防谐振电压互感器原理说明
浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施
浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施电压互感器是电力系统中常用的测量仪器，也是系统中的重要装置之一。
但是，在电力系统的运行中，电压互感器的使用也面临着很多问题，如铁磁谐振过电压。
铁磁谐振过电压是电压互感器在谐振情况下，长时间处于高电压状态下，容易造成设备损坏，甚至导致安全事故发生。
因此，需要采取有效措施，加强电压互感器的防范措施，以保障电力系统的安全稳定运行。
一、铁磁谐振过电压的成因及危害电压互感器中的铁芯是由硅钢片叠压而成，其导磁特性是非线性的。
一般情况下，电压互感器的负载比较小，电压互感器的电路谐振是极难发生的。
但是，如果出现负载开路（如断路器拆卸等操作），则使得电压互感器中的感应电流大幅度减小，电感值变大，当电容注入电流时，系统中的电容和电感共振，形成铁磁谐振。
当发生脉冲放电或过电流的冲击时，电感器内部的电压猛地升高，这就是铁磁谐振过电压的成因之一。
铁磁谐振过电压会造成设备局部击穿，损坏电容、电抗器等电力设备，对电力系统的可靠性和安全性造成严重威胁。
另外，如果频繁发生铁磁谐振过电压现象，还会造成电网负荷调节不稳定，导致电压波动，影响系统的稳定性。
二、电压互感器的防范措施1.调整电压互感器的谐振频率电压互感器的谐振频率是通过电容和电感器之间建立的谐振回路来实现的。
因此，在设计和安装过程中，可以调整电容和电感器之间的参数，以达到一定的谐振频率，减少铁磁谐振过电压的发生。
2.加装过电压保护装置过电压保护装置是电力系统中重要的防护装置之一，其作用是对电力系统中的过电压进行有效的控制。
在电压互感器的设计和安装过程中，可以增加过电压保护装置的投入，当电压互感器出现谐振时，过电压保护装置可以及时地将过电压抑制在一定范围内，从而保护电力系统的运行安全。
3.系统电容投入系统电容投入可以改善电网系统的功率因数和电压水平，同时还可以抑制铁磁谐振过电压的发生。
在电网系统的设计和运行中，可以根据需要增加系统电容的投入，减少电容和电感器之间的谐振，从而保护电力设备的运行安全。
电压互感器铁磁谐振的发生原因及防范措施
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。
在一定的电源作用下会产生串联谐振现象，导致系统中出现严重的谐振过电压。
1、电压互感器引起铁磁谐振的发生原因分析在中性点不接地系统中，为了监视对地绝缘，母线上常接有Y接线的电磁式电压互感器，如图1所示，图中u0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，R0为中性点串联消谐电阻。
在正常运行状态下电压互感器励磁感抗很大，其数值范围在兆殴级以上且各相对称。
C数值视线路长短而定，线路愈长容抗愈小，即以1 km线路而言，其每相对地电容约0.004μF ，故其容抗小于1 MΩ，所以整个网络对地仍呈容性且基本对称，电网中性点的位移电压很小,接近地电位。
但电压互感器的励磁电感随通过的电流大小而变化，其U-I特性如图2所示。
由图2可见，曲线的起始一段接近直线，其电感相应地保持常数。
当激磁电流过大时，铁芯饱和，则L值随之大大降低。
正常运行时铁芯工作在直线范围，当系统中出现某些波动，如电压互感器突然合闸的巨大涌流、线路瞬间单相弧光接地等，使电压互感器发生三相不同程度的饱和，以至破坏了电网的对称，电网中性点就出现较高的位移电压，造成工频谐振或激发分频谐振。
2、铁磁谐振的特点对于铁磁谐振电路，在相同的电源电势作用下，回路可能不只有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。
TV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。
三相抗谐振电压互感器
三相抗谐振电压互感器JSZK1-10,JSZK2-10,JSZK2-10F为改进型抗铁磁谐振三相电压互感器，提高了抗谐振防烧毁的能力，同时提高了计量精度，降低铁损。
产品为半浇注式，体积小，气候适应性强，抗分频、工频谐振，不会过励烧毁。
互感器采用芯式结构，使用优质冷轧硅钢片叠装成方型，2、额定绝缘水平：12/42/75kV；3、当系统发生单相接地时，可长期无损伤地承受系统单相接地时产生的高电压；4、由于产品中性点采取消谐措施，安装时中性点直接接地；使用条件：（1）海拔高度不超过1000米；（2）周围气温最大变化不超过-5℃~+40℃；（3）相对湿度不大于80%的地方；（4）安装环境中无腐蚀性的气体、蒸气或沉降物；（5）无导电尘埃（炭末、金属末等）的地方；（6）不可能发生火灾和危险的地方；（7）无强烈的震动或撞击的地方；三相抗谐振电压互感器JSZK1-10,JSZK2-10,JSZK2-10F为三相五柱式电压互感器之后，为消除因电力系统不同程度接地后而导致互感器发生铁磁谐振大量烧毁而设计的抗铁磁谐振的改进型产品，适用于交流50Hz、额定电压10kV户外装置的电力系统中作电压、电能测量及继电保护用.本型电压互感器为改进型抗铁磁谐振三相电压互感器，提高了抗谐振防烧毁的能力，同时提高了计量精度，降低铁损。
产品采用三相三柱铁芯，零序回路采用独立铁芯。
一次绕组为非全绝缘（故只能做感应耐压试验），一、二次绕组均用环氧树脂浇注绝缘，套装在铁芯柱上，组成三相一体结构，吊装在钢桶中。
接线原1、本型互感器能在120%额定电压下长期工作；2、额定绝缘水平：12/42/75kV；3、当系统发生单相接地时，可长期无损伤地承受系统单相接地时产生的高电压；4、由于产品中性点采取消谐措施，安装时中性点直接接地；使用条件：(1)、户外装置；(2)、环境温度：-30℃~+40℃；(3)、海拔高度不超过1000米；(4)、不可能发生火灾和危险的地方；(5)、无强烈的震动或撞击的地方；。
关于 PT电压互感器防谐振与开口三角接线说明
前言：电压互感器作为开关柜主要设备之一，进行电力计量、测量及继电保护作用。
但是由于电力系统的不稳定性、特别是频繁发生谐振地区，对电压互感器的危害是很大的，大部份都导致电压互感器烧毁。
一、产生铁磁谐振的原因由非线性电感（铁心线圈）和线性电容组成的回路，当外施电压发生变化时，由于电感的变化而产生谐振，这种现象称为铁磁谐振。
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。
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√3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。
2、操作过电压：包括互感器在内的空载母线或送电线路的突然合闸，使得PT的某一相或二相绕组内产生巨大的涌流和磁饱和现象；①由于合闸瞬间的三相触头不同期性，此时最慢接触的一相在触头间相当于串联上一个电容(如A相)。
当电容的容抗等于互感器的感抗时即产生谐振，但该状态下只是使中央信号装置的电铃响了一下，仪表摆动一下，但随着操作的完成该现象随之消失。
②由于合闸过程中产生操作过电压，此时假设断路器在合闸操作过程中A相出现过电压，则有可能使A相电压互感器铁心出现饱和，使A相电压互感器线圈感抗变小，从而三相的总阻抗出现不平衡，使电压互感器的中性点对地电压发生位移现象。
3、雷击过电压：由于雷击或其它原因，线路中发生瞬间弧光接地，使得其它两相电压瞬间升到线电压，而故障相电压在接地消失后又瞬间恢复至相电压，以至造成暂态励磁电流的急剧增大和铁芯的磁饱和；4、磁饱和的产生也可能由于另一绕组瞬间传递过来的过电压或者系统运行方式的突然改变、负荷剧烈波动等所引起的系统电压的强烈扰动。
浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施
浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施电压互感器是电力系统中常用的测量设备，可以将高压侧的电压转换为低压侧的测量信号。
然而，在实际应用中，电压互感器存在着一些问题，其中之一就是铁磁谐振过电压。
本文将对电压互感器铁磁谐振过电压的防范措施进行浅析。
铁磁谐振过电压是指电压互感器在工作过程中，由于线路谐振引起的电压过大的现象。
该现象主要由于电压互感器的铁芯具有一定的感应电抗，当线路频率接近或等于谐振频率时，互感器的感应电抗与线路的电容所组成的并联谐振回路会导致电压过大。
这不仅会对电力系统的安全运行产生影响，还会给设备带来潜在的损坏。
为了防止铁磁谐振过电压的产生，可以采取以下措施：1. 频率扩展法：通过扩宽电力系统的频率范围，使得线路频率远离互感器的谐振频率，从而避免谐振现象的发生。
这种方法可以通过调整电力系统中其他设备的运行频率来实现，但需要注意的是，频率的扩展可能会引入其他的问题，如设备的可靠性和稳定性等。
2. 阻尼降低法：在互感器的谐振频率处增加合适的阻尼，降低谐振回路的品质因数，减小谐振过电压的幅值。
这可以通过在互感器的绕组中串入一定的电阻来实现，或者通过改变铁芯的材料和尺寸来提高阻尼。
3. 电容补偿法：在互感器的低压侧增加合适的电容，使得低压侧的感抗与铁磁谐振回路的感抗相互抵消，从而降低谐振过电压的幅值。
需要注意的是，电容的选取应根据系统的实际情况进行调整，以确保有效补偿并避免引入新的问题。
4. 系统设计优化法：通过对电力系统的拓扑结构和参数进行优化，使得电力系统工作频率远离互感器的谐振频率，从而减少谐振过电压的产生。
这需要综合考虑多个因素，如电容器的安装位置、电力系统的接地方式等，需要结合实际情况进行具体调整。
总之，电压互感器铁磁谐振过电压是电力系统中的一个重要问题，需要采取合适的防范措施来降低谐振过电压的发生。
以上提到的措施仅为浅析，实际应用中还需要根据系统的具体情况进行综合考虑和优化设计，以确保系统的安全运行。
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。
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。
关于“4PT”防谐振措施的说明
关于“4PT”防谐振措施的说明1 概述在35kV及以下电网中性点不接地系统中，作绝缘监视的电磁式电压互感器由于铁磁谐振导致破坏是一种普遍现象。
长期以来，电力系统为防止这种破坏研究并采取了很多措施，并在电力行业标准中（例如：DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》) 作了一些推荐性的规定。
上世纪80年代末期以来，大连电业局采用了在电压互感器高压侧中点经一个互感器接地的接线方式，消谐效果较为满意，后来很多地方也相继采用，此称“4PT”防谐措施。
该措施目前已经成为一种较为通行的方法，但也在不断完善。
以下就消谐原理和效果作简要说明。
2 “4PT”接线图“4PT”接线（基本的原理电路）如图1。
图1中A′N′,B′N′,C′N′是三个单相电压互感器，应是全绝缘但按相压设计的接地电压互感器，本身有一个二次绕组（未画出）和一个剩余电压绕组，N接地为一个独立的单相电压互感器，该互感器可以是全绝缘结构，也可以是半绝缘结构，一般有两个线圈，一个是二次绕组，一个是剩余电压绕组，剩余电压绕组有的是和普通的，即和接成星形的主PT一样，但原理上其额定电压应为100V。
3 消谐机理“4PT”接线的防谐机理，简单的从稳态分析，即当单相接地时，互感器中点对地有相电压产生，而主PT仍处于正序对称电压之下，互感器电感并不发生改变，在零序回路中仅有单相电压互感器一种磁化电感，从根本上破坏了铁磁谐振的条件。
3.1 稳态分析如图1，当系统在C相“D”点发生对地短路（死接地），主电压互感器电压不变，中点对地产生相电压，简单推导如下：在NCD╧N回路里，因∑U=0，可得U N╧=-U C（U C——为电源相电压，即U CN）在NBB′Ｎ′╧N回路里，因∑U=0，得U N╧=U N╧ =-U C这就是说，单相接地，互感器中点对地有相电压产生。
在DC′N′╧D回路里，因∑U=0，可得U C′N′ =-U N′╧=U C……⑴即接地相电压互感器仍为相电压，与U AN′和U BN′仍组成三相对称电压系统。
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。
电压互感器谐振产生的原因及防范措施浅析
电压互感器谐振产生的原因及防范措施浅析一、概述在电力系统中，电压互感器非线性电抗所引起的谐振称作电压互感器铁磁谐振。
这种谐振不仅会导致电压互感器保险熔断，电压互感器烧坏或者爆炸，而且危及电力系统其他电器。
如避雷器爆炸，若绝缘击穿，小电流接地选线装置误动，低周减载装置误动等现象。
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谐振过电压。
谐振过电压不仅会在操作或事故时的过渡过程中产生，而且还可能在过渡过程结束后较长时间内稳定存在，直到发生新的操作谐振条件受到破坏为止。
谐振过电压可在各种电压等级的网络中产生，尤其在35kV及以下的电网中，由谐振造成的事故较多，已成为系统内普遍关注的问题。
二、谐振过电压产生原因电力系统正常运行时，电压互感器的励磁阻抗很大，电网对地阻抗呈现容性，三相基本平衡，中性点位移电压很小。
但在某些扰动的情况下，使电压互感器暂态励磁电流急剧增加，电感值下降，单相的电感值有所不同，使中性点出现零序电压。
当电压互感器三相并联零序电抗值与系统的容性阻抗值达到固定振荡频率时，产生谐振现象。
随着系统对地电容值得增加，依次发生高次、基波、1/2等分频谐振。
振荡一旦形成，振荡状态可以实现“自保持”，很长时间不衰减，直到新的扰动产生，改变振荡条件才会消失。
电网运行中，正常时中性点不接地系统PT铁芯饱和、中性点不接地方式发生单相故障、运维人员操作或事故处理方法不当都会产生谐振过电压。
另外设备设计选型、参数不匹配也是谐振过电压产生原因。
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、中性点不接地系统谐振的分类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，谐振一般由接地激发产生，但当向仅带有电压互感器的空母线突然充电时也易产生基波谐振;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(如拉路查找故障线路)时易激发谐振。
电压互感器铁磁谐振及其防范措施
电压互感器铁磁谐振及其防范措施电压互感器是电力系统中常见的一种变压器，用于将高电压变压为低电压，以便测量和保护设备的使用。
然而，电压互感器在使用过程中可能遇到铁磁谐振问题，需要采取防范措施。
本文将详细介绍电压互感器的铁磁谐振原因、影响及其防范措施。
铁磁谐振是指电压互感器在特定运行条件下产生共振现象，造成设备无法正常工作。
其原因主要有两个方面。
首先，电压互感器中心抽头的电感不足，由于电感与电容并联连接，导致谐振频率较低。
其次，由于电压互感器绕组接地或绕组与地之间的绝缘存在问题，引起谐振频率下的绕组电感和绕组与地电容的谐振。
铁磁谐振对电压互感器的影响可以分为两个方面。
首先，铁磁谐振会导致电压互感器输出电压的谐波失真，影响系统的稳定性和可靠性。
其次，由于谐振时电压互感器输出电压为零，将无法正常测量和保护设备，可能引起设备故障或损坏。
为了防范电压互感器的铁磁谐振问题，可以采取以下措施：1.设计合理的电压互感器。
在电压互感器的设计中，应合理选择中心抽头的电感值，使其能够满足系统的谐振要求。
同时，应根据实际情况，采用适当的过电压保护措施，以提高电压互感器的抗干扰能力。
2.实施良好的绝缘措施。
电压互感器的绕组应采用合适的绝缘材料，并且要进行良好的绝缘处理，保证绕组与地之间的绝缘性能。
3.定期检测和维护。
定期对电压互感器进行绝缘电阻测试和回路谐振频率测试，检测系统中是否存在绝缘故障和谐振问题。
同时，对电压互感器进行定期维护和检修，确保其工作可靠和稳定。
4.安装过压保护装置。
在电压互感器的输入和输出电路中，可以安装过压保护装置，对输入电压进行监测和保护，一旦出现过压情况，及时切断电压互感器的输入电路，保护电压互感器不受破坏。
在实际使用中，需要根据具体情况综合考虑这些防范措施，并进行合理的设计和安装。
只有确保电压互感器的设计合理、绝缘良好、定期检测和维护等，才能有效地防范铁磁谐振问题的发生，保证系统的稳定性和可靠性。
电压互感器谐振原因分析及有效防止措施完整
电压互感器谐振原因分析及有效防止措施摘要：电力系统中的电容和电阻元件，一般可认为是线性参数，可是电感元件则不然。
由于振荡回路中包含不同特性的电感元件，谐振分为三种不同的类型：线性谐振、铁磁谐振、参数谐振，而铁磁谐振过电压现象是电力系统中一种比较常见的内部过电压现象，这种电压持续时间长，甚至能长时间自保持，它是导致电压互感器毁坏的主要原因之一，同时也是电力系统中某些重大事故的诱发原因之一，对电力系统的安全运行构成了极大的威胁，因而有必要对铁磁谐振进行详细分析，找出产生铁磁谐振的根源，并采取有效措施进行防止，保证电力系统的稳定安全运行。
关键词：电压互感器；铁磁谐振；防止措施1.电压互感器铁磁谐振的特点（1）产生铁磁谐振的必要条件是铁心电感的起始值和电感两端的等效电容组成的自振频率必须小于并接近于谐振频率。
（2）回路参数平滑地变化时，谐振电压、电流会产生跃变。
（3）谐振时产生反倾现象，即谐振后电感上的电压降由原来与电源电势相同变为相反，电容上的电压降由原来与电源电势反向变为同向。
（4）谐振频率必须是由电源频率基波和它的简单分数倍分率或整数倍高频。
（5）谐振后可自保持在一种稳定状态。
（6）谐振一般在经受到足够强烈的扰动时外激产生，在一定条件下也可以自激产生。
2.电压互感器铁磁谐振的危害电压互感器发生铁磁诣振的直接危害是：1）由于谐振时电压互感器一次绕组通过相当大的电流，在一次熔断器尚未熔断时可能使电压互感器绕组烧坏。
2）造成电压互感器一次熔断器熔断。
电压互感器发生铁磁谐振的间接危害是：当电压互感器一次熔断器熔断后，将造成部分继电保护和自动装置的误动作，从而扩大了事故。
3.电压互感器铁磁谐振的原因分析3.1产生电压互感器铁磁谐振的必要条件为了分析并联谐振产生的必要条件，把电力系统内如图1所示的三相交流系统一般的电压互感器回路简化为如图2所示的电阻R、电感L、电容C的并联回路。
图1 电压互感器（PT）在电力系统中的接线原理图图2 并联谐振回路图2中R为电感L本身的电阻，IL为感性电流，IC为容性电流，为系统角频率。
电磁式电压互感器的铁磁谐振及防范
电磁式电压互感器的铁磁谐振及防范摘要：通过分析LC串联电路谐振原理，阐述了中性点不接地系统中，由于电磁式电压互感器铁心饱和特性产生铁磁谐振的原因，以及铁磁谐振引起过电压、过电流对电力系统的危害.同时针对中性点不接地系统，提出了防范铁磁谐振的3种措施，对其消谐原理作了相关说明。
关键词：电磁式电压互感器；铁磁谐振；过电压一、谐振产生的原因及类型1.1电压铁磁谐振下面分析电压铁磁谐振的情况，这类谐振发生在电容与电感串联的回路中，电感压降因受磁饱和影响所以与电流为非线性关系，而电容压降与电流为线性关系，又因为电感压降与电容压降在相位上是反向的，所以总电压应为电感压降与电容压降的差值，为了分析方便起见，总电压在横坐标下方的部分我们将它画在上方，这样只需要注意相位而对数值没有影响。
当电源电压逐渐升高时电流也开始增长，当电流增加到a点时因磁路开始饱和造成感抗下降，回路总阻抗因此也下降，此时回路电流会从a点跃变到b点，且相位发生反倾，如电压再升高则电流又缓慢上升，而电压再下降时电流又会发生跃变。
当电流小于I1时，电感压降大于电容压降，回路电流呈感性，当电流大于I1时，情况则相反，回路电流呈容性，而电流等于I1时电感压降等于电容压降，总电压为0，该点即为共振点，此时产生的共振称为电压谐振。
共振发生时不但回路中的电流相位会发生变化，而且数值上也会增加很多倍，这就造成电感与电容上的压降大大增加，回路中就出现了过电压与过电流。
当发生谐振时，电压会增高，过电压的幅值一般不超过2.5Uxg（Uxg为最高运行相电压），个别可达3.5Uxg，且谐振过电压持续时间较长，同时会产生较大过电流，并发生相位反倾现象。
当发生分次谐波谐振时过电流可达额定电流的20-30倍，基波谐振及高次谐波谐振时过电压较大。
1.2电流铁磁谐振这类谐振发生在电容与电感并联的回路中在回路中，电容电流与电感电流是反向的，在数值上总电流为两者之差，当总电流为零时即电感电流与电容电流相等时回路发生谐振。
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
浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施
浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施电压互感器是电力系统中一种重要的电压测量设备，它们被广泛应用于电力系统中，用于测量各种电气量和控制各种电器设备。
然而，在电力系统中，电压互感器在运行过程中可能会面临着一些问题，如铁磁谐振过电压。
本文将对电压互感器铁磁谐振过电压的原因进行分析，并探讨一些预防措施。
1. 铁磁谐振过电压的原因在电力系统中，当电压互感器的二次侧接入电容，电容电感并联回路会引起谐振。
由于电压互感器的二次侧电容非常小，因此当二次侧电容与其他并联元件的电感形成谐振回路时，电容电感振荡频率非常高，可达几千赫兹以上。
在这种情况下，铁芯发生过饱和现象，附加磁通和磁滞损耗会导致互感器产生铁磁谐振过电压。
铁磁谐振过电压会对电力系统中的电气设备造成不良影响，导致设备损坏，缩短其寿命，甚至可能导致系统瘫痪。
一些由铁磁谐振过电压引起的典型缺陷包括绝缘击穿、设备烧毁以及对电器设备的不正常负荷。
为了避免铁磁谐振过电压的发生，需要采取一些措施来减轻铁芯饱和和磁滞损耗。
以下是一些常用的防范措施：（1）在电压互感器的二次侧并联引线后，接一个适当的串联电感，以减小谐振电容电感回路的谐振频率，从而减轻铁芯饱和问题。
（2）增加电流过载继电器或过流保护装置来防止过载情况发生。
（3）采用电压互感器的铁心有足够宽的工作磁通密度时，不会引起过剩饱和，从而避免铁磁谐振过电压的发生。
（4）在电压互感器的制造过程中，谨慎地选择铁心材料和加工铁心确保其充分磁化，来减轻铁芯磁滞损耗的影响。
4. 结论铁磁谐振过电压是电力系统中普遍存在的问题。
它可能会导致电器设备失效，影响系统稳定性。
采取适当的预防措施是避免铁磁谐振过电压的发生和减轻其影响的关键。
关于电压互感器的铁磁谐振及其消谐措施
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。
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：（1），代入得：（2）由（2）式可看出，当时则U0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 —非线性电感额定电压I*—电流标幺值5-3b 不同谐振区域，—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电压下的励磁感抗。
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关于“4PT”防谐振措施的说明
1 概述
在35kV及以下电网中性点不接地系统中，作绝缘监视的电磁式电压互感器由于铁磁谐振导致破坏是一种普遍现象。
长期以来，电力系统为防止这种破坏研究并采取了很多措施，并在电力行业标准中（例如：DL/T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》) 作了一些推荐性的规定。
上世纪80年代末期以来，大连电业局采用了在电压互感器高压侧中点经一个互感器接地的接线方式，消谐效果较为满意，后来很多地方也相继采用，此称“4PT”防谐措施。
该措施目前已经成为一种较为通行的方法，但也在不断完善。
以下就消谐原理和效果作简要说明。
2 “4PT”接线图
“4PT”接线（基本的原理电路）如图1。
图1中A′N′,B′N′,C′N′是三个单相电压互感器，应是全绝缘但按相压设计的接地电压互感器，本身有一个二次绕组（未画出）和一个剩余电压绕组，N接地为一个独立的单相电压互感器，该互感器可以是全绝缘结构，也可以是半绝缘结构，一般有两个线圈，一个是二次绕组，一个是剩余电压绕组，剩余
电压绕组有的是和普通的，即和接成星形的主PT一样，但原理上其额定电压应为100V。
3 消谐机理
“4PT”接线的防谐机理，简单的从稳态分析，即当单相接地时，互感器中点对地有相电压产生，而主PT仍处于正序对称电压之下，互感器电感并不发生改变，在零序回路中仅有单相电压互感器一种磁化电感，从根本上破坏了铁磁谐振的条件。
3.1 稳态分析
如图1，当系统在C相“D”点发生对地短路（死接地），主电压互感器电压不变，中点对地产生相电压，简单推导如下：
在NCD╧N回路里，因∑U=0，可得
U N╧=-U C（U C——为电源相电压，即U CN）
在NBB′Ｎ′╧N回路里，因∑U=0，得
U N╧=U N╧ =-U C
这就是说，单相接地，互感器中点对地有相电压产生。
在DC′N′╧D回路里，因∑U=0，可得
U C′N′ =-U N′╧=U C……⑴
即接地相电压互感器仍为相电
压，与U AN′和U BN′仍组成三相对称
电压系统。
这时，A′，B′对地电压
为
U A′╧=U A′N′+U N′╧……⑵
U B′╧=U B′N′+U N′╧……⑶
据（1）和（2），（3）式相量
图如图2，二次电压与一次相对应，
图1中，电压表U a,U b,U c反应的是每相电压与中点对地电压的相量和，可以看出，接地相的电压表理论应为0，即反应了接地相别。
单相接地后中点对地的电压互感器（也称为零序电压互感器）有相电压加在一次绕组上，其剩余电压绕组的电压输出，驱动继电器动作而报警。
零序电压互感器的剩余电压绕组，其额定电压是100V时，则电压继电器的整定值按常规确定，如果是100/3V时，则电压继电器整定值应作相应调整。
主PT的剩余电压线圈接成闭合三角形，在稳态下三相电压对称，开口角回路无电压，可以将其短接，同时，闭合三角形可以消除零序磁通（包括三次谐波）导致正常运行时的三相电压不平衡和继电器回路电压超标的现象。
3.2 暂态分析
当系统接地消逝后，健全相积累的
电荷必须经电压互感器(其中点接地）
对地放电，使电压恢复到正常的电压
下，这个暂态过程所产生的电流比正常
电流大很多倍，使互感器铁心饱和，如
果系统电容与电感参数合适就发生谐
振，如果系统电容很大，不发生谐振，
但这时的过电流可使高压熔断器熔断。
这种放电电流频率很低，幅值大，我们
称为超低频振荡电流，这种电流的危害
目前在系统中也是很普遍的（系统电容
比以往大）。
其暂态过程的等值电路如
图3所示。
如图C0是系统线路每相对地电容，R1，L1分别为主PT的电阻和电感（饱和时），R0，L0是零序互感器的电阻和电感，U C′是电弧熄灭瞬间的电压。
当没有接入R0，L0时，即电压互感器中点直接接地，该放电电流是一个自由振荡电流，其振荡电流分量i″可求得
这个电流，某些高校通过对实际线路参数及互感器参数进行仿真计算，其结果是：频率（ω1）只有几赫兹，幅值可达528倍额定励磁电流值，最大峰值达0.3~1.35A，这很快使高压熔断丝熔断，时间较长时会危及绕组绝缘。
如果接连消逝时，电弧不能熄灭而出现重燃后，这个电流更大。
显然，当中点经互感器接地后，由于互感器的电阻和高电抗，使电流得到有效的抑制。
仿真计算和动模试验，及电网试验（大一互试验结果）的结果都证明。
“4PT”接线对抑制这种超低频振荡电流是很有效的措施。
4 “4PT”方式在国外的应用
俄罗斯已将这种接线方式作为过电压保护的一种必需措施写进过电压保护手册中。
参见《6~1150kV电网雷电和内过电压保护手册》圣彼得堡ПЗИПК出版社1999。
该手册中提出“避免绝缘监测电压互感器故障的根本措施是采用抗谐振电压互感器（HAMИ-6~35）”。
HAMИ型抗谐振电压互感器的原理电
路如图4。
该手册说“在运行的电网中对HAMИ
互感器的全部抗谐振特性进行了实验性检
验”，并且说”HAMИ抗谐振电压互感器
与任何长度的空载母线和线路的电容谐振，
不限制时间地承受电网任意种类的单相短
路，其中包括经过断续电弧的短路，以及装
在其他变压器（电力变压器或电压互感器）
的电网电容铁磁谐振引起的电压升高”。
5 改进方案
大连第一互感器有限责任公司和零序科技有限公司，对此前所采用的“4PT”消谐方案进行了优化设计和试验验证，并已获得专利权。
优化改进的方案是：a.接线方式改进，即将主PT的开口角回路与零序PT 的一个补偿绕组串联后接电压继电器，如图5所示。
b.零序电压互感器区别于主PT的参数设计，增大了直流电阻与交流励磁阻抗。
优化改进方案的优点：避免主PT在开口角回路短接，因电容放电电流使开口角绕组热容量不够而烧坏的隐患，测量零序电压准确，消除主PT采用开
固有的正常运行
时三相电压不平
衡及零序电压超
标现象，有效地抑
制超低频振荡电
流，消除熔断器频
繁熔断现象。
优化方案中
的主PT，也可以
重新设计制造，但
考虑已有变电所
的改造，主PT仍使用现在常规PT，零序PT则按优化参数新设计，有两个绕
组，一个是额定电压100V，另一个是100/√3V。
6 建议
如用户采用4PT消谐方案，建议采用优化改进方案。
现在大一互可以批
量供应这种优化的零序PT。
在订货中加以说明，注明优化“4PT”方案用。
附注：某些地区电源中点采取小电阻接地，则不用采取任何消谐措施。
采取小电阻接地，其初衷就是降低弧光接地过电压和谐振过电压，减少绝缘
监测电压互感器的损坏。