电磁式电压互感器铁磁谐振及消谐方法的分析
5.25电磁式电压互感器引发铁磁谐振原因及消谐措施分析
电磁式电压互感器引发铁磁谐振原因及消谐措施分析近年来，在35kV及以下中性点不接地系统中，电磁式电压互感器饱和引发的铁磁谐振过电压，熔断压变熔丝，烧毁电压互感器，甚至是系统事故案例恨多。
那么，一起了解下系统中的电压互感器有什么作用？电压互感器主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电，用来测量线路的电压、功率和电能等，对电力系统很重要。
根据电压互感器行业市场运行的数据现状，了解到配电网电压互感器使用类型占比如下图。
由于电磁式电压互感器存在铁芯，在励磁特性曲线中，当施加的励磁电流增加，而激励出电压值增加幅度较小或不变，出现拐点。
即随着励磁电流的增加，激励出的电压变化很小或不变（在这过程中电感是下降），称为PT的饱和特性。
电压互感器的空母线突然合闸、系统发生单相接地故障。
在这两种情况下,电压互感器一次电流都会出现很大的励磁涌流;使电压互感器一次电流增大60倍左右,造成电压互感器饱和，从而诱发电压互感器产生过电压。
电压互感器发生铁磁谐振时系统的线电压指示不变,还可能引起其高压侧熔断器熔断,造成继点保护和自动装置的误动作，不仅会给电压互感器造成损害，严重时还可能影响电网安全运行。
通常情况下发生铁磁谐振时会产生以下危害：（1）在一次熔断器尚未熔断时;可能使电压互感器烧毁。
（2）在一次熔断器熔断时,则无法读取系统的正确电压值。
系统发生铁磁谐振，通常采用以下消除措施：（1）当只带电压互感器的空载母线产生基波谐振时;应立即投人一个备用设备,改变电网参数,消除谐振。
（2）当发生单相接地产生电压互感器分频谐振时,应立即投人一个单相负荷。
由于分频谐振具有零序性质,故此时投人三相对称负荷不起作用。
（3）铁磁谐振造成电压互感器一次熔断器熔断或电压互感器烧毁，应加装KLMP系列流敏型消谐器和KLMP系列微机消谐装置，消除铁磁谐振，使电压互感器的正常运行。
综上可知，35kV及以下中性点不接地系统中，选用全绝缘电磁式电压互感器加装KLMP系列流敏型消谐装置，有效防止铁磁谐振过电压，确保设备安全运行。
电磁式电压互感器发生铁磁谐振的危害及解决措施
电磁式电压互感器发生铁磁谐振的危害及解决措施发表时间：2016-11-09T09:25:29.473Z 来源：《电力设备》2016年第16期作者：程新恒张献红[导读] 谐振的危害非常大必须采取措施加以解决。
在常村变10KV电压互感器一次侧加装消谐器后再没有发生谐振现象。
（国网河南叶县供电公司河南平顶山 467200）摘要：电力系统中电磁式电压互感器由于激磁特性的非线性，当系统进行操作及发生故障等造成电压发生波动时，一旦满足电网感抗等于容抗条件时便发生串联谐振，产生谐振过电压。
且过电压倍数高，持续时间长。
轻者造成电磁式电压互感器熔丝熔断、电压互感器烧毁、重者造成电网设备绝缘损毁、相间短路、保护装置误动作等，因此必须采取措施，加装一次消谐器。
破坏谐振发生条件，预防谐振发生。
关键词：电磁式电压互感器谐振；危害；处理引言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串联振荡回路，在一定的能源作用下，导致系统某些元件出现严重的过电压，给电网安全稳定运行带来不利影响，这种现象称为串联谐振现象，由于电磁式电压互感器激磁特性的非线性，当电压发生波动使网络中感性阻抗等于容性阻抗时，便产生串联谐振过电压。
这种谐振过电压统称为铁磁谐振过电压。
特别是遇有激磁特性不好（易饱和）的电磁式电压互感器及系统发生单相对地闪络或接地时，更容易引发谐振过电压。
轻者令到电磁式电压互感器的熔断器熔断、匝间短路或爆炸；重者则发生避雷器爆炸、相间短路、保护装置误动作等严重威胁电力系统和电气设备运行安全的事故。
一、铁磁谐振发生的原因电路是电流流通的路径，在具有电阻、电感和电容的电路里，对电路中的电流所起的阻碍作用叫做阻抗。
阻抗常用Z表示，是一个复数，实部称为电阻，虚部称为电抗。
电抗呈现感性或容性，电力系统正常运行时，电抗呈感性，当长距离输电且负荷较小时或系统投入电容器较多时则电抗呈容性。
而一旦，虚部为零（感抗等于容抗），即阻抗完全为电阻时，就构成了触发谐振的条件，谐振便产生了。
电磁式电压互感器铁磁谐振产生及治理方法
电磁式电压互感器铁磁谐振产生及治理方法摘要：电磁式电压互感器大量应用于35kV及以下中性点不接地电力系统中，铁磁谐振在电力系统中的频发导致电磁式电压互感器烧损，严重时甚至发生爆炸事故。
本文主要针对某330kV变电站发生铁磁谐振导致电磁式电压互感器烧损并进一步导致主变进区短路使主变绕组烧损进行分析，且对电压互感器发生铁磁谐振的原因及防止措施提出可行性意见，保证电网安全稳定运行。
关键词：电磁式电压互感器、铁磁谐振、消除措施1、引言随着电网高速发展，电磁式电压互感器作为保护与计量设备广泛应用于35kV 及以下电压等级的中性点不接地系统中。
但系统中发生单相接地故障或者开关开断操作时，电磁式电压互感器等电磁元件与电网系统中电容元件以及线路对地电容等形成谐振回路，系统中产生能够激发铁磁谐振的谐振频率。
变电站35kV及以下系统大量安装电磁式电压互感器，然而由于电磁式电压互感器电磁特性，经常发生铁磁谐振，导致电压互感器烧损，严重时甚至发生爆炸事故。
本文结合实际事故进行原因分析，并提出相应的预防治理措施。
2、事故现象及初步结论2.1 事故发生过程某日03时10分40秒，某330kV变电站#1主变低压侧35kV#1电容器#3561开关动作合闸，#1主变三侧电压无异常。
03时25分19秒030毫秒，35kV#1电容器#3561开关动作分闸，#1电容器组退出运行，35kV I段母线三相电压发生畸变，故障录波显示最大电压幅值达到56kV如图1所示。
35kV#1电容器、#2电容器、#1所用变保护报频率异常、装置报警。
该过程持续到03时48分52秒910毫秒，故障持续时间为23分34秒。
图1 #1电容器组退出运行后电压开始畸变03时49分24秒794毫秒，#1主变35kV侧C相电压互感器断线，发生35kV I母C相单相接地故障，35kV#1电容器、#2电容器、#1所用变保护报频率异常、03时49分24秒814毫秒，#1主变保护装置运行异常。
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。
经典-电压互感器的铁磁谐振分析
某 县 的 两 座 35 kV 变 电 站 10 kV 电 压 互 感 器 最 初 选 用 JSW-10 型，都曾出现因铁磁谐振烧毁互感器情况，因谐振使 电压互感器一次保险熔断现象时有发生。 如果是电压互感器 一次保险熔断还能及时更换，对供电不会有太大影响。 但是， 对 于 上 世 纪 90 年 代 初 建 设 的 这 些 小 型 35 kV 站 ，10 kV 母 线是单母线不分段，只装有一组电压互感器，物资部门很少 有备件，如果出现烧毁互感器情况，将不能及时更换，其后果 一是影响表计和 10 kV 母线电压的监视，二是交流系统失去 绝缘监察，当系统出现单相接地时不能及时报警发信号。
四、铁磁谐振预防与消谐
产生谐振的原因是某些激发因素使电压互感器铁芯饱 和， 感抗由大变小 或 是 电 网 的 电 容 参 数 变 化 使 XL=XCO 而 产 生谐振。 因而防止谐振就是防止铁芯饱和，尽量避免产生激 发因素。
一是选用励磁特性不易饱和的、绝缘性能较高的电压互 感器，或是在互感器一次的中性点串接消谐装置。 某县两座 变电站就是在互感器一次的中性点串接消谐装置，解决了谐 振过电压、间歇性弧光接地而烧毁电压互感器的问题。 二是 加强运行维护，改善开关的同期性，尽量减少瞬间接地故障， 即减少谐振的激发因素。 三是电压互感器开口三角串电阻安 装 WNXⅢ-10(60)型 微 电 脑 消 谐 装 置 ，某 县 8 座 35 kV 站 装 上后，运行效果比较好，该装置不仅能消除谐振，还能记录谐 振类型、时间。 只是要注意消谐器安装点距互感器较远时，要 保证连接二者的二次回路电阻不能大于 3Ω。 四是操作中注 意监视母线电压，如电压过高则立即改变运行方式，投入或 切除线路或设备，实质上就是改变 XCO/XL 值，消除谐振。 五是 给母线充电前先切除母线所带电压互感器， 充电后再投入， 停母线时也先切除电压互感器，再拉开开关。 或者给母线充 电时采用线路及母线一并充电的方式。 六是采用电容式电压 互感器，由于其对地呈现容性，从根本上失去了谐振的基础， 从而防止铁磁谐振的发生。
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。
电磁式电压互感器谐振过电压分析
Science &Technology Vision科技视界0前言在中性点不接地系统中,母线上一般装设中性点接地的电磁式电压互感器,由于电磁式电压互感器低压侧的负荷很小,接近空载,高压侧具有很高的励磁阻抗,在某些倒闸操作时,或者在接地故障消失之后,它与导线对地电容或其它设备的杂散电容间形成特殊的三相或单相谐振回路,并能激发起各种谐波的铁磁谐振过电压。
1电磁式电压互感器引起铁磁谐振的原理电压互感器通常接在变电站或发电机的母线上,其一次绕组接成星型,中性点直接接地,因此各相对地励磁电感L 1,L 2,L 3与母线对地电容C 0间各自组成独立的振荡回路。
中性点绝缘系统中,接有电磁式电压互感器的母线接线等值电路,见图1,其中E A ,E B ,E C 为三相电源电势。
图1在正常运行条件下,励磁电感L 1=L 2=L 3=L 0,故各相对地导纳Y 1=Y 2=Y 3=Y 0,三相对地负荷是平衡的,电网的中性点处在零电位,即不发生位移现象。
当电网发生冲击扰动时,例如开关突然合闸,或母线发生瞬间弧光接地现象等,都可能是一相或两相的对地电压瞬间提高。
由于扰动,若A 相对地电压瞬间提高,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L 1相应减小,以致Y 1≠Y 0,这样,三相对地负荷不平衡,中性点发生位移电压。
如果参数配合不当,恰好使总导纳接近为零就会产生串联谐振现象,中性点位移电压急剧上升。
此时,三相导线的对地电压等于各相电源电势和位移电压量的向量和,向量叠加的结果,通常是两相对地电压升高,一相对地电压降低,这就是基波谐振的表现形式。
图2图2中H.A.Peterson 曲线研究了产生各种谐波振荡的条件,其中X c 为系统每相的容抗;X L 为电压互感器的单相绕组在额定线电压作用下的对地励磁电抗;U 是电压互感器事故前的运行相电压;是电压互感器的铭牌线电压,U △为铁芯电感的额定线电压。
从图2可以看出,随着X c /X L 比值的增大,依次发生1/2分次谐波(曲线1)、基波(曲线2)和高次谐波(曲线3)的谐振,同时所需的U 也逐渐增大。
电压互感器铁磁谐振分析
第32卷增刊2 电网技术 V ol. 32 Supplement 22008年12月 Power System Technology Dec. 2008文章编号：1000-3673（2008）S2-0311-03 中图分类号：TM64 文献标志码：A 学科代码：470·4051电压互感器铁磁谐振分析梅成林，张超树（广东省电力工业局试验研究所，广东省广州市 510600）Analysis of Voltage Transformer FerroresonanceMEI Cheng-lin，ZHANG Chao-shu（Guangdong Power Test & Research Institute，Guangzhou 510600，Guangdong Province，China ）摘要：铁磁谐振是电力系统中的一种常见现象，文中论述了电力系统中串、并联铁磁谐振的发生机理，介绍了不同频率铁磁谐振的特点。
针对一起发电机出口侧电压互感器烧毁事故进行了深入分析，得出此次铁磁谐振的发生机理。
最后总结了当前消除和防止铁磁谐振的方法。
关键词：中性点不接地系统；电压互感器；铁磁谐振0 引言在中性点不接地系统中，为了监视三相对地电压，电磁式电压互感器(potential transformer，PT 的一次绕组接成星形，中性点直接接地。
这种情况下，除了系统的对地电容外，还有PT 对地的励磁电感，正常运行时，PT 励磁绕组感抗很大，远远大于对地电容，PT 三相基本平衡，中性点的位移电压很小，系统不会发生谐振[1-2]。
铁磁谐振一般由单相接地、合闸等引发，单相接地或合闸等情况可使电压互感器饱和，电感减小，出现电感与系统电容相等的情况，引发铁磁谐振[3]。
1 谐振的原理及分类电力系统的谐振根据谐振电路分为串联谐振和并联谐振[4]。
串联谐振的示意图如图1所示。
设基波时的电容容抗为X C ，电感的感抗为X L ，谐波源的频率与基波频率的比值为N 。
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。
10kV电压互感器铁磁谐振与消谐措施研究
在 中性点不 接地 系统 中 ．当系统 正常 运行 时 由
于三 相对称 ，电压互感 器 的励磁 阻抗很 大且 大 于 系 统对 地 电容 ， ｌ ， 者并 联后 为一 等值 电容 ， 即 ＞ 两 系
统 网络 的对 地 阻抗 呈 现容性 ，电网 中性 点 的位 移基
所示 。
ＴＶ
移 到∞点【 ｎ 。常见 的 冲击 扰动 有 ： 网的突 然合 闸 、 电 发
生故障和故障消除等。
１２ 谐振 类型 的判 别
试验 和 分析 表 明 ， 铁心 电感 的振 荡 回路 中 ， 在 不 同的激 发 条件 可 以引起 不 同频 率 的铁 磁 谐 振 现 象 ． 其谐 振频 率 可能 等于 工频 的整 数倍 ， 即高 频谐 振 ： 也 可 能等 于 工频 的分 数倍 ， 即分频 谐 振 。分 析 各种 激 发 条件 所 能 引起 的谐 振 类 型 ， 采 用 相 应 的 消谐 措 对 施提 供 了依据 。 目前产 生 铁 磁谐 振 的激 发 条件 主要 有 ：）电磁 １ 式 电压 互感 器 突 然投 入 运 行 ； ２ ）线 路 非 同期合 闸操
０ 引言
在 １ Ｖ中性 点不 接地 系统 中 ， 为 了监 控 电力 ０ｋ 系统 的运行 状态 ， 安装 了大 量 的电磁式 电压 互感 器 。
由于对 地 电容 和互感 器 的参数 不 同 ， 能产生 ３ 可
种频率 的共 振 ： 波共振 、 次谐波 共振 和分 频谐 波 基 高 共 振＿ 饱 和后 的电压互 感器 励磁 电感 变小 ， ｌ 】 。 系统 网
性 伏安 特 性Ｕ＝ ｘｏ３，曲线 ３ 电感 和 电容 串联支 Ｌｌ （Ｃ ， 是 路 的伏 安 特性 ，其 纵坐标 为 Ａ ＝Ｕ— ｃ，点 是谐 振 Ｕ ＩＬＵＩ ｄ
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。
电磁式电压互感器的谐振及主要消谐措施
电磁式电压互感器的谐振及主要消谐措施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，电磁式电压互感器引起铁磁谐振后，其介质击穿或爆炸都会导致母线故障。
本文针对铁磁谐振对中性点非有效接地系统带来的影响，对电磁式电压互感器铁磁原理及现有的消谐措施进行分析，在各种情况下选择合适的消谐方式。
关键词不接地系统；电压互感器；铁磁谐振；消谐措施0 引言在电力系统非有效接地系统中，由于技术和成本原因，广泛采用电磁式电压互感器（下面简称TV），电磁式电压互感器在单相接地、操作等外部因素激发的条件下，易发生铁磁谐振，使得TV受到谐振过电压和过电流的冲击。
谐振过电压一旦发生，往往会造成电气设备的损坏或继电保护装置的误动，导致发生停电事故。
为了尽可能地避免谐振过电压的发生，在设计时应进行必要的参数计算，采取适当的防止谐振的措施，在操作设备时应有合理的调度安排，尽量避免形成谐振回路。
本文从变电站实际发生的一系列谐振过电压现象，对电磁式电压互感器引起的铁磁谐振及消除方法进行讨论。
1 电磁式电压互感器铁磁谐振过电压产生原理在中性点非有效接地系统中，母线上常采用Y型接线的电磁式电压互感器，如图1所示，图中E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。
以图1为例，分析中性点非有效接地系统中电磁式TV谐振原理。
E1 + E2 + E3 =0，L1=L2=L3，故各相对地导纳Y1=Y2=Y3，中性点处在零电位，不会发生谐振现象。
当系统受到某种干扰，例如单相接地故障、系统运行方式的改变或电气设备的投切等，都可能出现相对地瞬间过电压及励磁电流的急剧增大，假设扰动致使A 相对地电压瞬间提高，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变小，以致三相励磁电感不相等，导致中性点电压发生偏移，由式（1）可知，如铁心饱和，电感下降，式（1）中的分母变小，如果参数匹配，便能产生谐振现象。
2 铁磁谐振的危害及主要消谐措施由铁磁谐振产生的原理可看出，当谐振产生时，中性点电压升高，产生零序谐振过电压，过高的电压可能导致设备结缘损坏、设备击穿甚至爆炸及保护装置误动等。
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。
铁磁谐振的防止与加装消谐PT的接线分析
这里 的参数 配 合恰 当 ， 指 下 降 的 电感 值 和 是 对地 电容 的配合 ， 由于谐振 回路 中电感不 是常 数 ， 所 以谐振 回路 中没有 固定 的谐振频 率 。在 自激 和 他激 的作 用下 ， 谐振 回路 不 仅 因 为 电源 电势 本 身
含 有 基 频 和 倍 频 分 量 ， 能 出 现 基 频 谐 振 和 倍 频 可 谐 振 ， 可 能 出 现 由 自 由 分 量 转 化 而 来 的 分 频 谐 还
上 海 电 力
２１ 年第 １ ００ 期
铁磁 谐振 的防 止 与加 装 消 谐 Ｐ Ｔ的接 线 分析
唐 海 燕
（ 江余 杭 供 电局 ， 江 浙 浙 杭 州 ３ １ Ｏ ） １ ｌＯ
摘
要 ： ３ Ｖ 及 以下 小 电流 接 地 系 统 中 ， 量 采 用 电 磁 式 电 压 互 感 器 ， 在 ５ｋ 大 由于 铁 心 的 非 线 性 特 点 ， 压 互 感 电
的等值 电路 。
波谐 振 。按照式 （ ） 使 ｙ ＋ｙ ＋ｙ。 近 于零 的 １， 接
频率 就是 回路 的 自振 频 率 ， 完全 取 决 于 系统 对 地
电容 Ｃ 的 大 小 和 电 压 互 感 器 的 励 磁 特 性 Ｌ ， 。 要
使某 相导 纳 由容 性导 纳变 成感 性 导纳 ， 果 Ｃ × 如 口 Ｌ 很大 ， 回路 的 自振 频 率 ∞就 低 ， 可 能 出现 分 有
１ 操 作 等外部 因素激 发 的情 倒
况 下 ， 统 的 稳 定 性 和 对 称 性 被 破 坏 ， 起 电 网 中 系 引
般情 况 下 ， ＜ ∞ 。 各 相 导 纳 均 是 容性 ÷ ｃ，
Ｃ ￣ｉ Ｏ／
性 点位 移 ， 网对 地 阻抗 差 异较 大 ， Ｔ三 相 励 磁 电 Ｐ
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（ ｈｎａ ｇＩｓｔｔ ｏ ｎｉｅｒ ｇＳ ｅｙｎ １ １６ Ｃ ｉａ Ｓ ｅｙｎ ｔｕｅ ｆ ｇｎｅｉ ，ｈｎａｇ１０ ３ ， ｈｎ ） ｎｉ Ｅ ｎ
Ａｂｓ ｒ ｃ ： ｙａ ａｙ ｉｇ ｔｅ ｆｒ ｍａ ｎ ｔ ｅｏ ａ ｃ ｎ ａｍ ｆａ ｌｃｒｍａ ｎ ｔ ｏｔｇ ｒ ｓ ｒ ｒ ｔｅｒｌｔ ｎ ｔ ａ ｔ Ｂ ｎ ｌｚ ｈ ｅｒ ｇ ｅｉ ｒｓ ｎ ｎ ｅ ａ ｄ ｈ ｒ ｏ ｎ ｅｅ ｔ ｎ ｏ ｃ ｏ ｇ ｅｉ ｖ ｌ ｅ ｔ ｆ ｍｅ ，ｈ ｅａｉ ｓ ｃ ａ ｎ ａ ｏ ｏ
产生铁 磁 谐振 ：
谐振条件 ； 快速消耗谐振能量 ， 降低谐振过 电压 、 电 过 流 的倍 数 ； 合理地 分配 有功 负荷 ， 般在 轻载 或空 载条 一 件 下 易发生谐 振 。在 电力 系统 实 际应 用 中 ， 采 用 Ｊ 常
下 述消谐 措施 ：
（） １ 电压互感 器一 次绕 组 中性 点 经 消 谐 电阻 接地 消谐 。在 单相 接 地 故 障 消失 后 ， 消谐 电 阻 限 制 Ｔ Ｖ一 次绕 组 中的励 磁 电流 大 小 ， 免 Ｔ 铁 芯 过 饱 和 使 其 避 Ｖ 电抗下 降 ， 成谐 振 电路 。消谐 电阻越大 ， 形 消谐 效果 越 好 ， 一般 为几 千 欧到几 万 欧不 等 。但是 ， 其 消谐 电阻 太 大时 ， 也会产生 负 面影 响 。如 ： 消谐 电阻越 大 电压降 也
ｂ ｔｅｎｔ ｌ ｔ ｍａｎｔ ｅｏ ａ ｃ ｘｉｎ ｏ ｄ ｃ ｏ ｎ ｓ ｅｏ ａ ｃ ｐ ｓａｅｅｐ ｕ ｄｄ Ｔ ｅｓｓ ｍ ｔ ｎｌ－ ｅ ｅ ｅｅ ｃｒ ｇ ｅ ｃｒｓｎｎ ｅｅｃｔ ｇｃｎ ｕ ｔ ｎａ ｄｉ ‘ ｓｎ ｎｅｔ ｅ ｒ ｘ ｏｎ ｅ ． ｈ ｔ ａ ｃａａ ｗ ｈ ｅ ｏ ｉ ｉ ｉ ｔｒ ｙ ｙｅ ｉ ｙ
４
＜电气开关＞ ２ １ ． ｏ １ （０ ０ Ｎ ． ）
文章编 号 ：０ ４—２ ９ ２ １ ） １ ０ Ｏ ０ １０ ８ Ｘ（０ ０ ０ — Ｏ ４— ３
电磁式 电压互感器铁磁谐振及 消谐方法的分析
戴宪滨
（ 阳工程 学院 ， 宁 沈阳 １０ ３ ） 沈 辽 １ １６
摘 要 ： 过分析 电磁 式 电压互 感 器铁 磁谐振 机 理及危 害 ， 通 阐述 了铁 磁谐 振 激 发条 件 与其谐 振 类 型之 间的 关 系， 进 一 步对现 有 消谐 方 法进 行 系统 分析 。
ｓ ｏ ｔ ｅ ｅｉ ｎ ｔ ｇ ｒ ｓ ｎ ｃ ｖ ｉ ｂ ｅ ｉ ｒｈ ｒ ｃ ｒｉ ｄ ｏ ｔ ｉ ｔ ｌ ｓ ｈ ｍｉ ａ ｎ ｅ ｏ ａ ｅ ａ ａｌ ｌ ｓｆ ｔ ｅ ａ ｒ ｕ ． ｉ ｎ ａ ｕ ｅ
Ｋｅ ｒ ｓ：ｏｔｇ ａ ｓ ｒ ｅ ； ｒ ｍａ ｅ ｃｒｓｎ ｎ ｅ ｎ ｔｒｌｐ ｉｔ ｙ ｗｏ ｄ ｖ ｌ ｅｔ ｎ ｆｍ ｒ ｆ ｒ ｇ ｔ —ｅ ０ ａ ｃ ： ａｕ ａ ｏｎ ａ ｒ ｏ ｅｏ ｎ ｉ
关键词 ： 电压互感 器 ； 铁磁 谐 振 ； 中性 点 中图分 类号 ：Ｍ４ １ Ｔ ５ 文 献标识 码 ： Ｂ
Ａｎａ ｙ ｉ ｆ Ｆｅ ｒ ｍ ａ ｎ ｔｃ Ｒｅ ｏ ａ ｃ ｎｄ Ｅｌｍ ｉ ａ ｉ ｓ ｎ ｎ ｅ ｌ ｓｓ ｏ ｒ ｏ ｇ ｅ ｉ ｓ ｎ ｎ ｅ ａ ｉ ｎ ｔｎｇ Ｒｅ ｏ ａ ｃ Ｍ ｅ ｈ ｄ ｆ Ｅｌ ｃ ｒ ｍ ａ ｎｅ ｉ ｌａ ｅ Ｔｒ ｎｓ ｏ ｍ ｅ ｔ ｏ ｏ ｅ ｔｏ ｇ ｔｃ Ｖｏ ｔ ｇ ａ ｆ ｒ ｒ
Ｎ
图 １ 中性点不接地系统接线图
＜ 电气开 关》 ２ １． ｏ １ （０ ０ Ｎ ． ）
５
电力系 统安 全稳定 运行 。
３ 谐振激发条件与谐振类型之 间的关 系
在 中性点不接地系统 中， 了单相接地 故障消失 除
后 能激 发 铁磁 谐振外 ， 在下 列激 发条 件作 用下 ， 也可 能
带铁芯 的电感元件 ， 当电力 系统受 到某些扰动 （ 或受
激发条件作用） 电感 元件 的电抗值会发生变化 ， 时， 与 电力系统中的电容构成谐振 电路。一般把带铁芯的电 感元件 产 生 的谐 振称 为铁磁 谐振 。 Leabharlann ２ 铁磁谐振机理及 危害
以图 ｌ 为例 ， 分析中性点不接地系统 中电磁式电 压互感器铁磁谐振机理 。图 １ 为电磁式 电压互 中， Ⅳ
、 为 系统 三相 电源 电势 。为 了研 究 铁 磁谐 振
Ｅ
机理 ， 忽略 系统 中的 电 阻 、 问 电容 和 系统 电源阻 抗 ， 相 假 设 系统处 于空载 状态 。 系统正 常运 行 时 ， 统 中性 点 Ｎ 电压 为 零 ， 系 电压 互 感 器激磁 阻抗很 大 ， 激磁 电流很 小 ， 以 Ｔ 其 所 Ｖ铁 芯 不饱 和 ， 电抗数值 不 变。 当 图 １中 Ｋ点 发生 单 相接 其 地 短 路故 障 ， 统 中性点 Ｎ 的 电压 升 高 不 为 零 ， 地 系 接
短路电流在三相系统 、 及接地点 Ｋ间流动， 其数值 较大 （ 与系统正常运行时比） 非故障相 电压升高 倍 ；
额定相电压 ， 使非故障相 Ｇ 充满电。 ０ 当单相接地故障消失后 ， 非故障相 ｃ 经 Ｔ ０ ｖ一次
绕组及其 中性点放电， 此时 Ｔ ｖ激磁 电流突然增大 ， 使 ，ｒ Ｉ 铁芯处于严重饱和状态 ， Ｔ 、 其激磁阻抗下降。当 Ｔ Ｖ 激磁阻抗与 ｃ 的容抗相等时 ， ０ 产生铁磁谐振。因此， Ｔ Ｖ铁芯 的非线性 铁 磁 特性 是 产 生铁 磁 谐 振 的根 本 原 因。铁磁谐振的发生， 会给 电力 系统带来 很大危害。 谐振过电流引起 电压互感器一次熔断器熔断或烧毁； 谐振 过 电压影 响高压 电气设 备 的绝 缘性 能 ， 至 影 响 甚
１ 引 言
为 了监控 电力系 统 的运 行 状 态 ， 电力 系 统 中安 装 了大量 电磁 式 电压互感 器 。而 电磁式 电压互 感器 属于
感器 ，Ｖ Ｉｒ Ｖ 为电压互感器三相一次绕组 ，、 Ｔ 小， Ｔ ｃ 、 ，ｒ Ｉ
一
次绕组中性点直接接地 ； 。 Ｃ 为系统对地等效电容 ；