铁磁谐振的几个特点及消除方法

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电力系统铁磁谐振的产生及消除措施

电力系统铁磁谐振的产生及消除措施
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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.

铁磁谐振

铁磁谐振

铁磁谐振的几个特点1)对于铁磁谐振电路,在相同的电源电势作用下回路可能不只一种稳定的工作状态。

电路到底稳定在哪种工作状态要看外界冲击引起的过渡过程的情况。

2)PT的非线性铁磁特性是产生铁磁谐振的根本原因,但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)串联谐振电路来说,产生铁磁谐振过电压的的必要条件是因此铁磁谐振可在很大的范围内发生。

4)维持谐振振荡和抵偿回路电阻损耗的能量均由工频电源供给。

为使工频能量转化为其它谐振频率的能量,其转化过程必须是周期性且有节律的,即…1/2(1,2,3…)倍频率的谐振。

5)铁磁谐振对PT的损坏。

电磁谐振(分频)一般应具备如下三个条件。

①铁磁式电压互感器(PT)的非线性效应是产生铁磁谐振的主要原因。

②PT感抗为容抗的100倍以内,即参数匹配在谐振范围。

③要有激发条件,如PT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。

据试验分频谐振的电流为正常电流的240倍以上,工频谐振电流为正常电流的40~60倍左右,高频谐振电流更小。

在这些谐振中,分频谐振的破坏最大,如果PT的绝缘良好,工频和高频一般不会危及设备的安全当系统发生单相接地时,故障点流过电容电流,末接地的两相相电压长高√3,这将严重影响线路和电气设备的安全运行(此时电压互感器的励磁阻抗很大,故流过的电流很小)。

但是,一旦接地故障点消除,非接地相在故障期间已充的电荷只能通过电压互感器高压线圈经其自身的接地点接入大地。

在这一瞬间电压突变过程中,电压互感器高压线圈的非接地两相的励磁电流就要突然增大,甚至饱和、由此构成相间串联谐振。

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。

铁磁谐振的常用消除办法根据以上分析配电系统铁磁谐振的特性,就不难找到加以解决的办法。

铁磁谐振原因及消谐措施分析

铁磁谐振原因及消谐措施分析

铁磁谐振原因及消谐措施分析发布时间:2021-12-21T10:09:23.006Z 来源:《中国电业》(发电)》2021年第15期作者:刘世杰刘照辉李童刘新宇顾尚鹏[导读] 剖析在外部因素激发下电压互感器发生铁磁谐振的根本原因,分析谐振特性,并制定相应的预防措施。

辽宁红沿河核电有限公司辽宁大连 116000摘要:剖析在外部因素激发下电压互感器发生铁磁谐振的根本原因,分析谐振特性,并制定相应的预防措施。

关键字:铁磁谐振电压互感器中性点不接地系统消谐措施0、引言电压互感器作为电力系统中重要的保护、测量元件,一旦发生故障将造成重大损失;而铁磁谐振又是引发电压互感器损坏的最常见原因,因此在使用电磁式电压互感器时应该采取相应预防措施,以保证电压互感器正常工作,确保电力系统安全稳定运行。

1、谐振条件在中性点不接地系统中,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。

鉴于电磁式电压互感器的非线性励磁特性,电力系统正常运行时电压互感器不会饱和且呈现出很大的感抗。

当系统发生扰动(如投入和断开空载母线、单相接地突然消失、外界对系统干扰或系统操作产生过电压等)时,电压互感器会由于电压上升而达到饱和,电压互感器中的暂态励磁电流急剧增大,感抗下降,并且由于三相饱和程度不同而产生中性点偏移电压。

当系统的容抗和电压互感器的感抗相等或接近时容易发生分频、基频和高频谐振,电压互感器一次绕组电流远大于额定值时,会导致电压互感器高压熔丝熔断,造成电压互感器二次电压消失,引发厂用电切换,同时也易导致电压互感器因过热而爆炸。

当XC / XL<0.01时,谐振不会发生,当0.01≤XC / XL≤0.1时,会发生分频谐振,而且起振电压很低;当0.1≤XC / XL≤1时会发生工频谐振(基波),XC / XL≥1时进入高频谐振区。

浅谈铁路10kv电力系统中铁磁谐振现象及防范

浅谈铁路10kv电力系统中铁磁谐振现象及防范

浅谈铁路10kv电力系统中铁磁谐振现象及防范文章对铁路10kv电力系统设备运行中出现的铁磁谐振现象进行研究分析,提出防范措施,以提高电力设备供电可靠性。

标签:铁磁谐振;研究分析;防范措施引言普速铁路10kv电力系统和高速铁路电力配电所调压变压器一次侧中性点不接地,单相接地故障时电流很小,允许运行接地运行2h。

在这种系统中,时常会出现这样一些现象,如:在分、合断路器时,出现瞬时接地信号指示、电压互感器高压保险熔断;在出现单相接地时,电压互感器高压保险熔断或电压互感器烧毁;负载小的时候,出现三相电压指示严重不对称。

这些故障现象很多都是铁磁谐振造成的,为确保供电可靠性,提高信号等重要负荷供电质量,有必要对此进行研究,并提出防范措施。

1 铁磁谐振的原理铁路10kv电力系统中大量存在着有铁心的电感线圈和电容的电器设备及大量电缆,为铁磁谐振的发生创造了条件。

有电感和电容的电路,在一定条件下就会出现谐振。

电容、电感串联的电路,会出现电压谐振;电容、电感并联的电路,会出现电流谐振。

在分、合闸操作时就会引起谐振现象发生。

实际的电力系统电路复杂,不仅是三相的,电容也不一定是明显的电容器,可能是空载电缆线路或架空线路,电感线圈可能是变压器、互感器、电抗器,激发因素也不一定明显。

下面举例说明。

例如:当10kv电力系统发生单相接地时,因铁磁谐振造成电压互感器高压熔断器熔丝熔断。

图1 10KV电力系统接线图图2 等效电路图如图1所示,系统中性点是不接地的,但是电压互感器的中性点是接地的,它的高压绕组与外线对地电容构成L、C并联回路,图中,BI代表变压器的二次绕组,Ca、Cb、Cc代表三相对地电容,La、Lb、Lc代表电压互感器一次绕组,可以看成是带铁心的线圈。

当C相接地时,故障点流过电容电流,该系统的等效电路如图4所示。

因为Cc、Lc被短路,所以图中没有画出,La、Ca组成一个并联回路,两端电压Uca是1.732倍的相电压,在这一瞬间电压突变过程中,电压互感器高压线圈的非接地两相的励磁电流就要突然增大,呈现不同程度的饱和,电压互感器的各相感抗发生变化,各相电感值不相同,中性点位移,产生零序电压。

铁磁谐振

铁磁谐振

铁磁谐振,是电力系统自激振荡的一种形式,是由于变压器、电压互感器等铁磁电感的饱和作用引起的持续性、高幅值谐振过电压现象。

1、谐振回路中铁心电感为非线性的,电感量随电流增大、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转移到谐振状态。

如电源电压暂时升高、系统受到较强烈的电流冲击等;3、铁磁谐振存在自保持现象。

激发因素消失后,铁磁谐振过电压仍然可以继续长期存在;4、铁磁谐振过电压一般不会非常高,过电压幅值主要取决于铁心电感的饱和程度。

铁磁谐振的常用消除办法1)PT一次的中性点加装阻尼电阻。

该方法在已广泛采用,生产定型产品的厂家比较多,在实际运用中都取得了满意的效果。

如西安电瓷厂生产的RXQ系列消谐器,该消谐器串接于PT一次绕组中性点与地之间,内部材料为大容量的非线性碳化硅电阻片及散热片等串联组装于瓷套内而成。

其工作原理为:在低压下消谐器呈高电阻值(可达几百千欧)使谐振在起始阶段不易发展,单相接地时,消谐器上出现千余伏电压,它的非线性电阻下降,使其不影响接地保护的工作。

铁磁谐振的几个特点1)对于铁磁谐振电路,在相同的电源电势作用下回路可能不只一种稳定的工作状态。

电路到底稳定在哪种工作状态要看外界冲击引起的过渡过程的情况。

2)PT的非线性铁磁特性是产生铁磁谐振的根本原因,但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)串联谐振电路来说,产生铁磁谐振过电压的的必要条件是因此铁磁谐振可在很大的范围内发生。

4)维持谐振振荡和抵偿回路电阻损耗的能量均由工频电源供给。

为使工频能量转化为其它谐振频率的能量,其转化过程必须是周期性且有节律的,即…1/2(1,2,3…)倍频率的谐振。

5)铁磁谐振对PT的损坏。

电磁谐振(分频)一般应具备如下三个条件。

①铁磁式电压互感器(PT)的非线性效应是产生铁磁谐振的主要原因。

铁磁谐振的产生及防范措施

铁磁谐振的产生及防范措施

铁磁谐振的产生及防范措施周烨新疆伊犁电力有限责任公司(伊宁835000)摘要:电网的不断发展使线路参数发生变化,铁磁式电压互感器的大量使用,使电网产生铁磁谐振的可能性增大。

所以,为了使电网安全可靠供电,必须采取有效措施防止铁磁谐振的发生。

关键字:非线性谐波;谐振过电压;电感和电容;消谐措施铁磁谐振是电力系统自激振荡的一种形式,是由于变压器、电压互感器等铁磁电感的饱和作用引起的持续性、高幅值谐振过电压现象。

其主要特点为:(1)谐振回路中铁心电感为非线性的,电感量随电流增大、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转移到谐振状态。

如电源电压暂时升高、系统受到较强烈的电流冲击等。

(3)铁磁谐振存在自保持现象。

激发因素消失后,铁磁谐振过电压仍然可以继续长期存在。

(4)铁磁谐振过电压一般不会非常高,过电压幅值主要取决于铁心电感的饱和程度。

(5)谐振过电压属于内部过电压的一种,主要产生的原因是由于电力系统中存在电感和电容等储能元件。

在某些情况下,如电压互感器铁磁饱和、非全相拉合闸、输电线路一相断线并一端接地等,在部分电路中形成谐振。

铁磁谐振有两个特点:(1)当电源的电压和频率一定时,L和C的参数在比较大的范围内都可能发生谐振;(2)发生谐振时,在电容及电感上的过电压虽然比电源电压高,但它们是定值,不会趋向于无限。

这种过电压倍数一般为1.5~2.5倍相电压,极个别可达3.5倍以上。

1产生的原因1.1接线方式方面具备如下特点:电源的中性点不接地,有星接的中性点接地的电压互感器;母线及其有电联系的系统有一定数值的等值电容。

1.2电路中必须具有下述条件:铁芯电感的起始值和等值电容组成的自振频率小于并接近于共振频率。

这一来,若电感数值减小,回路的自振频率都能增加到恰好等于共振频率;电路中电阻应小于某临界值;非线性电感的变化范围应足够大。

1.3设备方面的原因:电压互感器的伏安特性不好,铁芯过早饱和;母线上接有空载架空线路或电缆线路;开关检修质量不良,特别是三相不同时合闸。

铁磁谐振原理和反铁磁谐振的方法

铁磁谐振原理和反铁磁谐振的方法

铁磁谐振原理和反铁磁谐振的方法张烨李中琴(新乡学院,河南新乡453003)应甩科技睛蓟铁磁谐振是电力系统中一种内部过电压现象。

钦磁谐振过电压是电力系统中的一种非线幢共据现象发生时,系统出现明显的高于额定工作,grx而持续时间较长的电压升高和电位差升高而造成的,使电网的安全运行遭到严重破坏,人身安全受到严重威胁。

因此,研究铁磁谐振的原理和反铁磁谐强的方法至关重要。

£;c;键阕]铁磁{毒撂;铁磁谐据电压;反皴磁谐振铁磁谐振是一个长期困扰电力系统安全的复杂问题。

它产生的过电压和过电流通常可达到系统设备额定值的数倍而造成损坏,给电力系统安全带来巨大威盼。

在电力系统的振荡回路中,电压互感器是铁心电感元件,如果有某种大扰动或操作,PT(电压互感器)的非线性铁,0嘻先可能饱和,从而与线路和设备的对地电容形成特殊的单相或三相共振国路,激发起持续的、较高幅值的过电压,这就是铁磁谐振过电压。

1铁磁谐振产生的原理铁磁谐振可以是基波谐振、高次谐波谐振、还可以是分次谐波谐振,如图下图f f r-示,,是最简单的电阻R,电容C和铁心电感L的串联电路。

假设在正常运行条件下其初始感抗大于容抗(c-)L>I/06C),电路T-'-R-备线性谐振的条件,但是当铁心电感两端的电压有所升高时,电感线圈中出现涌流,这就有可能使铁,0饱和,其感抗随之减小,一直可以降到∞L=I/∞C,使之满足串联谐振的条件,在电感、电容两端形成过电压,这种现象称为铁磁谐振现象。

因为谐振回路中的电感和电容不是常数,回路没有固定的宇振频率,同样的回路中,既可以产生谐振频率等于电源频率的基波谐振,也能产生高次谐波和分次谐波,因此具有各种谐波振荡的可能性是铁磁谐振的重要特点。

jRL图1铁磁谐振有以下几个主要特点:1)对铁磁谐振电路,在相同的电源电视作用下,回路可能有不兵—种稳定的工作状态,如基波的非诣振状态和谵锈献态。

宅路到底稳定在哪种状态要看外界;中击引起过度过程的情况。

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

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。

铁磁谐振原因分析及预防措施

铁磁谐振原因分析及预防措施

当 电 网 运 行 正 常 时 , 电 压 互 感 器 二 次 侧 开 口三 角 处 绕 组 两 端 没 有 电压 , 或
仅 有极 小的 不对称 电压 。 当电 网发生 单
冲击 ,一 般运行 不得超 过 2 h,长 期运行 】相 接 地 故 障 时 , 由于 此 电阻 阻 值较 小 , 可 能造 成 击穿 故障 ;全绝 缘 电压 互感 器 { 故绕组 两 端近 似于 短接 ,起到 了改变 电 在 系 统 单 相 接 地 时 ,承 受 的是 额 定 电

强凝譬 髫 囊0 ≮曩 麓 叠 蠢
对铁磁 谐 振 产 生 的危 害 、原 因、 条件 、
现 象及 运 行 中发 生铁 磁 谐振 如何 处理 进 行
以上 分析可 知 .在 中性 点 不接地的 6 /l 0
能 量转 化 为其 它谐振 频 率的 能量 ,其转
了阐述 并结 合产现 场 实际 发生的 一次 钦磁 谐振 现象 ,分析 7具体 原 因 ,并制
3 铁磁谐振引起的原因及现象
电压互 感器 ;铁磁 谐振 条
3 1 拉 合闸 、倒 闸操 作 引起的铁 磁 : 性 效 应 是 产 生 铁 磁 谐 振 的 主 要 原 因 。 . ②P T感抗为容抗 的 l 0倍以内 ,即 o 谐振 } 当母 线空 载 或 出线较 少 时 ,因合 闸 参 数 匹配在 谐振 范 围 。
充 电 、倒 闸操 作 引发 引发 电流 、 电压 的 冲 击扰 动 ,就 有可 能 发生铁 磁 谐振 。 当 压互感器铁芯饱 和过 电压 ,是一种 内部过 电磁 式 电压互 感 器 发生 谐振 以后 ,铁 芯 电压现象 , 多发生干 6 5 V不接地系统 ~3 k 里 产 生零 序磁 通 ,这个 磁通 在开 I三 角 S 1 中。在开关操作或 系统发生故障时 ,系统 线 圈里 感应 出零 序 电压 ,现 行 电磁式 电 中的电感和电容元件可能形成不同 自振 频 压互感器的铁芯截面积小 ,一般运行在

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

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

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。

电力系统产生铁磁谐振过电压的原因及消除方法

电力系统产生铁磁谐振过电压的原因及消除方法

电力系统产生铁磁谐振过电压的原因及消除方法目前,我国的经济发展十分迅速,在电力系统中容易出现铁磁谐振过电压事故,严重威胁着人们的生命财产安全,需要引起高度的重视,有针对性采取解决措施,避免出现铁磁谐振过电压现象。

本文将简述铁磁谐振的危害性,并分析了其产生的原因与条件,最后提出了具体可行的预防对策。

标签:电力系统;铁磁谐振;消除方法引言电力系统内设置有众多的储能元件,在系统操作与出现故障以后,变压器、互感器等含铁芯元件的非线性电感元件和系统内电容串联将造成铁磁谐振现象,将严重威胁着电力系统运行的安全性与稳定性。

在出现铁磁谐振过电压以后,会让电压互感器一次熔丝熔断,并将电压互感器烧毁,严重时还会炸毁瓷绝缘子和避雷器,从而以引起系统停运。

且受到电源的作用,还会引起串联谐振的情况,让系统内发生严重的谐振过电压。

对此我们需要引起高度重视,消除铁磁谐振过电压势在必行。

1 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。

一般来说,电力系统当中,受到电容、电感等元件故障影响或者误操作时,就会产生以谐振为代表的震荡回路。

谐振所具有的串谐特征,还会对某些系统元件产生不可逆的破坏性影响,其中电压互感器在谐振影响下的表现十分明显,这是由于电压互感器作为铁芯元件,而铁芯在参与到回路当中所形成的饱和电路会表现为非线性的电感参数,从而造成其严重破坏。

就目前的电力系统谐振问题影响特征来看,谐振问题一般可以依据电网结构分为并联谐振以及串联谐振两种谐振类型,前者表现在小接地单流系统内部,并联状态下的铁磁谐振会使得电容互感器与电压互感器在一次中性接地点的非线性电感之上,构成谐振回路;而后者则是在大接地电流系统当中产生。

电磁式电压互感器会通过非线性电感与断路器断口的电容共同构成谐振回路。

而在众多谐振回路当中,铁磁电压谐振出现最为频繁,同时影响力也最大。

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

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

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。

电力系统铁磁谐振的产生及消除措施

电力系统铁磁谐振的产生及消除措施

电力系统铁磁谐振的产生及消除措施【摘要】铁磁谐振过电压是一种常见的内部过电压,多发生在中性点不直接接地的配电网中,在中性点直接接地的电网中也时有发生,谐振时的过电压和过电流,严重影响了系统安全运行。

本文就其原理、检测方法以及消除措施作了简单的探究。

【关键词】电力系统铁磁谐振产生消除中图分类号:f407.61 文献标识码:a 文章编号:一、电力系统铁磁谐振原理电磁式电压互感器正常工作时,低压侧的负荷很小,接近空载,高压侧具有很高的励磁阻抗,在受到某些大的冲击或扰动干扰时,如中性点不接地系统非同期合闸,或者在接地故障消失之后,电磁式电压互感器因瞬间过电压而发生铁芯饱和,电压互感器电感的非线性效应使励磁电流的波形发生畸变,将工频电源能量转化为谐波能量,由此产生的谐波会成为引发谐振的谐波源,电压互感与导线对地电容或其它设备的杂散电容间形成了单相或三相谐振回路,并激发起谐波的铁磁谐振过电压。

由于回路参数及外界激发条件的不同,可能造成分频、工频或高频铁磁谐振过电压。

三相电网各相导线之间及各相对地之间,沿导线全长都分布有电容。

当中性点不接地电网发生单相接地故障时,故障相的对地电容为零,另外两相的对地电压升高到1.732倍。

相电压升高若未超过安全电压设计的绝缘强度,但是会导致其对地电容的增加,单相接地时电容电流为正常运行时一相对地电容电流的3倍。

当该电容电流较大时,较易引起间歇电弧,对电网的电感和电容的震荡回路产生过电压,其值可达2.5到3倍的相电压。

电网电压越高,由其引起的过电压危险越大。

相关研究表明,电磁式电压互感器饱和引起铁磁谐振过电压的有如下几个必要条件:(1)电源变压器中性点不接地,包括经消弧线圈接地时消弧线圈脱离运行的情况,电压互感器中性点接地,电压互感器伏安特性较差。

(2)电网参数和互感器参数的不利组合。

(3)有强烈的冲击扰动发生,如断路器合闸;雷击线路引起单相瞬间接地;持续性单相接地故障的切除以及来自另一高压绕组的传递过电压等。

铁磁谐振原理

铁磁谐振原理

(1)铁磁谐振是电力系统自激振荡的一种形式,是由于变压器、电压互感器等铁磁电感的饱和作用续性、高幅值谐振过电压现象。

其主要特点为:1、谐振回路中铁心电感为非线性的,电感量随电流增大、铁心饱和而下降;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转移到谐振状态。

如电源电压暂时升高、系统受到较强烈的电流冲击等;3、铁磁谐振存在自保持现象。

激发因素消失后,铁磁谐振过电压仍然可以继续长期存在;4、铁磁谐振过电压一般不会非常高,过电压幅值主要取决于铁心电感的饱和程度。

(2)中文词条名:铁磁谐振过电压现象和消除办法是什么?英文词条名:答:现象:三相电压不平衡,一或两相电压升高超过线电压。

消除办法:改变系统参数。

(1)断开充电断路器,改变运行方式。

(2)投入母线上的线路,改变运行方式。

(3)投入母线,改变接线方式。

(4)投入母线上的备用变压器或所用变压器。

(5)将TV开口三角侧短接。

(6)投、切电容器或电抗器。

发生铁磁谐振的防范措施中国电力网 2008年1月9日13:47 来源:点击直达中国电力社区110 kV良站10 kV系统为中性点不接地系统,在10 kV系统出现A相单相接地时,发生10 kV母线干式电压互感器烧坏的故障。

事后检查,母线电压互感器本体炸裂、内部绝缘物喷出,非接地相B、C相一次熔丝熔断,母线电压互感器的避雷器未动作,中性点所接消谐电阻正常,中性点绝缘正常,励磁特性在正常范围,二次回路绝缘正常。

现分析单相接地时,电压互感器烧坏及铁磁谐振产生的原因。

电力系统中存在着许多储能元件,当系统进行操作或发生故障时,变压器、互感器等含铁芯元件的非线性电感元件与系统中电容串联可能引起铁磁谐振,对电力系统安全运行构成危害。

在中性点不接地的非直接接地系统中,铁磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压是常见的,是造成事故较多的一种内部过电压。

这种过电压轻则使电压互感器一次熔丝熔断,重则烧毁电压互感器,甚至炸毁瓷绝缘子及避雷器造成系统停运。

铁磁谐振过电压

铁磁谐振过电压

铁磁谐振过电压1.铁磁谐振过电压的特点(1)谐振回路由带铁心的电感元件(如空裁变压器、电压互感器)和系统的电容元件组成。

因铁心电感元件的饱和现象,使回路的电感参数呈非线性。

(2)共振频率可以等于电源频率(基波共振),也可为其简单分数(分次谐波共振)或简单倍数(高次谐波共振)。

(3)定的情况下自激产生,但大多需要有外部激发条件。

回路中事先经历过足够强列的过渡过程的冲击扰动,它可突然产生或消失,当激发消除后,常能自保持。

(4)在一定的回路损耗电阻的情况下,其幅值主要受到非线性电威本身亚重饱和的限制。

2.断线引起的铁磁谐振过电压的限制电网因断线、断路器非全相动作,熔断器一相或两相熔断等而造成非全相运行时,电网电容与空载或轻载运行的变压器的励磁电感可能组成多种多样的串联谐振回路,产生基频、分频或高频谐振。

它可使电网中性点位移、绝缘闪络、避雷器爆炸。

限制断线引起的铁磁谐振过电压的措施为:(1)在线路上不采用熔断器。

(2)采取措施,保证析路器不发生非全相拒动,或在发生拒动时,利用保护装置作用于上一级跳闸。

(3)在中性点接地电网中,操作中性点不接地的负载变压器时,将变压器中性点临时接地。

3.电磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压的限制中性点不接地系统中,由于电压互感器突然合闸,一相或两相绕组出现涌流,线路单相弧光接地时出现暂态涌流以及发生传递过电压时,可能使电磁式电压互感器三相电感程度不同地产生严重饱和,形成三相或单相共振回路,激发各次谐波谐振过电压。

其中以分频谐振过电压危害最大,严重时可使电压互感器过热爆炸。

可采用下列措施消除由于电压互感器饱和引起的铁磁谐振过电压。

(1)选用励磁特性较好的电磁式电压互感器,或只用电容式电压互感器。

(2)在零回路中加阻尼电阻。

电压互感器开口三角绕组为零序电压绕组,在此绕组两端装设R<04X的电阻(X为互感器在线电压作用下归算至三角绕组上的单相绕组的励磁阻抗)。

当只在网内一台电压互感器装设电阻时,Xm应为x内所有电压互感器励磁阻抗的并联值。

铁磁谐振——精选推荐

铁磁谐振——精选推荐

主要目的是防止6KV系统的铁磁谐振1、谐振的电磁机理:母线系统发生铁磁谐振分并联谐振和串联谐振。

所谓并联铁磁谐振是指中性点不接地或小接地系统中,母线系统的对地电容3CE与母线电磁电压互感器PT(一次中性点接地)的非线性电感L组成的谐振回路,如图1(a)所示;所谓串联铁磁谐振是指大电流接地系统中,断路器断口均压电容C与母线电磁电压互感器PT的非线性电感L组成的谐振回路(待我厂网控SF6开关更换后,由于所有发电机出口、母联、分段、线路开关断口不存在并联电容,不会出现串联谐振)2、铁磁谐振与接地事故现象的异同点。

6KV母线互感器的一组二次侧绕组接成开口三角的形式,当母线发生单相接地时,6KV系统的零序电压(即中性点位移电压)就按变比关系感应至开口三角绕组的两端,使信号装置发出接地指示。

显然在发生上述铁磁谐振现象时,位移电压UN同样会反映至开口三角绕组的两端,从而发出假的接地信号,造成值班人员的误判断,但系统中实际并未出现接地故障点。

此时三相对地电压的变化与接地故障时的现象也截然不同。

3、磁谐振的后果。

谐振产生时,系统将出现过电压,并将绝缘薄弱处击穿;避雷器放炮;6KV母线电压互感器过电流烧损或一次保险熔断,从而导致低电压保护误动,厂用电源中断,导致停电、停机事故的发生。

4、铁磁谐振产生的原因:1)不接地系统的中性点位移电压,由于6KV母线中性点(23B及20B乙低压侧绕组为角形接线)不接地,将产生中性点位移电压&Uacute;N。

&Uacute;N的大小与铁磁谐振回路三相对地阻抗-PT非线性电感L、系统对地电容CE是否平衡有关,可按节点电压法求得、5、止铁磁谐振过电压的措施:为防止出现铁磁谐振过电压,应从设备、技术及操作上采取综合措施。

这些措施实施的目的,在于避免形成铁磁谐振的条件。

一般从以下几个方面考虑:①选择合理的运行方式及操作方式;②改变XL、XC的比值,躲开谐振区;③选择特性优良的PT;④保证断路器三相同期动作等等。

铁磁谐振

铁磁谐振

铁磁谐振定义:设备的电容与邻接设备磁饱和电感之间的振荡。

铁磁谐振是电力系统自激振荡的一种形式,是由于变压器、电压互感器等铁磁电感的饱和作用引起的持续性、高幅值谐振过电压现象。

其主要特点为:1、谐振回路中铁心电感为非线性的,电感量随电流增大、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转移到谐振状态。

如电源电压暂时升高、系统受到较强烈的电流冲击等;3、铁磁谐振存在自保持现象。

激发因素消失后,铁磁谐振过电压仍然可以继续长期存在;4、铁磁谐振过电压一般不会非常高,过电压幅值主要取决于铁心电感的饱和程度。

铁磁谐振系统的中性点不接地系统,当系统遭到一定程度的冲击扰动,从而激发起铁磁共振现象。

由于对地电容和互感器的参数不同,可能产生三种频率的共振:基波共振、高次谐波共振和分频谐波共振。

各种共振的表现形式如下:基波共振。

系统二相对地电压升高,一相对地电压降低。

中性点对地电压(可由互感器辅助绕组测得电压)略高于相电压,类似单相接地,或者是二相对地电压降低,一相对地电压升高,中性点有电压,以前者为常见。

分频谐波共振。

三相电压同时升高,中性点有电压,这时电压互感器一次电流可达正常额定电流的30~50倍以致更高。

中性点电压频率大多数低于1/2工频。

高次谐波共振。

三相电压同时升高,中性点有较高电压,频率主要是三次谐波。

在正常运行条件下,励磁电感L1=L2=L3=L0,故各相对地导纳Y1=Y2=Y3=Y0,三相对地负荷是平衡的,电网的中性点处于零电位,即不发生位移现象。

但是,当电网发生冲击扰动时,如开关突然合闸,或线路中发生瞬间弧光接地现象等,都可能使一相或两相对地电压瞬间升高。

如果由于扰动导致A相对地电压瞬间升高,这使得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相应减小,以致Y1≠Y0,这样,三相对地负荷变成不平衡了,中性点就发生位移电压。

如果有关参数配合得当,对地三相回路中的自振频率接近于电源频率,这就产生了严重的串联谐振现象,中性点的位移电压(零序电压)急剧上升。

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5)铁磁谐振对PT的损坏。电磁谐振(分频)一般应具备如下三个条件。
①铁磁式电压互感器(PT)的非线性效应是产生铁磁谐振的主要原因。
②PT感抗为容抗的100倍以内,即参数匹配在谐振范围。
③要有激发条件,如PT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。
据试验分频谐振的电流为正常电流的240倍以上,工频谐振电流为正常电流的40~60倍左右果PT的绝缘良好,工频和高频一般不会危及设备的安全,而6kV系统存在上述条件。
铁磁谐振的常用消除办法
根据以上分析配电系统铁磁谐振的特性,就不难找到加以解决的办法。通常的解决办法有:
1)PT一次的中性点加装阻尼电阻。该方法在已广泛采用,生产定型产品的厂家比较多,在实际运用中都取得了满意的效果。如西安电瓷厂生产的RXQ系列消谐器,该消谐器串接于PT一次绕组中性点与地之间,内部材料为大容量的非线性碳化硅电阻片及散热片等串联组装于瓷套内而成。其工作原理为:在低压下消谐器呈高电阻值(可达几百千欧)使谐振在起始阶段不易发展,单相接地时,消谐器上出现千余伏电压,它的非线性电阻下降,使其不影响接地保护的工作。
3)串联谐振电路来说,产生铁磁谐振过电压的的必要条件是ω0=1/L0C<ω。因此铁磁谐振可在很大的范围内发生。
4)维持谐振振荡和抵偿回路电阻损耗的能量均由工频电源供给。为使工频能量转化为其它谐振频率的能量,其转化过程必须是周期性且有节律的,即…1/2(1,2,3…)倍频率的谐振。
1)对于铁磁谐振电路,在相同的电源电势作用下回路可能不只一种稳定的工作状态。电路到底稳定在哪种工作状态要看外界冲击引起的过渡过程的情况。
2)PT的非线性铁磁特性是产生铁磁谐振的根本原因,但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。
2)在PT开口三角侧并联固定(或可变)阻尼,一些要求不太高的变电所或配电。
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