线充电（不带馈线负荷的情况下空送母线）。
浅谈变电所10kV电压互感器防谐振措施
浅谈变电所10kV电压互感器防谐振措施对于电压互感器而言，谐振一直是影响其电压的一个重要因素，文章主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，阐述了电压互感器的多种防止谐振的举措。
标签：10kV铁磁谐振电压互感器；防谐振措施；研究分析前言在中性点不接地的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三相的励磁电感快速达到饱和，且每相饱和程度的差别比较大，导致三相对地的阻抗明显处于不平衡，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 电压互感器谐振发生原因在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。
在电网中性点不接地系统中，系统中10千伏母线常接有Yo 接线的电磁式电压互感器，方便监视三相对地电压，正常时PT的励磁阻抗很大，对地阻抗呈容性，三相基本平衡，中性点O的位移电压很小，但扰动情况下，如系统单相接地的消失和发生，都会使PT中暂态励磁电流急剧增大，感值下降，三相电感值就会变化，在O点发生零序电压。
有研究证明：在PT开口三角绕组接入电阻（R/Xm≤0.4），相当于在PT的励磁电感之中并入电阻，可以限制和消除谐振；在PT的高压中性点串接一个电阻，随着R的增大，谐振的范围就会缩小，当R≥6%Xm时可消除一切铁磁谐振；当线路对地容抗XCo/Xm≤0.01时，将不会产生谐振。
10kVPT铁磁谐振产生原因及预防措施探讨
２ 铁 磁 谐 振 的 预 防
电压互感 器引起 谐振必 须 由工 频电源供 给能 量才能 维持
下去 ，如 能抑 制或 消耗 掉这 部分 能量 ，就 可避 免谐 振 的产 生。
图 １ 单 相 接 地 故 障 时 的 电 流 流 向
此外 ，提 高电压互感器 的励磁特性 ，使 系统感 抗远远大 于容抗 ，
Ｃ
图 ２ 接地 时 电荷 释 放 等 效 电 路
序电容 ３Ｃｏ中存储 的电荷 ，将对 三相 ＰＴ及零序 ＰＴ一次绕 组 电 感 放 电 。 理论 分 析 和现 场 测 试 表 明 ，该 暂 态 过 程 将 产 生 一 种 幅 值 大 、频 率 低 的 超 低 频 振 荡 电 流 ，它 是 正 常 电 流 的 很 多 倍 。 尽管零序 ＰＴ的高电抗 和电阻能够在一定程度上抑制超低频振 荡 电流的幅值 ，但 当电缆线路和架 空线路较长等原 因引起零序 电容存储的电荷很多时 ，会使零 序 ＰＴ承受很 大的 电流 ，ＰＴ绕 组迅速饱和 ，感抗 持续 降低 ，电流进 一步 增大 ，从 而 导致零 序 ＰＴ 的热 容 量 不 够 而烧 坏 。
当出现单相接地故障时 ，ＰＴ 中性点 电位 由零升为相 电压 ， 非故障相 的电位 由相电压变为线 电压 ，电容 电流会流 经接地故 障点 ，并在对地 电容 ｃ０上 充满 与线 电压 相 当的 电荷 。在 接地 过程 中，该 电荷形成 的电容电流通 过接地点形 成 回路 ，在大 地一 导 线 一电源 间 流 通 ，等 值 电路 如 图 ２所 示 。 由于 １０ ｋＶ ＰＴ 的感
Ｄｉａｎｑｉｇｏｎｇｃｈｅｎｇ ｙｕ ＺｉｄｏｎｇｈｕａＯ电气工程与自动化蠹 Ｊ誓－ ．＿ ＿＿＿＿＿＿ ＿＿＿＿＿＿ ＿＿＿－－－． ＿＿＿＿＿＿ ＿＿＿＿＿＿ ＿＿＿＿
浅析系统谐振过电压及抑制措施
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3.故障分析分析发生的历次投切空母线激发的PT 铁磁谐振过电压的过程，主要有以下两种情况： ①投空母线开关操作前，合被投母线侧刀闸引起的谐振过电压；②切空母线开关分断时激发的谐振过电压。
10KV不接地系统产生谐振的原因及措施
10KV不接地系统产生谐振的原因及措施【摘要】在实际的变电运行管理中，有时由于中性点不接地系统的线路发生单相接地或单相接地消失的瞬间，经常造成电压互感器一次侧熔断件熔断。
或者是在进行正常的倒闸操作中，通过投入空载母线时，往往发现母线电压指示不正常或出现接地信号，但却没有发生明显的接地迹象，主要是由于电压互感器的铁磁谐振造成的。
这种情况经常会使值班人员误判为电压互感器故障或是变电所内母线系统发生接地故障，影响了正常的运行管理。
【关键词】不接地系统；产生谐振；原因及措施0.前言在实际的变电运行管理中，鸡西供电区的10KV系统为绝缘系统（八面通二次变除外），由于中性点不接地系统的10KV及6.3KV线路发生单相接地或单相接地消失的瞬间，经常造成电压互感器一次侧熔断件熔断。
或者是在进行正常的倒闸操作中，通过投入空载母线时，往往发现母线电压指示不正常或出现接地信号，但却没有发生明显的接地迹象，如鸡冠二次变、滴北二次变等发生的。
这主要是由于电压互感器的铁磁谐振造成的。
这种情况经常会使值班人员及调度员误判为电压互感器故障或是变电所内母线系统发生接地故障，影响了正常的运行管理。
1.电压互感器产生谐振的原因分析（1）在中性点不接地系统中，虽然电源侧的中性点不直接接地，但电压互感器的高压侧中性点是接地的，若Ca，Cb，Cc为各回线路（包括电缆出线和架空线路）三相对地的等值电容，而La，Lb，Lc则为母线电压互感器的一次侧三个线圈的对地阻抗（忽略其线圈电阻），假设系统发生单相接地（如A相），其接线图如图1所示。
图1 接线图此时，电压互感器的铁心线圈相当于与电容器并联，构成了可能产生谐振的并联电路，由于相对地电压升高倍，有可能使得电压互感器的铁心出现饱和或接近饱和，阻抗变小，电路中出现容抗和阻抗相等的情况，从而产生了并联谐振，此时互感器一次侧的电流最大，这样有可能使电压互感器的高压侧熔断件熔断，或者烧坏电压互感器。
此种情况往往在变电所投产初期（线路出线回路少）不是很明显，但随着线路出线回路的增多（各回线路对地的等值电容量增大，容抗增大）出现谐振的情况较多。
10kV母线谐振过电压事故分析及预防措施
电工电气 (20 7 No.2)10kV母线谐振过电压事故分析及预防措施志哲(广东电网有限责任公司东莞洪梅供电分局，广东 东莞 523160)0 引言随着我国社会经济的快速发展，社会对电能的需求日益增加，对电力系统的供电质量也提出了更高的要求。
在电力系统运行过程中，由于电网对地电容与电压互感器的线圈电感构成谐振条件，在运行中容易产生铁磁谐振，引起内部过电压，这种过电压持续时间长，是导致电压互感器高压熔丝熔断和电压互感器烧损、避雷器爆炸的主要原因，也是诱发事故的原因之一。
对于谐振过电压事故的发生，若不采取措施进行预防，将会造成电气设备的大量损坏和大面积的停电事故。
1 事故概述某110kV变电站是在原35kV变电站的基础上通过升压改造并具有无人值班特性的变电站。
按变电站设计要求，该站共有110kV出线4回；35kV 出线6回；10kV出线16回。
该变电站2015年投运以来，10kV系统多次发生谐振过电压现象。
最严重的一次造成10kV电压互感器严重烧损，引起母线三相短路故障，导致该段母线退出运行10h。
该站的站内电气一次接线如图1所示。
2 事故经过时间：2014年8月18日15点14分，电力系统中的监控装置持续3次发出告警动作并报告复位信息，以说明Ⅰ母消谐装置存在问题，因此值班人员重点监视了10kV的电压运行情况，并发现三相电压变化有异常现象。
首先是A相的电压突然降低，而其他两相电压升高，运行一段时间后，B相的电压变得最低，其他两相电压升高，具体的数值变化如表1所示。
15时38分，该站1号主变1B过流后备保护出现动作，10kV电压的母联断路器Ⅰ段的进线开关处发生事故跳闸。
变电站维修人员马上赶到事故现场，发现10kV高压室、中央控制室完全被浓烟笼住，将其通风10min后，维修人员进入到高压室内部检查电气设备，其中Ⅰ母1YH间隔被完全烧毁，高压柜的释压顶盖掉落，后柜门出现严重的变形，101与100开关处于分位，Ⅱ母电压互感装置C相保险丝熔断，A相和B相正常，10kVⅠ母全部失压。
10kV配电系统过电压原因分析及预防措施
10kV配电系统过电压原因分析及预防措施摘要：电系统过电压保护主要是解决保护设备残压与用电设备耐压的矛盾，本文对10kV配电系统四种不同情况下出现过电压的原因进行了详细分析，并对预防过电压的措施展开了探讨，详细介绍了防止过电压的措施以及过电压的预防措施，旨在为有关需要提供帮助。
关键词：配电系统；过电压；原因分析；预防措施随着社会经济的快速发展，人们的用电需求越来越高，电力设备的数量和规模也日益扩大，这对配电系统提出了的更高的要求。
但是由于种种原因，配电系统出现过电压的现象时有发生，这严重影响了配电系统供电可靠性和稳定性。
因此，探讨配电系统过电压的预防措施具有十分重要的意义。
对此，笔者进行了相关介绍。
1 过电压原因分析据运行统计，造成设备故障或损坏的过电压形式主要有：谐振过电压、直击雷过电压、雷电反击过电压等。
不同的过电压形式具有不同机理，对设备的损坏程度也不同。
1.1 谐振过电压10kV电压互感器由于谐振过电压使髙压侧熔断器熔断的故障。
变电站10kV 系统属中性点不接地系统，当发生接地故障时，系统相电压升高，加在线圈两端的电压升高，铁芯出现磁饱和现象，感抗发生变化。
PT的感抗和线路的对地容抗匹配时就会产生铁磁谐振过电压，使高压侧熔断器熔断。
特别是单相接地故障时，对地电容电流较大，产生电弧不能自熄灭，出现间歇性放电产生弧光过电压，使铁芯更易出现磁饱和现象，引起谐振过电压，使PT高压侧熔断器熔断。
1.2 接地不良引起雷电反击过电压主变10kV侧出线避雷器过电压烧毁现象。
出现这种现象的主要原因是接地电阻偏大。
经实地测量，两个变电站地网的接地接阻均不合格，约1欧姆（标准要求小于等于0.5欧姆）。
当强大的雷电流通过避雷针、避雷线的引下线或构架等接地体向地网泄放时，因接地阻太大，残压过高而通过避雷器进行反击，以致破坏避雷器。
1.3 进行波入侵和雷电流感应引起的过电压（1）10kV架空线或配电线因雷击而引起雷电流入侵，入侵的进行波遇到阻抗突变的结点时会因反射而使电压升髙，来回反射并扩散的高电压碰到绝缘相对薄弱处便可能击穿造成事故。
10kV系统电缆线路过电压原因和对策探讨
10kV系统电缆线路过电压原因和对策探讨0引言近年来，随着我国社会经济的不断发展，以及各地区工农业生产的实际需要，在现代电力网络的建设中变电站的安全防护问题显得愈发重要。
在我国电力企业的运行管理中，10kV系统电缆线路经常会因过电压现象的存在，而导致电力系统的运行出现异常现象和严重故障。
10kV系统电缆线路过电压存在多方面原因，尤其是在雷雨季节引发过电压的几率明显提高，极可能导致电力系统出现跳闸、短路、设备损坏，以及高压熔丝熔断等运行故障。
为了掌握10kV系统电缆线路过电压发生的依据和规律，本文对其引发原因进行了综合分析，并且提出了科学、合理的对策，旨在促进我国电力系统安全管理水准的不断提升。
110kV系统电缆线路过电压产生的原因在我国10kV配电系统的实际运行中，出现短路、谐波等技术故障的现象较为普遍，不但造成了电气线路或电力设备的严重损坏，而且对于电力系统的运行也会造成一定的影响。
在10kV系统电缆线路的运行故障中，过电压现象较为常见，也是危害较大的异常运行现象。
10kV系统电缆线路过电压产生的原因，主要表现在以下几个方面：1.1铁磁谐振过电压目前，国内在建和投入运行的10kV系统电缆线路多属于中性点、非有效接地的特殊电力系统。
在10kV系统电缆线路中，电压互感器运行中产生的励磁感抗必然会对接地电容的容抗产生一定的影响，同时电压互感器的绕组中性点为一次直接接地，将会导致出现铁磁谐振现象。
如果所产生的铁磁谐振在合理的范围内，不会对电力系统的运行造成严重影响。
由于部分10kV系统电缆线路的参数配合不同，所产生的铁磁谐振以高次谐波谐振为主，较高的电压有可能引发电力系统的绝缘击穿或相间短路，最终造成较大范围的安全事故。
1.2弧光接地过电压当10kV系统电缆线路处于单相接地状态时，如果接地电流相对较小，电弧容易出现熄灭现象，并不再重燃；而在接地电流相对较大时，电弧则可以保持稳定燃烧。
因此，在10kV系统电缆线路的异常运行状态下，极有可能形成间歇性电弧。
10kV不接地系统发生谐振的处理
10kV不接地系统发生谐振的处理系统发生谐振时,在谐振电压和工频电压的作用下,PT铁芯磁密迅速饱和,激磁电流迅速增大,会使PT绕组严重过热而损坏(同一系统中所有PT均受到威胁,甚至引起母线故障造成大面积停电。
因此对发生谐振时,如何快速消除谐振是保证设备安全运行的关键。
一、谐振的分类和谐振现象分析10kV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,谐振一般由接地和激发产生,根据运行经验,当向仅带有电压互感器的空母线突然充电时易产生基波谐振;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(如拉路时易激发谐振。
发生谐振时,相间电压不变,电压互感三角会出现谐振频率电压,中央信号会报“系统单相接地”信号,若不仔细分析其电压变化,会误认为是系统单相接地故障,对于没有装设消弧线圈的变电站,快速消除谐振更为重要,下面对三种谐振现象进行一一分析:1、基波谐振:发生基波谐振时,相对地电压有以下两种现象:1一相电压下降(不为零,两相电压升高超过线电压或电压表顶表;2两相电压下降(不为零,一相电压升高或电压表顶表;其相对地电压的过电压小于或等于3倍相电压;2、高频谐振:发生高频谐振时,其相对地电压的过电压小于或等于4倍相电压,三相对地电压一起升高,远远超过线电压或电压表顶表。
3、分频谐振:发生分频谐振时,三相对地电压依相序次序轮流升高或同时升高,并在(1.2~1.4倍相电压间做低频摆动,大约每秒一次。
由上述谐振现象可总结如下:现象判断发母线接地信号(开口三角有零序输出一相相对地电压超过线电压二相相对地电压超过线电压基波谐振三相相对地电压超过线电压高频谐振三相对地电压依次轮流升高,但不超过线电压三相对地电压同时升高,但不超过线电压分频谐振二、发生谐振的处理对于我们现在10kV不接地系统来说,主要是投入消弧线圈和改变运行参数,一般投入消弧线圈都能消除谐振,对于发生基波和高频谐振,只要消谐器可靠动作,也能消除谐振,但对于分频谐振具有零序性质,一般消谐器无法消除谐振,投切三相对称负荷不起作用,对于未装设消弧线圈,因此根据实际情况,可按以下方法处理1、基波或高频谐振的处理:1有运行电容器时,切除运行电容器;没有运行电容器时,投入一组电容器;2以上措施无法消谐时,切除该母线所有电容器,向调度申请切除部分馈线,最好是先切长线路。
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浅谈10kV系统产生谐振过电压原因及控制对策
摘要在10kV配电网中，常常发生电磁式电压互感器烧毁的现象，其原因都是因为某些故障或者不正常运行致使电压互感器内的铁芯饱和，诱发铁磁谐振的产生，致使电压互感器内部产生过电压，过电流，严重威胁电力系统的安全运行。
本文通过对配电系统电压互感器频繁损坏的现象，简要阐述铁磁谐振的现象与机理，产生的条件，提出了控制谐振过电压的措施，与大家交流学习。
关键词铁磁谐振；过电压；防范措施
引言
长期以来，电力系统铁磁谐振过电压严重威胁着电网的安全运行，在10kV 系统中，电磁式电压互感器引发的铁磁谐振过电压导致的设备事故时有发生。
这种过电压持续时间长，对系统的安全运行构成很大威胁，轻者可导致电压互感器烧损，高压熔丝熔断及匝间短路或爆炸；重者发生避雷器爆炸、母线短路等事故。
本文通过对配电系统电压互感器频繁损坏的现象，简要阐述铁磁谐振的现象，产生的条件及防范措施，总结了针对此类故障采取防范措施的一些运行经验。
1 铁磁谐振过电压产生的机理[1-2]
目前，我国企业在35kV或者是其以下的配电网，有许多都是采用中性点和不接地的方式进行运行的，因此其中的很大一部分选用的都是比较传统的消线圈完成接地。
因此在其具体进行运行的问题可以看出，中性点的不接地系统，会受到电压的互感器铁心饱和使得铁磁谐振过的电压相对多一些。
中性点不接地运行方式的电力系统单相接地后，两相电压瞬时升高，三相铁心受到不同的激励而呈现不同程度的饱和，电压互感器各相感抗发生变化（各相电感值不同），中性点位移，产生零序电压。
由于线路电流持续增大，导致电压互感器铁心逐渐磁饱和，其电感值迅速减小，当满足ωL=1/ωC时，产生谐振过电压。
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，可造成电压互感器烧损。
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。
所谓谐振，是指振荡系统中的一种周期性或准周期性的运行状态。
由于正弦交流电路中含有电感元件和电容元件，并且均含有一系列自振频率，而电源中也往往含有一系列諧波，在一定条件下，电路中会出现电压和电流同相的现象，电路呈现电阻性，这就是谐振。
只要某部分电路的自振频率与电源的谐波频率相等或接近时，这部分电路就会出现谐振现象。
铁磁谐振的产生，就会引起过电压，这种过电压持续时间长，对系统的安全运行构成很大威胁，轻者可导致电压互感器烧损，高压熔丝熔断及匝间短路或爆炸，重者发生避雷器爆炸、母线短路等事故。
2 10kV系统谐振过电压产生的条件分析[3-4]
常见的铁磁谐振现象产生一般应具备如下几个条件：
①中性点非直接接地系统；②电压互感器的非线性铁磁特性是产生铁磁谐振的根本原因，同时铁磁元件的饱和效应本身也限制了过电压的幅值。
此外回路损耗也使谐振过电压受到阻尼和限制。
当回路电阻大于一定的数值时，就不会出现强烈的铁磁谐振过电压；③电压互感器感抗约在系统容抗的100倍以内，即参数匹配在谐振范围；④振荡回路中的损耗足够小，所以谐振实际上发生在系统空载或轻载时；⑤外部因素产生对系统的激发作用，即系统有某种电压、电流的冲击扰动，如投入和断开空载母线、TV突然合闸、单相接地突然消失、外界对系统的干扰或系统操作产生的过电压等。
3 谐振过电压控制措施[5-6]
3.1 选用恰当的电压互感器
系统选用的电压互感器，其励磁特性若不良，在单相接地等过电压的作用下，会引起励磁电流增大，感抗下降，易激励引发铁磁谐振。
反之，在电压互感器特性优越的条件下，对一般的过电压水平，還不足以进入较深饱和区，不易构成参数的匹配，从而可避免引发谐振。
所以选择伏安特性优越的电压互感器，也是一种消谐的措施。
因此，要求伏安特性的起始饱和电压应不小于1.9 倍线电压。
3.2 增大阻尼率防范谐振过电压
在自动调谐接地的补偿装置消弧线圈的一次的回路里加入功率比较大的阻尼电阻，能够使得中性点谐振过电压的幅值减少5%到10%。
在系统中电容电流以及消弧线圈工作的电流保持一致的时候，接地产生的残流就不高，同时也不会产生弧光的过电压。
所以，可以在消弧线圈中一次回路中增加功率比较大的阻尼电阻，这样可以使得阻尼率的防范谐振过电压被消亡。
因为在电磁式电压互感器的开口三角形绕组上能够被添加阻尼的电阻，也能够对多种谐波的谐振情况给予消除。
3.3 电压互感器高压侧中性点加装消谐器
PT高压侧中性点加装消谐器方式属于一次消谐，该装置实际上是在PT的中性点接地回路中加入非线性电阻。
在电网正常运行时，消谐器电压小于500V，电阻呈高电阻值状态（几百千欧），使谐振在起始阶段得到抑制，且不影响PT 精度；在发生单相接地或其他原因中性点电位升高时，电阻值下降（几十千欧），减小中性点偏移度，快速抑制电压，避免谐振。
3.4 改变电容参数或改善电磁式电压互感器的激磁特性
改变电容参数，使其远离谐振条件。
在每相母线上安装电容器，使容抗始终大于感抗。
不满足谐振产生条件；采用励磁特性好TV，破坏产生铁磁谐振的条
件。
参考文献
[1] 解广润.电力系统过电压[M].北京：水利电力出版社，2011.
[2] 李登.35kV配电系统铁磁谐振原因分析及预防措施[J].四川水力发电，2011，30（5）：120-122.
[3] 林莉，王军兵，唐凤英等.10kV 电压互感器损坏的仿真计算研究[J].电力系统保护与控制，2012，（17）：51-55.
[4] 刘新东.10-35kV配网铁磁谐振过电压的表现形式及消除措施[J].电气应用，2000，36（6）：45-46.
[5] 王晓云，李宝树，庞承宗等.电力系统铁磁谐振研究现状分析[J].电力科学与工程，2002，（4）：49-51.
[6] 高伟.配电网电磁式电压互感器谐振过电压抑制措施研究[D].西安：西安理工大学，2009.
王立东（1979-）男，吉林长春人，研究方向：城市轨道交通供电专业运维管理。