牵引变电所倒闸操作引起谐振过电压原因及对策

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阐述牵引变电所倒闸操作引起谐振过电压原因及对策

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阐述牵引变电所倒闸操作引起谐振过电压原因及对策
口黄文兴
摘要：电力系统中，在由于操作引起的内部过电压对设备的危害很大。对铁路牵引变电所操作过电压的形成及危害阐述，对一次倒闸操作中产生谐振过电压造成设备事故的实例进行详细分析，明原因，对性的提出说针预防操作过电压的措施。关键词：变电所：：谐振操作过电压：对策
ＧＰＳＣＲ、ＤＭＡ一Ｘ等作为通信通道；１即将推出的３通信业务Ｇ提供了更好的选择。实现配电网网络化继电保护时，力部门可以根据企业的电资金状况分步投资，以做到边投资边受益。最终完成基于配可电网网络化继电保护的网络化、能化配电网自动化系统。智
２００５年６月２日某站变电所由２号回路电源倒至１回号路电源供电（电所主接线如图１示）变所。
图１某站变电锁主接线图
１操作过电压的危害
铁路牵引供电系统常见操作过电压有合闸空载线路过电压、闸空载线路过电压、分系统谐振过电压等。某些情况下，谐振发生一段时间后会自动消失，能自保持，是由于操作引不但起的谐振过电压比一般的过电压持续时间长，时甚至是稳定有存在，到谐振条件破坏为止。操作引起的谐振过电压对牵引直供电系统的危害性是很大的，其危害程度既决定于幅值大小，也决定于持续时间长短。主要是危及电气设备的绝缘，关系到系统中各种电气设备绝缘水平的选择，直接影响造价和投资，也可能因谐振持续过电流烧毁感性元件设备（电压互感器如等）如果没有适当的保护设施，旦发生过电压，可能造成长。一将时间停电或主要设备损坏事故，严重影响供电安全和铁路运输生产秩序。

浅析铁路牵引供电系统谐波谐振和抑制

浅析铁路牵引供电系统谐波谐振和抑制摘要：随着我国工业经济快速发展，社会生产生活中高速铁路运输需求量在不断加大。

为了能够有效改善我国铁路的整体运输能力，有效缓解电气化铁路在近年来发展过程中面对的巨大压力，我国在高速铁路技术方面开展了深入研究，且取得了巨大突破。

针对铁路牵引供电系统的谐波和谐振特性进行深入研究有助于提出更加具备可操作性的谐波治理方法，进而充分保障整个铁路系统运行的安全性和稳定性。

本文主要对铁路牵引供电系统谐波谐振的抑制方法进行探讨。

关键词：铁路牵引供电系统；谐波谐振；抑制引言近年来我国高速铁路系统在发展过程中广泛应用了交直交型电力机车，这种汽车与以往的交直型电力机车相比较具有更大的牵引功率，而且实际产生的谐波电流畸变率也相对较小，但是其谐波频谱相对更宽，在这种情况下非常容易出现高次谐波电流，进而导致系统中出现谐波谐振现象，该现象出现考核可能会导致整个系统出现电压保护动作以及避雷器、保护系统相关设备出现爆炸或烧毁等现象，对系统供电可靠性产生巨大影响。

1 铁路牵引供电系统1.1.供电系统特性谐波会对铁路牵引供电系统产生巨大影响，而且谐波传输也主要是以牵引网作为主体路径。

牵引供电系统达到某种参数条件的情况下就会对相应的谐波产生激励作用，最终引发谐振现象，进而引发过电流或过电压故障，此时牵引网中布置的各类设备以及整体的运行稳定性都会受到极大影响[1]。

1.1.铁路牵引供电方式当前铁路牵引供电系统主要可以分为直流和交流制等两种模式，而交流制模式下又可以进一步划分为工频单相交流以及低频单相交流等两种方式。

单相工频交流制供电模式是我国铁路系统应用最为广泛的一种[2]。

在这种模式下利用的主要是单向双绕组主变压器。

其接线方式主要有简单单相接线以及V/V接线等两种方法，简单的单向接线能够体现出经济性和简单化的特征，而且能够全面提升主变压器的容量利用率。

下图1为我国铁路系统较为常用的自偶变压器进入牵引供电方式基本原理。

电力系统中谐振过电压的产生与解决对策

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作为一个复杂的电力网络，电力系统具有十分重要的作用，有很多的电容元件以及电感元件，特别是铁磁谐振现象经常会出现在不接地系统当中，严重的威胁到了设备的安全运行。

有以下条件会将电压谐振激发出来：①突然投入的电压互感器；②发生单相接地的线路；③突然改变的系统运行方式以及投切的电气设备；④发生较大波动的系统负荷；⑤出现波动的电网频率；⑥不平衡变化的负荷[2]。

浅谈牵引变电所过电压问题

浅谈牵引变电所过电压问题【摘要】过电压是造成电网绝缘损坏的主要原因，也是选择电气设备绝缘强度的决定性因素。

如何防护过电压对变电所设备造成的影响非常重要。

本文首先对电气化铁道牵引变电所的过电压问题进行了总结和分类，并对各种过电压的防护进行了详细的分析说明；对操作过电压的计算公式进行了详尽的推导和说明。

过电压问题是关系到电器设备安全的重要问题，牵引变电所的过电压问题同电力系统变电所的过电压问题基本相同，但是，由于牵引变压器接线方式、负荷特点、运行条件等与电力系统差别很大，在具体应用中应区别对待。

【关键词】牵引变电所；过电压；分类；防护1.过电压的分类过电压是电力系统在特定条件下所出现的超过工作电压从而可能危害绝缘的异常电压。

按其形成机理，分为由于电力系统外部原因产生的过电压和由于电力系统内部原因产生的过电压两种。

由于电力系统外部原因产生的过电压主要是指雷电过电压。

雷电过电压又可分为直击雷过电压和感应雷过电压。

雷闪直接击中电器设备导电部分时引起的过电压称为直击（雷）过电压。

雷闪击中电器设备附近地面，在放电过程中由于空间电磁场的急剧变化而使未直接遭受雷击的电器设备（包括二次设备、通信设备）上感应出的过电压称为雷电感应过电压。

内部过电压主要有暂时过电压和操作过电压两类。

暂时过电压又分为工频过电压和谐振过电压。

在正常或故障时，电力系统中所出现的幅值超过最大工作相电压、频率为工频的过电压称为工频过电压。

由于线路中的电感、电容原件在系统操作或发生故障时形成各种振荡回路，产生谐振现象，在电气设备上产生的过电压称为谐振过电压。

操作过电压是进行断路器操作或突然发生短路而引起的过电压。

常见的操作过电压有空载线路合闸与重合闸过电压、切断空载变压器过电压、弧光接地过电压。

2.过电压的防护2.1牵引变电所的直击雷防护目前牵引变电所普遍装设独立避雷针以防止直击雷过电压。

2.1.1独立避雷针与配电装置带电部分间的距离由上面公式可看出，线路的电容电流流过电源感抗也会造成电压升高，同样会增加电容效应，犹如增加了线路的长度，加剧了空载长线路的末端的电压升高。

电力系统中谐振过电压的产生与解决对策

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・１４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，

论谐振过电压产生原因及防治

论谐振过电压产生原因及防治[摘要]谐振过电压在电力系统中屡见不鲜，但在实际运行中，很多人员对谐振过电压的了解很片面。

谐振过电压对电网造成危害极大.诸如造成电压互感器熔丝熔断、电压互感器烧毁、电网设备绝缘损毁，甚至造成相间短路、保护装置误动作等等，所以加深对其认识，并加强防治措施非常必要。

[关键词]谐振过电压产生原因分类中图分类号：tm 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）20-265-01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。

l.产生谐振过电压的原因目前，我国配电网，大部分仍采用中性点不接地方式运行，其中有少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易大幅度增加，单相接地时接地电弧不能自动熄火必然产生电弧电电压，一般为3～5倍相电压甚至更高.致使电同中绝缘薄弱的地方放电击穿，并会发展为相问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。

2.电力系统谐振过电压的分类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过电压这一现象叫电力系统谐振过电压。

谐振过电压产生及防止措施

谐振过电压产生及防止措施一、释义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。

谐振过电压指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过电压。

二、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。

谐振过电压对电网造成危害极大，诸如造成电压互感器熔丝熔断、电压互感器烧毁、电网设备绝缘损毁，甚至造成相间短路、保护装置误动作等。

操作过电压和谐振过电压的区别：操作过电压和谐振过电压都属于内部过电压。

操作过电压，顾名思义，是操作高电压大电感-电容元件（比如合/分空载长线路、变压器、并联电容器、高压感应电动机等）以及故障线路跳闸/重合闸等产生的过度过程。

防止操作过电压的措施根据操作的对象不同而有所不同，一般采用重击穿概率低的断路器或设置金属氧化物避雷器限制操作过电压。

谐振过电压，因系统的电感、电容参数配合不当而引起的各类谐振现象及电压升高。

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、分类(1) 线性谐振过电压：谐振回路由不带铁芯的电感元件(如输电线路的电感,变压器的漏感)或励磁特性接近线性的带铁芯的电感元件(如消弧线圈)和系统中的电容元件所组成。

(2) 铁磁谐振过电压：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。

因铁芯电感元件的饱和现象，使回路的电感参数是非线性的，这种含有非线性电感元件的回路在满足一定的谐振条件时，会产生铁磁谐振。

论谐振过电压产生原因及防治

论谐振过电压产生原因及防治作者：李成来源：《中国科技博览》2013年第20期[摘要]谐振过电压在电力系统中屡见不鲜，但在实际运行中，很多人员对谐振过电压的了解很片面。

[关键词]谐振过电压产生原因分类中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）20-265-01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。

l.产生谐振过电压的原因目前，我国配电网，大部分仍采用中性点不接地方式运行，其中有少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易大幅度增加，单相接地时接地电弧不能自动熄火必然产生电弧电电压，一般为3～5倍相电压甚至更高.致使电同中绝缘薄弱的地方放电击穿，并会发展为相问短路造成设备损坏和停电事故。

电力系统谐振过电压产生的原因及防范措施

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，停送电操作时，先拉5012、5013，再拉50126，其他刀闸均接通。

110kV环网通过开关断口电容构成带电磁式PT空母线产生谐振。

2.2 等值电路图该厂输出线路发生单相接地故障，瞬时A相线路产生接地电流，因避雷器参数不匹配，构成谐振回路而产生谐振过电压。

图2 简化电路图如图2，L1是1B一次侧电感，L2是2B一次侧电感，Lm是PT一次侧电感，C0是空长线路对地电容，RL是电阻，k为故障点。

变电站及用户常见的操作过电压、谐振过电压及防止操作过电压和谐振过电压措施

中性点不接地电网发生单相接地时，通过接地点的电流是非故障相对地电容电流的总和，如图8–1所示。取电源电势 E 的有效值 U xg ，可得
Ijd IB cos300 IC sin 300 2 3UxgC0 cos300 3C0Uxg （8–1）
图8–1 单相接地电路图及相量图（a）电路图；（b）相量图
形成电网中有直流电压分量 q 3C0Uxg Uxg 。所以断弧后，
3C0
3C0
导线对地稳态电压由各自电源电势和直流电压-Uxg叠加组成。
断弧后瞬间，B、C相的电源电势为-0.5Uxg，叠加结果为
-1.5Uxg；A 相电源电势为Uxg，叠加结果为零。因此，断弧
后瞬间，各相电压初始值与瞬间稳态值相等，不会引起过渡
—
20
0.06
—
35
0.10
0.12
60
—
0.20
由表8–1可知，当一个10kV电网的架空线路总长度不超过 1000km，一个35kV电网的架空线路总长不超过100km，它们的单相接地电流 Ijd 将分别不超过30A和10A。运行经验证明，此时
由于电动力和热空气的作用，接地电弧被拉长，一般能够在
Um
电压大为减缓，从而有利
1.5 8
于接地残流电弧的熄灭。但实际测量证明，接地残
4
1.0
3 2
流电弧远不是在电流第一
0.5
次通过零点时就熄灭的，
1
0 d
有时电弧可存在几秒钟之
0
1
2
3
4 dt
久。这是因为熄弧后经过
半个迫振周期
0
，由于
图8–5 在不同比值v/d 时恢复电压的包络线
恢复电压幅值达到最大（接近 2Um），而往往再度发生击穿，

220kV变电站铁磁谐振过电压事故分析及防止措施

220kV变电站铁磁谐振过电压事故分析及防止措施摘要:文章结合某220kV变电站刀闸操作过程中出现的110kV母线设备铁磁谐振案例,对系统中因操作产生的铁磁谐振过电压情况进行分析,并提出预防措施和对策。

关键词:铁磁谐振过电压分析措施电力系统中具有一系列电气元件,组成极为复杂的电感电容的串联震荡回路,串联谐振现象会在电网的某一部分造成过电压,破坏电气设备绝缘,危机设备的安全运行。

对于小容量非线性电感元件(例如电压互感器)谐振过电压使它产生的大电流,在严重情况下,造成电感线圈及其保护熔丝烧毁甚至压变及高压设备爆炸,谐振过电压持续时间较长并可能稳定存在,因此了解谐振发生的原因及防止措施是十分必要的。

1 谐振基本概念1.1 串联谐振的定义谐振时XL=Xc,电路此时的工作状态叫谐振又由于谐振发生在RLC串联回路中又叫串联谐振（图1)。

1.2 为何串联谐振又叫电压谐振谐振电路中的电流Ｉ=Ｕ/Z=Ｕ/R(谐振时回路中的总电阻Z=R)谐振时各元件的电压:ＵR=I×R=R×Ｕ/R=Ｕ(说明谐振时电阻上的电压等于电源电压)ＵL=jωoLI=jωoL×Ｕ/R=j(ωoL/R)×Ｕ=jQＵ,Q:品质因数,Q=XL/R(说明谐振时电感上的电压等于Q倍电源电压) ＵC=j(1/ωoC)×I=j1/ωoC)×Ｕ/R=j(1/ωoCR)×Ｕ=jQＵ,Q:品质因数,Q=XC/R=1/ωoCR(说明谐振时电容上的电压等于Q倍电源电压) 从上述表达式中可以看出:Q=ＵC/Ｕ=ＵL/Ｕ。

一般在串联谐振时Q>1,在大电流接地系统中电源电压Ｕ很高,而在电感和电容上的电压是电源电压的Q倍。

在无线电中可以加以利用,使微弱的信号输入串联谐振回路中,电容两端可获得高电压。

但是在电力系统中由于电源电压本身就很高,如在串联谐振下工作则会严重损坏设备。

这是绝对不允许的,所以说在大电流接地系统中发生串联铁磁谐振也叫电压谐振。

铁路牵引变电所故障跳闸的原因和处理措施

铁路牵引变电所故障跳闸的原因和处理措施摘要：目前随着我国铁路行业的发展，从传统煤炭供应转变为电力供力，尤其是大规模的高速铁路的应用增大了铁路行业的用电需求，为此安全、稳定、高效的电力传输是保证铁路正常运行的关键。

为确保铁路电网的正常运行，通常会在电网中安装牵引变电站，为铁路沿线提供源源不断地电能，以供行车需要，但是这类牵引站很容易受到外界因素的影响出现故障，导致停电事故的发生，针对这一现象，本文对铁路牵引变电所故障跳闸原因展开讨论，针对不同跳闸类型提供合理的解决措施，以供参考。

关键词：牵引变电所；故障跳闸；解决措施前言：牵引变电站的出现促进了我国高速铁路的发展，结合实际需要提供高效的牵引动力，同时也可以承接货物重载，尤其是煤炭运输，在正常的工作期间，需要通过铁路牵引变电所监管设备了解其运行状态，以便于及时发现牵引变电所在运行中故障问题，一遍由于故障导致高铁线路丧失基本的运营能力，造成巨额损失，在本文中选择对铁路牵引变电所故障跳闸问题进行讨论，并针对先存在的各种故障类型提供与之相匹配的解决措施，降低损失。

1.铁路牵引变电所故障跳闸的原因1.变电所容量不符合实际的输送量现阶段，根据实际应用现状，多数铁牵引变电所在一定程度上主变压器容量设计都存在不科学的现象，其主要表现在特定运行环节中电力传输容量不匹配，以2016年东港增二线扩建的聂庄变电所为例，现主变压器容量25000KVA，增运后主变设计容量为50000KVA，通过这样的设计来实现吞吐量匹配。

但实地方供电局未同意增容，因此，所内在运量大增的情况下，所内已出现多次过负荷跳闸故障。

1.1.牵引工况的不良影响牵引变电系统对于高速铁路的发展有着至关重要的作用，为此需要根据地区的实际情况有效的提供电能牵引，同时也是货物运输的关键动力来源。

牵引变电所的正常工作就是为车辆提供电能，如车辆在加速前行期间，需要降低供电网络电压。

牵引变电所在天窗作业期间，会降低电能电压数值，主要维持在110kV，变电所进线电压为110kV，为两路一路主要进行供给，剩余一路留作备用，通过变压器电压数值会降低至27.5kV，实现给高速列车供电。

谐振过电压产生的原因及特点、谐振过电压的分类、谐振过电压的危害、谐振过电压的主要限制方法

三、谐振过电压的危害谐振过电压的危害
基波与高次谐波谐振过电压，一般不超过3U。；而 1／2分次谐波谐振电压一般不超过 2 U。但过电流大，当铁心严重饱和时，即使有不太大的ΔU增量，电流也高达额定励磁电流的百倍以上，在强大的电流及电磁力的作用下，轻者造成TV的熔断器熔断、匝间短路或爆炸；重者则发生避雷器爆炸、母线短路、厂用电失电等严重威胁电力系统和电气设备谐振过电压的限制方法
1、提高开关动作的同期性由于许多谐振过电压是在非全相运行条件下引起的,因此提高开关动作的同期性,防止非全相运行,可以有效防止谐振过电压的发生；
2、在并联高压电抗器中性点加装小电抗，用这个措施可以阻断非全相运行时工频电压传递及串联谐振；
3、破坏发电机产生自励磁的条件,防止参数谐振过电压。
谐振过电压相关知识
目录一、谐振过电压产生的原因及特点二、谐振过电压的分类三、谐振过电压的危害三、谐振过电压的主要限制方法
一、谐振过电压产生的原因及特点谐振过电压产生的原因
由于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的线性谐振和由于非线性设备的饱和、参数周期性变化等引起的非线性谐振所产生的过电压
谐振过电压的特点
谐振过电压持续时间特别长，过电压倍数高
二、谐振过电压的分类谐振过电压的分类
1、线性谐振过电压。谐振回路由不带铁芯的电感元件(如输电线路的电感,变压器的漏感)或励磁特性接近线性的带铁芯的电感元件(如消弧线圈)和系统中的电容元件所组成，在正弦电源作用下，系统自振频率与电源频率相等或接近时，可能产生线性谐振；
2、铁磁谐振过电压。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。因铁芯电感元件的饱和现象,使回路的电感参数是非线性的,这种含有非线性电感元件的回路在满足一定的谐振条件时,会产生铁磁谐振；

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。

高速铁路牵引供电系统高次谐振分析及抑制

高速铁路牵引供电系统高次谐振分析及抑制高速铁路牵引供电系统高次谐振分析及抑制引言：随着现代化交通工具的发展和城市化进程的推进，高速铁路作为高效、环保的交通方式，正变得越来越受人们的青睐。

然而，高速铁路在使用中也面临一些技术问题，其中之一便是牵引供电系统中的高次谐振问题。

高次谐振给系统带来的干扰和损耗不容忽视，因此对高次谐振进行分析和抑制具有重要的工程意义。

一、高速铁路牵引供电系统概述高速铁路牵引供电系统主要由变电所、接触网和牵引变流器等组成。

其中，接触网通过接触线将电能传输给列车，接触网的稳定性直接影响到列车的牵引性能。

然而，高速铁路运行中的电力负载非常大，且变化频繁，容易引起高次谐振。

二、高次谐振的危害高次谐振会导致列车接触网电压波动，对列车的牵引性能产生负面影响。

一方面，高次谐振导致列车电压波动幅度加大，容易使列车牵引系统无法正常工作，影响乘客的乘坐体验。

另一方面，高次谐振引起的电压波动还会对接触网产生不利的影响，降低系统的稳定性和安全性。

三、高次谐振分析方法为了有效分析高次谐振的发生原因和规律，科研人员开展了一系列研究工作，提出了多种高次谐振分析方法。

常用的分析方法包括频率扫描法、谱分析法和时域仿真法等。

这些方法各有优劣，选择适合的方法进行高次谐振分析是关键。

四、高次谐振抑制技术为了抑制高次谐振，科研人员提出了许多有效的技术手段。

一种常见的抑制方法是采用无源滤波器，通过选择合适的参数来降低高次谐振的干扰。

另外，调整牵引变流器的工作方式和控制策略也是一种有效的高次谐振抑制手段。

五、实例分析以某高速铁路牵引供电系统为例，本文进行了高次谐振的实例分析。

根据查阅相关资料和测量数据，针对该系统的特点进行了系统建模和仿真计算。

通过对系统电压的分析，发现了系统中存在的频率较高的高次谐振，为进一步的抑制提供了依据。

六、结论高速铁路牵引供电系统中的高次谐振问题对于系统的稳定运行和列车牵引性能具有重要影响。

通过合理选择高次谐振分析方法和抑制技术，可以有效地预测和降低高次谐振带来的干扰。

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。

重载铁路牵引网谐波谐振过电压分析及治理措施探讨

DOI ：10.19587/ki.1007-936x.2019.05.004重载铁路牵引网谐波谐振过电压分析及治理措施探讨孙禹文摘要：电气化铁路牵引供电系统的稳定影响着铁路运输的质量和效率。

针对牵引供电系统中经常出现的谐波谐振问题，本文通过几起谐波谐振过电压的案例，对几种谐振过电压情况和测试结果进行分析，提出相应的抑制措施和解决意见，并对治理效果进行验证。

关键词：重载铁路；过电压；牵引网谐波谐振Abstract: The stability of traction power supply system of electrified railway plays an important role to quality andefficiency of railway transportation. With regard to the problems of harmonic resonance oscillation occurred frequently in the traction power supply system, the paper, on the basis of several cases of over-voltage caused by the harmonic resonance oscillation, analyzes the status and test results caused by several types of resonance over-voltage, puts forward related suppression measures and proposals for disposal. The disposal effectiveness has been verified accordingly.Key words: Heavy haul railway; over-voltage; harmonic resonance oscillation in traction network中图分类号：U226.5 文献标识码：B 文章编号：1007-936X (2019)05-0017-040 引言交直电力传动机车和交直交电力传动机车是我国电气化铁路应用最为广泛的2种机车[1]。

电力系统铁磁谐振过电压产生机理及抑制措施(1)

电力系统铁磁谐振过电压产生机理及抑制措施电力系统接地系统分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。

中性点不接地系统在进行正常的倒闸操作中，如投入空载母线时，或者线路发生单相电弧接地故障过程中往往发现母线电压指示不正常，接地指示误动作，高压熔断器熔断等异常现象，严重时会导致烧毁，继而引发其它事故。

这些现象主要是由于各种激发而使电压互感器和系统产生铁磁谐振造成的。

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，中性点不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。

1.电力系统铁磁谐振产生的条件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。