电压互感器谐振过电压分析及预防措施
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何 预 防谐 振 过 电压 进 行 讨 论 ， 时 提 出 防 止 谐 振 同
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
中出现三次谐波电压 ， 并在辅助绕组开 口三角处产 生各相三次谐波电压合成电压 。当不大的对地 电容 与互感器并联形成振荡 回路 ， 其振荡 回路 的固有频 率为适 当数值时将引起三次谐波过电压。基波谐振 时过电流不大， 而过 电压较高。分次谐波谐振时过 电压并不高 ， 而电压互感器电流极大， 常使 电压互感 器因过热而爆炸。高次谐波谐振时， 电流不大， 过电 压很 高 ， 常使设 备绝 缘损坏 。 经 有关研究证 明： Ｐ 在 Ｔ开 口三角绕组接入 电阻 ＲＸ ／ ｍ≤０ ４ 相 当 于在 Ｐ 励 磁 电感 之 中并 入 电阻 ， ．， ｒ ｒ 能够限制和消除谐 振 ； 架空线路对地容抗 Ｘ ０ Ｘ ｃ／ ｍ
频 率若接近于电源频率 ， 就产 生 了严重 的谐 振现 象， 中性 点位移 电压 急剧上升 。
图 １ 电感 电容 串联 电路
Ｒ
图 ２ 电感 电容并联 电路
图 ３ 等值 回路
・
７ ・ ９
贵州电力技术
第ｌ ４卷
谐振可归纳为 ： 基波共振、 分频谐波共振、 高次
谐波 共振 。
性： ｃ 有 ｏ Ｌ＝１ｏ ／￣ Ｃ。
较大。过 电压 一旦发 生 ， 往往造 成 电气设备 损 坏
甚 至 发 生 停 电事 故 。 由 于 谐 振 过 电压 作 用 时 间
Ｐ Ｔ和 其接在 母 线 上 的 对地 电容 组 成 了 由铁 心
长， 且不能用避雷器 限制 ， 因此 在选择保护措施方 面 有 较大 困难 。 主要 针 对 电压 互 感 器 自身 设 计 如
１ １ 基 波共振 ．
内部 由 Ｓ ｉ Ｃ非线性电阻片与线性 电阻（ ７ｋ 串 ６— ａ） 接， 在低压时呈高阻值 ， 使谐振在初始阶段不易发展 起来 。在线路 出现较长时间单相接地时 ， 消谐器上 将出现千余伏电压 ， 电阻下降至稍大于 ６～ ｎ， ７ｋ 使 其不至于影响接地指示装置灵敏度 ， 同时非线性 电 阻片热容量相当大 ， 可满足放 电电流要求 。
２ １ 年 ４月 第 ｌ ０１ ４卷 第 ４期
２ １ ，Ｖｏ ，１ ０ １ ｌ ４，Ｎｏ ４ ．
贵 州电力技 术
ＧＵＩ ＺＨＯＵ ＥＬＥＣＴＲＩ Ｐ Ｃ ＯＷ ＥＲ ＴＥＣＨＮＯＬ ＯＧＹ
农 电技术
Ｒｕ ａ ｏ ｒ ｃ ｎ ｑ ｅ ｒｌＰ ｗｅ ｈ ｉｕ Ｔｅ
电 压 互 感 器 谐 振 过 电压 分 析 及 预 防措 施
李应林
（ 义供 电局 ， 遵 贵州 遵义 ５ ３０ ） ６０ ０
摘 要 ： 电磁式电压互感器 引起铁磁谐振的原理进行 了分析 ， 电力 系统 中发 生谐振 的分类做 了介 绍 ， 对 对 并将各 种
谐振对 电力 系统运行 中造成 的危 害做 了阐述 。最后 ， 就如何有效预防 Ｐ ｒ ｒ引起铁磁谐振提 出了一些限制性措施 。
系统二相对地 电压升 高， 一相降低。中性点电 压略高于相 电压 ， 类似单相接地 ， 或是二相对地电压 降低 ， 一相升高 ， 中性点有电压。 １２ 分频谐 波 共振 ． 三相电压同时升高 ， 中性点有 电压 ， 这时 一 次电流可达正常额定 电流 的 ３ ５ Ｏ～ ０倍或更高。中 性点电压频率大多低于 １２工频。 ／ １ ３ 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
关键词 ： 电力 系统 ； 铁磁谐振 ； 原理分析 ； 限制措施 文章编号 ：０ ８－ ８ Ｘ（０ １４－ ０ ９－ ３ 中图分类号 ：Ｍ８ 文献标识码 ： １０ ０ ３ ２ １ ） ０ ７ ０ Ｔ ５ Ｂ
在 电力 系 统 中 ， 振 过 电压 出现 频 繁 ， 害 性 谐 危
谐振电路有一个特点 ， 容抗等于感抗 ， 电路呈阻
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 电压升高 ， 使得 Ａ相互感器 的励磁 电流突然增大而发 生饱和 ， 等值 励磁 电 其
感 相应减小 ， 样 ， 相对 地负荷变 成不平衡 ， 这 三 中 性 点 发 生 位 移 电 压 ， 且 对 地 三 相 回路 中 的 自振 并
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
中出现三次谐波电压 ， 并在辅助绕组开 口三角处产 生各相三次谐波电压合成电压 。当不大的对地 电容 与互感器并联形成振荡 回路 ， 其振荡 回路 的固有频 率为适 当数值时将引起三次谐波过电压。基波谐振 时过电流不大， 而过 电压较高。分次谐波谐振时过 电压并不高 ， 而电压互感器电流极大， 常使 电压互感 器因过热而爆炸。高次谐波谐振时， 电流不大， 过电 压很 高 ， 常使设 备绝 缘损坏 。 经 有关研究证 明： Ｐ 在 Ｔ开 口三角绕组接入 电阻 ＲＸ ／ ｍ≤０ ４ 相 当 于在 Ｐ 励 磁 电感 之 中并 入 电阻 ， ．， ｒ ｒ 能够限制和消除谐 振 ； 架空线路对地容抗 Ｘ ０ Ｘ ｃ／ ｍ
频 率若接近于电源频率 ， 就产 生 了严重 的谐 振现 象， 中性 点位移 电压 急剧上升 。
图 １ 电感 电容 串联 电路
Ｒ
图 ２ 电感 电容并联 电路
图 ３ 等值 回路
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７ ・ ９
贵州电力技术
第ｌ ４卷
谐振可归纳为 ： 基波共振、 分频谐波共振、 高次
谐波 共振 。
性： ｃ 有 ｏ Ｌ＝１ｏ ／￣ Ｃ。
较大。过 电压 一旦发 生 ， 往往造 成 电气设备 损 坏
甚 至 发 生 停 电事 故 。 由 于 谐 振 过 电压 作 用 时 间
Ｐ Ｔ和 其接在 母 线 上 的 对地 电容 组 成 了 由铁 心
长， 且不能用避雷器 限制 ， 因此 在选择保护措施方 面 有 较大 困难 。 主要 针 对 电压 互 感 器 自身 设 计 如
１ １ 基 波共振 ．
内部 由 Ｓ ｉ Ｃ非线性电阻片与线性 电阻（ ７ｋ 串 ６— ａ） 接， 在低压时呈高阻值 ， 使谐振在初始阶段不易发展 起来 。在线路 出现较长时间单相接地时 ， 消谐器上 将出现千余伏电压 ， 电阻下降至稍大于 ６～ ｎ， ７ｋ 使 其不至于影响接地指示装置灵敏度 ， 同时非线性 电 阻片热容量相当大 ， 可满足放 电电流要求 。
２ １ 年 ４月 第 ｌ ０１ ４卷 第 ４期
２ １ ，Ｖｏ ，１ ０ １ ｌ ４，Ｎｏ ４ ．
贵 州电力技 术
ＧＵＩ ＺＨＯＵ ＥＬＥＣＴＲＩ Ｐ Ｃ ＯＷ ＥＲ ＴＥＣＨＮＯＬ ＯＧＹ
农 电技术
Ｒｕ ａ ｏ ｒ ｃ ｎ ｑ ｅ ｒｌＰ ｗｅ ｈ ｉｕ Ｔｅ
电 压 互 感 器 谐 振 过 电压 分 析 及 预 防措 施
李应林
（ 义供 电局 ， 遵 贵州 遵义 ５ ３０ ） ６０ ０
摘 要 ： 电磁式电压互感器 引起铁磁谐振的原理进行 了分析 ， 电力 系统 中发 生谐振 的分类做 了介 绍 ， 对 对 并将各 种
谐振对 电力 系统运行 中造成 的危 害做 了阐述 。最后 ， 就如何有效预防 Ｐ ｒ ｒ引起铁磁谐振提 出了一些限制性措施 。
系统二相对地 电压升 高， 一相降低。中性点电 压略高于相 电压 ， 类似单相接地 ， 或是二相对地电压 降低 ， 一相升高 ， 中性点有电压。 １２ 分频谐 波 共振 ． 三相电压同时升高 ， 中性点有 电压 ， 这时 一 次电流可达正常额定 电流 的 ３ ５ Ｏ～ ０倍或更高。中 性点电压频率大多低于 １２工频。 ／ １ ３ 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
关键词 ： 电力 系统 ； 铁磁谐振 ； 原理分析 ； 限制措施 文章编号 ：０ ８－ ８ Ｘ（０ １４－ ０ ９－ ３ 中图分类号 ：Ｍ８ 文献标识码 ： １０ ０ ３ ２ １ ） ０ ７ ０ Ｔ ５ Ｂ
在 电力 系 统 中 ， 振 过 电压 出现 频 繁 ， 害 性 谐 危
谐振电路有一个特点 ， 容抗等于感抗 ， 电路呈阻
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 电压升高 ， 使得 Ａ相互感器 的励磁 电流突然增大而发 生饱和 ， 等值 励磁 电 其
感 相应减小 ， 样 ， 相对 地负荷变 成不平衡 ， 这 三 中 性 点 发 生 位 移 电 压 ， 且 对 地 三 相 回路 中 的 自振 并