中性点不接地系统铁磁谐振的机理与抑制措施
不接地系统产生谐振的原因及措施
不接地系统产生谐振的原因及措施1前言在实际的变电运行管理中，有时由于中性点不接地系统的线路发生单相接地或单相接地消失的瞬间，经常造成电压互感器一次侧熔断件熔断。
或者是在进行正常的倒闸操作中，通过投入空载母线时，往往发现母线电压指示不正常或出现接地信号，但却没有发生明显的接地迹象,主要是由于电压互感器的铁磁谐振造成的。
这种情况经常会使值班人员误判为电压互感器故障或是变电所内母线系统发生接地故障，影响了正常的运行管理。
2 电压互感器产生谐振的原因分析(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C a，C b，C c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L a，L b，L c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(如A相)，其接线图如图1所示。
图1 接线图此时，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) 倒闸操作时，由于电压互感器的谐振而造成母线电压不平衡。
此种情况往往是在设备进行关合空载母线时发生，如图2所示。
当系统，投入501断路器，由于10kV母线处于空载状态，其等值电路图可由图3表示。
图2 示意图图3 等值电路图图3中L是电压互感器一次线圈的电感，C是各相母线对地电容，由于电压互感器的中性点是接地的，且各相对地电容的一端也是接地的，在正常情况下，三相电容是对称的，但当用501断路器向10kV母线充电时，就存在着以下两种情况：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)。
浅析铁磁谐振现象产生的原因和消除措施
浅析铁磁谐振现象产生的原因和消除措施摘要：高压系统谐振过电压是电力系统常见的故障现象之一，其实质是电磁式电压互感器励磁特性饱和，在特定的运行条件下激发铁磁谐振，从而电力设备和系统安全运行带来危害。
文章从故障实例入手，分析了铁磁谐振产生的机理、类型以及铁磁谐振的特性，并提出多种消除谐振的措施。
关键词：铁磁谐振；过电压；产生条件；影响因素；消除措施高压系统谐振过电压是电力系统常见的故障现象之一，其实质是电磁式电压互感器（以下简称TV）励磁特性饱和，在特定的运行条件下激发铁磁谐振。
由于谐振时会产生很高的过电压，危及电力设备和系统安全运行，因此必须采取有效的消除和防护措施。
电力系统的铁磁谐振可分两大类：一类是在66 kV及以下中性点不接地系统中，由于对地容抗与电磁式电压互感器励磁感抗的不利组合，在系统电压大扰动（如遭雷击、单相接地故障消失过程以及开关操作等）作用下而激发产生的铁磁谐振现象；另一类是发生在220 kV（或110 kV）变电站空载母线上，当用220 kV、110 kV带断口均压电容的主开关或母联开关对带电磁式电压互感器的空母线充电，或切除带有电磁式电压互感器的空母线时，操作暂态过程使连接在空母线上的电磁式电压互感器组中的一相、两相或三相激发产生的铁磁谐振现象。
1故障实例佛子岭水电站地处山区，高压线路架设于崇山峻岭之中，雷雨季节遭受雷击几率较高，铁磁谐振过电压现象时有发生。
2007年7月某日，雷击后，该站发生35 kVⅡ段母线电压一相降低，另两相升高（超过线电压）现象，发“单相接地”信号并熔断2TV高压保险。
35 kV系统接线图如图1所示。
其时，35 kVⅠ、Ⅱ段母线并列运行，两回出线空载。
1TV 与2TV的型号分别为：YDJJ-35、JDJJ2-35。
2008年某日，110 kV母线停电操作过程中，当拉开最后一台高压开关时，母线电压瞬时升高，二次保护回路电压继电器线圈烧毁，如图2所示。
TV型号是JCC6-110，高压开关型号是SW4-110Ⅱ，双断口带有均压电容器。
浅析铁磁谐振及应对措施
浅析铁磁谐振及应对措施摘要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。
首先简述电力系统中性点的接地方式,然后结合我公司中性点不接地系统发生的一起单相接地故障,简要分析铁磁谐振产生的原因,以及应对措施。
关键词电力系统中性点;接地;电压互感器;铁磁谐振1电力系统中性点接地方式电力系统中性点是指线路首端电压所连接的变压器绕组三相接成星形接线时绕组的末端连接点。
电力系统中性点接地是一种工作接地,接地方式通常有中性点直接接地、中性点不接地(绝缘)或经消弧线圈接地等。
1.1中性点直接接地是指电力系统中至少有一个中性点直接或经小阻抗与接地装置相连接。
这种接地方式是通过系统中全部或部分变压器中性点直接接地来实现的。
其作用是使中性点经常保持零电位。
当系统发生单相接地故障时,能限制非故障相对地电压的升高,从而可保证单相用电设备的安全。
但中性点直接接地后,单相接地故障电流较大,一般可使剩余电流保护或过电流保护动作,切断电源,造成停电;发生人身一相对地电击时,危险性也较大。
所以中性点直接接地方式不适合对连续供电要求较高及人身安全、环境安全要求较高的场合。
1.2中性点不直接接地系统是指电力系统中性点不接地或经消弧线圈、电压互感器、高电阻与接地装置相连接。
中性点不接地可以减小人身电击时流经人体的电流,降低设备外壳对地电压,单相接地故障电流也很小,且接地时三相线电压大小不变,故一般不需停电,因此供电可靠性高。
中性点不接地系统发生单相接地时,会引起三相电压不平衡:发生单相一点接地时,由于系统与地未构成回路,所以短路点流过的电流较小,主要为容性不平衡电流;发生单相一点接地时,线电压大小不变且对称,因此仍可继续运行一段时间,但一般规定不超过2小时。
1.3发生单相接地故障的危害单相接地又分为金属性接地和非金属性接地两种:金属性接地相电压为零,其他两相电压升高为相电压的1.732倍。
在中性点不接地电力系统中,电压互感器铁磁谐振过电压的判断和抑制
在中性点不接地电力系统中，电压互感器铁磁谐振过电压的判断和抑制【摘要】本文以本人从事电力运营多年的经验，从理论上对电力系统中，中性点不接地系统的电压互感器铁磁谐振过电压的产生条件，判断、检测方法、产生的后果进行论述，同时提出了抑制的方法。
【关健词】电力网中接地系统的分类特性；铁磁谐振的基本条件；铁磁谐振的判断；产生的后果；防止铁磁谐振的措施在电力网中，运行的发电机为星形接线时以及在电网中作为供电电源的电力变压器三相绕组为星形接法时，我们把三相绕组尾端连接在一起的公共连接点称之为中性点。
电力网的中性点就是指这些设备中性点的总称。
在电力系统中，电力网中性点的接地方式可分为两大类：—类是中性点直接接地系统，当发生单相接地故障时，接地短路电流很大，这种系统又称为大电流接地系统；另一类是中性点不接地系统（包括中性点经消弧线圈接地系统），当发生单相接地故障时，由于不直接构成短路回路，接地故障电流往往比负荷电流小很多，故又称为小电流接地系统。
我图划分标准为：X0 / X1 4 ～ 5的系统属于大电流接地系统，X0 / X1 4～5的系统属于小电流接地系绕。
注：X0为系统零序电抗，X1为系统正序电抗。
1 电力网中接地系统的分类特性：1.1中性点直接接地系统的特性：1.1.1正常运行时：各相对地电压等于相电压，中性点的电位在电网的任何工作状态下均保持为零电位。
1.1.2单相接地短路时：在这种系统中，当发生—相接地时，故障相的电压为零，非故障相对地电压不会增高（仍为相电压）；接地的这一相直接经过接地点和接地的中性点短路，一相接地短路电流的数值最大，因而应立即使继电保护动作，将故障部分切除。
1.1.3中性点直接接地系统，在发生一相接地故障时，因故障的送电线路被切断，迫使用户的供电中断，供电可靠性差。
运行经验表明，特别是在1000V以上的电网中，大多数的一相接地故障，尤其是架空线路的一相接地故障，大都是具有瞬时的性质（例如下雨天的雷击放电等）。
防止中性点不接地系统铁磁谐振的措施
变电站中性点不接地系统中，电压互感器常因铁磁谐振而烧毁或熔断熔丝。
人们对此做了大量的分析研究，采取了不少措施防止谐振发生，然而由于系统结构的复杂性和运行方式的灵活，造成运行参数具有随机性。
同时也因现存的各种消谐措施的局限性，使得只能在某些情况下消除谐振。
电压互感器（TV）饱和引起的铁磁谐振仍然是威胁电力系统安全运行的重要原因。
因此，有必要在分析中性点不接地系统铁磁谐振机理的基础上探讨消谐措施，以便在实际工作中有针对性地预防、消除中性点不接地系统铁磁谐振。
1中性点不接地系统铁磁谐振的机理及特点1．1铁磁谐振的产生中性点不接地系统中TV接入系统的接线图如图1所示当出现激发条件时，TV中暂态励磁电流急剧所不同，网络中性点出现零序电压，三相TV中产生零序电流，经电源形成回路，简化等值电路如图2所示。
当Ln与3 C0在某频率下参数值匹配时，得以流通，从而在3 C0上建立与各相电源电压叠加，产生过电压，维持TV饱和，从而形成持续一段时间的铁磁谐振。
1．2铁磁谐振的特点根据Peterson的研究［1］，当TV饱和时，励磁电抗Xm与系统正序容抗无关，只和系统对地的零序容抗X0有关，且当X0／Xm＜0．01时，不发生谐振；随着（X0／Xm）的增大，依次发生1／2分频、基频、三倍频谐振，相应地，发生谐振所需的外加电压也逐渐增大。
由于运行中的一般都是额定相电压（0．58 Ur，Ur为额定线电压），因此1／2分频时较多发生基波谐振，高次谐波的谐振较少。
分频谐振的频率并非严格等于1／2次，分频谐振时，铁心高度饱和，励磁电流剧增数十甚至一百倍，导致TV烧毁或保护用熔断器熔断。
2消除铁磁谐振的措施消谐应从两方面着手，即改变电感电容参数和消耗谐振能量。
人们据此制订了多种消谐措施。
2．1TV开口三角两端接电阻器R△R△相当于接到电源变压器的中性点上，故其电阻R△越小，越能抑制谐振的发生。
若R△＝0，即将开口三角两端短接，相当于电网中性点直接接地，谐振就不会发生。
中性点不接地系统产生铁磁谐振的原因及解决措施
（ 国网河南 睢县供 电公 司，河南 商丘 ４ ７ ６ ９ ０ ０） 摘 要 ：在 变电运行 中出现的铁磁谐振现 象，极 易导致 电压互感器高压侧熔 断器熔 断，严重时甚至导致 Ｐ Ｔ 烧毁。通过 介绍 中性点不接 地电 网中出现 的的运行 实践 ，提 出了有效预 防和 消 除这 一 现 象的 措施 。 关键词 ：中性点 ；不接地电网 ；铁磁谐振 ；熔断 器 中图分类号 ：Ｔ Ｍ８ ６ ４ 文献标识码 ：Ａ Ｄ ＯＩ ：１ ０ ． １ ５ ９ １ ３ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｋ ｊ ｙ ｃ ｘ ． ２ ０ １ ５ ． １ ７ ． １ ４ ８ 人员操作不规范引起的谐振 。１ ０ ｋ Ｖ 母线发生谐振后 ，电压互 感器发 出强烈 的噪声 ，开 口三角有零序 电压产生 ，三相相 电压 表指示升高 。此 时迅速投入一条空载线路 ，改变谐振条件 ，故 障即可消失 。 我局在 ３ ５ ｋ Ｖ 尚匡变 电站技改验收送 电时出现过一次谐振 现象 。当时 ，１ ０ ｋ Ｖ母线恢复送 电后 电压正常 ，当 １ ０ ｋ Ｖ 尚匡 线送 电时 ，电脑监 控屏报 １ ０ ｋ Ｖ电压互感 器 ３ Ｕ０出现零序 电压
１ 铁磁谐振现象 在 电力系统 中，除 了电阻元件外 ，还有很多 电感元件和 电 容元件 ，变压器线 圈、电压／ 电流互感器线圈 、消弧线 圈等都属 于 电感元件 ，而补偿 电容 、高压设备 的杂散 电容等属于 电容元
件 。此外 ，线路 中不仅存在 电阻 ，还存在 电感 和对地 电容 。由 电路知识可知 ，在某一 回路 中，电感 和电容满足谐振条件 时会 发生谐振现象 ，导致阻抗减小 ，回路 电流增大 。在 ３ ５ ｋ Ｖ及 以 下 中性点不接地 电网中，有 时会 出现铁磁谐振现象 ，导致 电压 互感器熔断器熔断或接地保 护误动 ，严重时甚至导致 Ｐ Ｔ烧毁。
供电系统铁磁谐振的产生条件及消除防范措施
供电系统铁磁谐振的产生条件及消除防范措施 0引言我国的中压配电网大多为中性点不接地方式，为了监测变电站母线的线电压及各相的对地电压,通常需在其配电母线接装电压互感器（Potential Transformer 简称PT ），其一次绕组须为星形连接且其中性点须直接接地。
当系统发生故障或异常时可能会使PT 某相端部对地电压升高很多，对于目前普遍使用的电磁式PT 来说在电压升高的过程中PT 励磁电感的非线性特性会使该电感与系统对地电容形成参数匹配,发生铁磁谐振，造成系统的过电压和PT 绕组的过电流,导致PT 入口的高压培断器培断甚至PT 爆炸等事故，严重影响系统的安全运行，在中性点不接地配电系统中,当线路对地电容与PT 铁芯电感参数相匹配时,会发生高频谐振、基频谐振、分频谐振,出现最多的是分频铁磁谐振。
由于分频谐振发生的频率最高,最容易激发,且谐振区域大,而且其危害最大。
这里红岩变至九顶山线路（简称“天红九线”）发生单相接地故障产生铁磁谐振导致九顶山35KV 变电站电压互感器击穿为例，阐述电力系统铁磁谐振产生的原因及机理，并提出相应的防范措施。
1铁磁谐振产生的特征、机理及原因1.1 铁磁谐振的分类及谐振特征在电力系统中，三相铁磁谐振主要是因为电压互感器带铁心的非线性电感引起的，当其接在三相交流电源上时，就可能产生不同频率的谐振，可以是频率为50Hz 的基波谐振，或是频率为 2 次、3次、5次谐波的高频谐振，也会是频率为 1/2、1/3、1/5的分频谐振。
振荡回路的等值电感 0L 和等值电容0C 决定了发生谐振的频率0f ，从)2/(1000C L f π=可以得出，电压互感器的感抗L X 和系统对地电容的容抗cn X 两者的比L cn X X /决定着系统中发生铁磁谐振的不同频率。
铁磁谐振过电压在一定的情况下可自激产生，但大多需要有外部激发条件，回路中事先经历过足够强烈的过渡过程的冲击扰动，逐渐发展成铁磁谐振过电压。
中性点不接地系统铁磁谐振影响因素与抑制措施研究
通过仿真方式模拟并记录谐振产生时的电压电流值，见表 4。
表 4 不同接地电阻值下铁磁谐振的变化记录表
No.
接地电阻值 35kV母线电压 系统中性点电压 35kV母线PT电流
（Ω）
（p.u.）
（kV）
（mA）
1
0.5
1.68
27.81
269.7
2
1.0
1.68
27.82
269.6
3
2.0
1.69
27.82
在此基础上，根据上述图 1 可以看出，此变电所中母线 共有 5 条出线，出线参数见表 2。
1.3 电压互感器（PT）空载伏安接线设计
35kV 中性点不接地系统接线上的所有 PT 均被称之为母 线 PT，在深入研究中发现，造成系统在运行中发生铁磁谐 振的主要原因是 PT 的非线性，因此，要确保构建模型符合 规范，就需要掌握 PT 在空载条件下运行的励磁特性 [4]。在 高压侧进行 PT 空载运行测试，测试中的接线示意图如图 2 所示。在该基础上构建单相 PT 的仿真模型，如图 3 所示。
电压和谐波谐振特性的影响 [J]. 浙江电力，2023，42（2）：1-8.
停电检修后对电压互感器进行外观检查及试验，检查后 [4] 刘战磊，曾祥君，喻锟，等 . 基于不平衡过电压动态抑制
发现，电压互感器外观表面正常，无灼烧、裂纹等情况。对 的谐振接地配电网单相接地故障保护新方法 [J]. 电力系统保护
（3）
式中 ：IC' 代表架空线路无地线时的电箱接地电容电流。
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中国新技术新产品 2023 NO.12（上）
工业技术
当消弧线圈工作处于过补偿状态时，可以有效抑制系统 5 结语
中性点不接地系统铁磁谐振的机理与抑制措施
中性点不接地系统铁磁谐振的机理与抑制措施[摘要] 在分析中性点不接地系统铁磁谐振的原因和特点的基础上，对常用的消请措施进行了讨论，指出其局限性、适用范围及使用中应庄意的问题。
[关键词] 中性点不接地系统电压互感器铁磁谐振1、前言变电站中性点不接地系统中，电压互感器常因铁磁谐振而烧毁或熔断熔丝。
人们对此做了大量的分析研究，采取了不少措施防止谐振发生，然而由于系统结构的复杂性和运行方式的灵活，造成运行参数具有随机性。
同时也因现存的各种消谐措施的局限性，使得只能在某些情况下消除谐振。
电压互感器(PT)饱和引起的铁磁谐振仍然是威胁电力系统安全运行的重要原因。
因此，有必要在分析中性点不接地系统铁磁谐振机理的基础上探讨消谐措施，以便在实际工作中有针对性地预防、消除中性点不接地系统铁磁谐振。
2、配网系统铁磁谐振的机理、特点及危害2.1 什么是谐振谐振是指振荡系统中的一种周期性的或准周期性的运行状态，其特征在于某一个或几个谐波幅值的急剧上升。
电力系统中存在着许多电感和电容元件，如变压器、互感器、电抗器等都可作为电感元件，而电容器组、线路导线的对地电容等都可作为电容元件。
当系统进行操作或发生故障时，这些电感、电容元件就可能形成振荡回路，当其振荡频率等于外加强迫频率时，就会形成一种稳态现象，就是我们所说的谐振。
2.2铁磁谐振的产生中性点不接地系统中PT接人系统的接线图如图I所示。
Uu，Uv，Uw——三相电压；Xmu, Xmv，Xmw——互感器三相励磁电抗；R——感器相电阻；Xo系统讨地容抗；KV——电压继电器令U0为中性点对地的位移电压，则图1 电压互感器接线图当出现激发条件时，PT中暂态励磁电流急剧增大，铁心饱和，感抗值下降，于是三相电感值有所不同，网络中性点出现零序电压Uu，三相PT中产生零序电流，经电源形成回路，简化等值电路如图2所示。
图2 在零序电压作用下的简化等值电路Ln—— PT三相并联等值零序电感，R——PT开口三角两端所接电阻，C。
10KV铁路电力系统谐振过电压产生原因及抑制措施讲解
10KV 铁路电力系统谐振过电压产生原因及抑制措施摘要：铁路10KV 电力系统是中性点不接地系统，中性点直接接地的三相五柱电磁式电压互感器线圈电感和电网对地电容与构成谐振条件，在运行中容易产生铁磁谐振，引起内部过电压。
本文通过对10KV 中性点不接地运行方式下谐振过电压的分析，说明产生谐振过电压的条件、种类及特点，并针对各种抑制谐振过电压的措施进行探讨，得出可行性结论。
关键词：铁路；电力；过电压；抑制措施1 概述铁路10KV 电力系统均为中性点不接地系统（小电流接地），发生单相接地故障时，由于对线电压不产生影响，允许继续运行2个小时，提高了供电的可靠性和连续性，但是存在着易产生过电压的问题。
在10KV 配电所的每一段母线上均接有一台三相五柱电磁式电压互感器，其一次线圈中性点直接接地。
由于电网对地电容与压互的线圈电感构成谐振条件，在运行中容易产生铁磁谐振，引起内部过电压，这种过电压持续时间长，甚至能长时间自保持，对系统的安全运行威协极大，它是导致压互高压熔丝熔断和压互烧损、避雷器爆炸的主要原因，也是某些重大事故的诱发原因之一。
近五年以来，在我段管内共发生谐振过电压烧坏压互高压保险12次，烧毁10KV 压互1台，压互瓷瓶内部引出线烧断1次。
2 铁路10KV 电力系统谐振过电压产生的条件2.1 内部条件铁路10KV 电力系统是中性点不接地系统，为了监视系统的三相对地电压，10 kV配电所每段母线上均接有Y/Y/接线的三相五柱电磁式压互。
母线电压互感器的高压侧接成Y 型，其中性点是接地的，由于铁路10KV 电力系统中电缆较多，各相对地电容较高，电网对地电容与压互的电感相匹配构成谐振条件。
当发生谐振时，压互感抗显著下降，励磁电流急剧增大，可达到额定值的数十倍，造成压互烧毁或保险熔断。
2.2 外界激发条件激发产生谐振过电压的外部条件有以下几种：（1）线路发生单相接地或瞬间接地。
（2）向带有三相五柱电磁式压互的空母线充电（不带馈线负荷的情况下空送母线）。
浅析中性点非直接接地系统中的铁磁谐振
浅析中性点非直接接地系统中的铁磁谐振Analysis of Ferroresonance in N eutral Point Non-direct G round System青海省海东供电局 马育林(810600)【摘 要】 文章阐述了中性点非直接接地系统中铁磁谐振的特点,发生铁磁谐振的原因及处理措施。
【关键词】 中性点 非直接接地系统 铁磁谐振 故障【Abstract】 The paper analyses the characheristics of ferroresonance in non-direct ground system,and proposes the reason and solving methods of the ferroresonance.【K eyw ords】 Neutral point non-direct ground system Ferroresonance Fault1 前言在中性点不接地系统中,铁磁谐振是一个常见的故障。
铁磁谐振会引起电压互感器喷油烧损、高压侧熔丝熔断、避雷器爆炸等事故,危及系统供电。
2 铁磁谐振的特点按电压互感器的接线方式分为单相铁磁谐振和三相铁磁谐振。
单相铁磁谐振的特点:(1)谐振能使电流 电感压降产生跃变。
(2)产生铁磁谐振的必要条件是在正常状态时电感电抗大于电容电抗。
(3)谐振要有一定的外施电压激发。
(4)系统电压过大或过小均不利于谐振的触发。
(5)谐振频率既有基频谐振、高频谐振,又有分频谐振。
三相铁磁谐振的特点:(1)三相铁磁谐振为串联谐振。
(2)铁磁谐振多表现为三相电压的不平衡。
(3)Uo是产生三相铁磁谐振的必要条件,过电压表现为变压器中性点的位移。
(4)电源变压器中性点和电压互感器中性点均接地或均不接地的系统不会产生铁磁谐振。
3 铁磁谐振的故障现象就海东供电局110kV白沈沟变电所35kV系统母线发生的铁磁谐振为例来分析一下铁磁谐振的现象。
电压互感器铁磁谐振故障原因分析与处理
电压互感器铁磁谐振故障原因分析与处理在铁路10kV的电力系统中，大多数采用中性点不接地的方式。
为了监测铁路电力系统的运行状态，设置了大量的电磁式电压互感器。
因外界的扰动（例如线路的接地，倒闸操作等）导致电压互感器产生铁磁谐振，激发出持续的过电压和过电流，这种内部过电压，轻则造成电压互感器一次侧熔断器烧毁，重则烧毁电压互感器或炸毁绝缘子，严重威胁电力系统的安全运行。
本文基于电压互感器铁磁谐振故障原因分析与处理展开论述。
标签：电压互感器;铁磁谐振;故障原因分析与处理引言随着工业的发展以及科学技术的进步，电网中各类非线性负荷呈现出爆发式的增长，同时电网中各种复杂的、精密的用电设备也越来越多，电网的谐波问题愈发受到重视。
故近年来各省市供电公司开始大力推进电网的电能质量在线监测系统的建设，并开展一系列的电能质量普测工作，目前，10kV系统中的PT主要采用电磁式电压互感器，其接线方式易造成3次谐波测量结果的异常已引起工程技术人员的广泛关注。
1铁磁谐振产生机理以图1为例，分析铁磁谐振产生机理。
Xm是电压互感器PT一次侧绕组L 的感抗值，Xc0是系统对地电容C0的容抗值。
在中性点不接地的系统中，出于保护的需要，电压互感器的中性点是直接接地的。
正常运行情况下三相阻抗对称，系统中性点位移基本接近于零，电压互感器的励磁感抗很大，励磁电流很小。
此时励磁感抗大于线路对地电容的容抗，即Xm>Xc0。
当出现一个激发条件，电压互感器的三相铁芯出现不同程度的饱和，使得互感器励磁电感L变小，励磁阻抗发生变化，中性点发生位移。
当参数配合恰当，就会产生铁磁谐振。
其主要特点有：①铁磁谐振回路中需存在非线性铁芯电感;②铁磁谐振需要一定的激发条件;③谐振一旦形成，会产生“自保持”，会存在很长时间，除非谐振条件被破坏才会被消除。
2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。
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。
中压不接地系统铁磁谐振及抑制分析
中压不接地系统铁磁谐振及抑制分析发表时间：2020-09-03T10:21:46.017Z 来源：《中国电业》2020年第9期作者：郭保利江建宁[导读] 本文以某电厂中压系统铁磁谐振导致电磁式电压互感器爆裂为案例，摘要：本文以某电厂中压系统铁磁谐振导致电磁式电压互感器爆裂为案例，分析中压不接地系统在运行过程中发生铁磁谐振的原因、机理，通过对系统配置分析、故障期间设备的状态及干预手段、如何预防铁磁谐振发生等方面入手，总结铁磁谐的危害及预防手段，为中压系统可靠运行提供有效的经验反馈。
关键词：中压不接地系统；铁磁谐振；电磁式电压互感器0 引言在中性点不接地系统的线路发生单相电弧接地故障过程中, 或者是在进行正常的倒闸操作中,如投入空载母线时, 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PT 烧毁, 继而引发其它事故。
这些现象主要是由于系统受激发后，引发系统谐振，而使电压互感器长时间处于过励磁状态而烧毁。
此类情况经常会使人误判为变电所内母线系统发生接地故障。
这是新制造的和检修后的电气设备在投运时发生损坏的重要原因之一, 也是电压互感器烧毁及其高压保险频繁熔断的主要原因之一, 对电气设备的安全运行威胁较大。
1 案例背景2019年7月5日22:19:38，某电厂1号机主控触发中压盘单相接地故障，中压系统绝缘电阻≤250 kΩ、中压系统绝缘电阻≤25k等大量报警。
就地检查发现该配电盘间隔白色故障灯亮，综保装置报“接地故障”报警。
22:43:55停运下游负荷后系统开始出现谐振，23:02:48系统电压恢复正常，23:28 主控停运该中压配电盘。
2 故障机理分析电力系统中存在许多电容和电感原件，如变压器、互感器、发电机、消弧线圈、电抗器、线路导线电感等均可以作为电感元件，线路导线的对地电容和相间电容、高压设备的杂散电容等均可作为电容元件。
在电力系统的震荡回路中，电压互感器（PT）绕组作为电感原件，如果有某种大扰动、操作或单相接地故障，由于非故障相电压升高导致储存电荷增加，在故障消失后大量的电荷通过PT一次侧中性点唯一的接地点释放，引起铁芯饱和，此时若系统容抗、感抗恰好匹配，就可能引发系统谐振，系统过电压冲击叠加PT绕组过激磁持续发热，导致设备烧毁。
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。
配电系统铁磁谐振原因与预防措施
配电系统铁磁谐振原因与预防措施摘要：近年来随着电力行业的不断发展，对于其中存在的问题也开展了更加全面、深入的研究，而配电系统铁磁谐振问题就是其中最为关键的环节。
由于配电系统出现电压互感器的铁磁谐振，从而导致电压互感器、熔断器发生故障，不仅促使配电系统停止运行，还会带来严重的经济损失。
本文通过对配电系统铁磁谐振的致因进行详细的分析，并制定有针对性的预防对策，如此一来便能增强配电系统的安全性、可靠性、效率性。
降低设备的损坏率，配电效率明显提高，取得了良好的运行效果和经济效益。
关键词：配电系统；铁磁谐振；预防对策在中性点不直接接地的配电系统中，比较容易发生的一种内部过电压问题就是铁磁谐振，虽然在中性点直接接地的电网中偶尔也会发生，但远远不及前者出现的频率。
由于铁磁谐振引发的过电压、过电流，对于配电系统的运行安全性造成了严重的威胁，所以为了保障其能够在电力系统中发挥应有的效用，就要对铁磁谐振问题进行合理、有效的应对，从而为配电系统的高效运行奠定坚实基础。
1.配电系统铁磁谐振现象的原因分析（1）运行开关操作引起的铁磁谐振在中性点不接地系统中的接地电压互感器内，每相绕组与线路每相电容并联形成并联谐振回路，而在开闸、关闸、倒闸等暂态激发操作下，可促使电流、电压瞬间增大，如此便可引发铁磁谐振。
当电压互感器出现谐振时，铁芯内部就会形成零序磁通，其在开口三角线圈内对零序电压进行感应。
同时当前应用的铁芯内径较小，在常规电压下就能饱和，使得电压互感器的的感抗效率降低，其与线路或母线对地电容构成谐振回路。
（2）不对称接地导致的铁磁谐振在中性点不接地系统中，若出现单相接地问题后，系统电压、相位没有发生改变，故障相电压降低接近零值，非故障相升至额定电压的1.732倍，在故障问题解决后，非接地相在过电压过程中，因线路电容促使下将电荷进入线路中，但其在在中性点不接地系统中，仅对电压互感器的高压绕组电感线圈放电后流入大地，在这个电压瞬变过渡过程中，非接地相电压互感器一次绕组励磁电流会瞬间出现超过额定电流的n倍，如此为电压互感器带来的损坏是极其严重。
就一次送电事件探讨中性点不接地系统铁磁谐振的产生原因及消谐方法
就一次送电事件探讨中性点不接地系统铁磁谐振的产生原因及消谐方法【摘要】铁磁谐振是由铁心电感元件，如发电机、变压器、电磁式电压互感器、电抗器、消弧线圈等和系统中的电容元件，如输电线路、电容器等形成谐振条件，在一定的激发条件下产生持续的铁磁谐振，使系统出现谐振过电压。
中性点不接地系统中过电压事故大多数是由于对地电容和电磁式电压互感器感抗谐振引起的。
在设计和操作电网时，应事先进行必要的估算和安排，避免形成严重的谐振回路；或采取适当的措施防止谐振的产生。
本文就云浮供电局110kV**站10kV IIM母线（空载）在送电过程中母线和PT出现铁磁谐振现象作出分析，并对此分析消谐方法。
【关键词】铁磁谐振；中性点不接地系统；电容；电压互感器；消谐为了对110kV**站10kV IIM母线（空载，带PT）在送电过程中出现10kV IIM 母线的线电压正常，但A相、C相电压显示为10.46kV及10.35kV，B相电压约为0且监控机报单相接地信号这一现象做出深入分析，提出解决办法，并通过该事件的分析，提高理论与实际相结合、善于绘画等效图来分析和解决工作中遇到的问题的能力，特撰写此文。
1 事件经过2011年03月10日，在进行110kV**变电站10kV IIM母线复电过程中，合上#2主变低502开关对10kV IIM充电（带PT），检查充电是否正常时发现监控机10kV IIM母线的线电压正常，但A相、C相电压显示为10.46kV及10.35kV，B相电压约为0，同时监控机报10kV IIM母线接地信号。
经商议，调度令操作人员将IIM母线恢复检修状态，运行人员立刻对该段母线及PT外观做详细检查，没有发现明显的接地现象；并经高试班作了以下一系列试验：母线绝缘；PT交流耐压、绝缘电阻及绕组直阻试验；母线避雷器的绝缘试验、1mA电压及75%U1mA电流测试，测试结果均合格。
母线和PT均没有问题，那会不会是因为空载母线送电时与PT产生了铁磁谐振导致的呢？如果确实是因为铁磁谐振的原因，那只要把产生铁磁谐振的条件破坏就能使铁磁谐振消失。
中性点不接地系统铁磁谐振机理及抑制措施研究的开题报告
中性点不接地系统铁磁谐振机理及抑制措施研究的开题报告一、课题背景电网中常见的中性点不接地系统广泛应用于电力变电站和其它电力工程中，具有可靠性高、稳定性好等优点。
然而，该系统存在铁磁谐振问题，一旦发生会对电力设备带来极大的威胁，甚至对电网产生严重影响。
因此，对中性点不接地系统铁磁谐振机理及其抑制措施的研究具有重要意义。
二、研究内容本文拟对中性点不接地系统铁磁谐振机理及其抑制措施进行研究。
具体包括以下方面的内容：1. 中性点不接地系统概述：介绍中性点不接地系统的基本结构和工作原理，分析其存在的问题和发展现状；2. 铁磁谐振机理研究：深入分析铁磁谐振的产生原因、机理和特点，探究其对电力设备和电网的危害；3. 抑制措施研究：总结目前常用的抑制措施，包括电容补偿、接地电抗器、谐波滤波器等，分析其优缺点及适用范围，进一步提出新的抑制方法和措施；4. 数值模拟研究：通过建立中性点不接地系统的数值模型，情景模拟不同接地方式下的铁磁谐振现象，验证和优化抑制措施的效果。
三、研究意义本文的研究结论将对中性点不接地系统的安全运行和设备维护提供可靠的理论依据和技术支持，为电力工程的建设和发展提供指导和借鉴。
同时，该研究还将推动电力系统在能源安全、环境保护等方面的可持续发展。
四、拟采取的研究方法1. 理论分析：通过文献资料分析和理论探讨，深入了解中性点不接地系统的电气性质和铁磁谐振机理等关键问题；2. 数值模拟：利用MATLAB等软件建立电力系统的数值模型，模拟不同接地方式下的铁磁谐振现象，分析不同参数对结果的影响；3. 实验测试：利用实验测试手段对电力系统进行测试，验证和优化模型的准确性和可靠性，为研究结论的客观性提供支撑。
五、预期成果本文旨在全面了解中性点不接地系统的铁磁谐振机理和抑制措施，提出新思路和方法，拓展和深化该领域的研究，在实现预期目标的同时为电力领域的发展和创新做出贡献。
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中性点不接地系统铁磁谐振的机理与抑制措施
[摘要] 在分析中性点不接地系统铁磁谐振的原因和特点的基础上，对常用的消请措施进行了讨论，指出其局限性、适用范围及使用中应庄意的问题。
[关键词] 中性点不接地系统电压互感器铁磁谐振
1、前言
变电站中性点不接地系统中，电压互感器常因铁磁谐振而烧毁或熔断熔丝。
人们对此做了大量的分析研究，采取了不少措施防止谐振发生，然而由于系统结构的复杂性和运行方式的灵活，造成运行参数具有随机性。
同时也因现存的各种消谐措施的局限性，使得只能在某些情况下消除谐振。
电压互感器(pt)饱和引起的铁磁谐振仍然是威胁电力系统安全运行的重要原因。
因此，有必要在分析中性点不接地系统铁磁谐振机理的基础上探讨消谐措施，以便在实际工作中有针对性地预防、消除中性点不接地系统铁磁谐振。
2、配网系统铁磁谐振的机理、特点及危害
2.1 什么是谐振
谐振是指振荡系统中的一种周期性的或准周期性的运行状态，其特征在于某一个或几个谐波幅值的急剧上升。
电力系统中存在着许多电感和电容元件，如变压器、互感器、电抗器等都可作为电感元件，而电容器组、线路导线的对地电容等都可作为电容元件。
当系统进行操作或发生故障时，这些电感、电容元件就可能形成振荡回路，当其振荡频率等于外加强迫频率时，就会形成一种稳态现象，
就是我们所说的谐振。
2.2铁磁谐振的产生
中性点不接地系统中pt接人系统的接线图如图i所示。
uu，uv，uw——三相电压；xmu, xmv，xmw——互感器三相励磁电抗；r——感器相电阻；xo系统讨地容抗；kv——电压继电器
令u0为中性点对地的位移电压，则
图1 电压互感器接线图
当出现激发条件时，pt中暂态励磁电流急剧增大，铁心饱和，感抗值下降，于是三相电感值有所不同，网络中性点出现零序电压uu，三相pt中产生零序电流，经电源形成回路，简化等值电路如图2
所示。
图2 在零序电压作用下的简化等值电路
ln—— pt三相并联等值零序电感，r——pt开口三角两端所接电阻，c。
——对地电容当l。
与3c。
在某频率下参数值匹配时，i。
得以流通，从而在3c。
上建立uo, u。
与各相电源电压叠加，产生过电压，维持pt饱和，从而形成持续一段时间的铁磁谐振。
当l。
与3c。
在某频率下参数值匹配时，i。
得以流通，从而在3c。
上建立uo, u。
与各相电源电压叠加，产生过电压，维持pt饱和，从而形成持续一段时间的铁磁谐振。
2.3 铁磁谐振的特点
当pt饱和时，励磁电抗xm与系统正序容抗无关，只和系统对地
的零序容抗x。
有关，且当x_/xm<0.01时，不发生谐振；随着(xo/x }) 的增大，依次发生1/2分频、基频、三倍频谐振，相应地，发生谐振所需的外加电压也逐渐增大。
由于运行中的一般都是额定相电压(0.58ur, u，为额定线电压)，因此1/2分频时较多发生基波谐振，高次谐波的谐振较少。
分频谐振的频率并非严格等于1/2次，分频谐振时，铁心高度饱和，励磁电流剧增数十甚至一百倍。
2.4铁磁谐振产生的危害
从以上分析可知，铁磁谐振时会产生持续性的过电压和过电流。
我国长期以来的试验研究和实测结果表明，基波和三次谐波的谐振过电压可达相电压的3倍；1/2次谐波谐振过电压可达相电压的2倍。
所以对系统中绝缘薄弱设备易造成闪络和避雷器爆炸事故。
另外，由于谐振时，电压互感器励磁电流剧增，可高达额定励磁电流几十倍以上，引起高压保险丝频繁熔断，或者造成互感器本身烧毁。
3、谙振的处理及消除铁磁谐振的技术措施
3.1谐振的处理
(i) 当出现空母线谐振时.严禁拉开pt的隔离刀闸，应考虑增大母线电容和并联电感，即合上一条空载线路或者空载的变压器来破坏谐振侧牛可使三相电压恢复平衡。
(2) 变电站值班人员在恢复送电时，应严格按操作规程进行操作，确认pt的隔离刀闸在拉开位置后，才对空母线送电，再合上pt的隔离刀闸。
检修人员应尽蚤将其刀闸三相同期性调整好。
技术部门应采用恺装电缆线路和伏安特性较高、饱和的pt及电容式pt，
以改善技术性能，减少激发谐振过电压的几率。
3.2 消除铁磁谐振的技术措施及其优缺点
（1）在电压互感器的开口三角形绕组开口端加装线性小阻尼电阻、灯泡等；这种方方法易于实施，可起到零序阻尼作用，但pt
高压熔断器熔断还是比较多，对非金属性接地所激发起来的谐振无法抑制。
（2）在电压互感器的开口三角形绕组并联多功能微机消谐器。
它由微电脑控制，当发生各种谐振时，能瞬时多次短接pt开口三角形绕组进行消谐。
经运行证明具有较好的消谐效果。
但其最大的缺点是不能限制pt一次涌流。
在谐振发生或线路单相接地时，pt一次侧电流显著增大及因本身元件故障而失去消谐作用是上述
两种措施的主要缺陷。
（3）中性点经消弧线圈接地。
采用老式消弧线四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，对弧光过电压无抑制效果，井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。
（4）采用自动调谐原理的接地补偿装置。
通过过补、全补和欠补的运行方式，来较好地解决此类问题。
目前自动调谐接地补偿装置主要是由五大部分组成:接地变压器、电动式消弧线圈、微机控制部分、阻尼电阻部分、中性点专用互感器和非线性电阻。
它根据电网参数的变化而随时调节消弧线圈的分接头到最佳位置。
利用微
机控制器实现自动跟踪和自动调谐，能够准确的计算、判断、发出指令自动进行调整，显示有关参数:电容电流、电感电流、残流和位移电压等。
满足无人值班变电所的需要。
近年来广泛用于一些因电缆出线多而系统对地电容电流大的城网变电站10kv系统中。
（5）采用抗谐振型电压互感器。
抗谐振型电压互感器是根据三相铁磁现象的机理，改革了原三相五柱式电压互感器的磁路结构，采用三相三柱磁路的组合，把铁磁谐振下的正序电压和零序电压分别由上述磁路分别承担，能有效的消除分频，工频，高频谐振，不会过压烧毁及炸高压保险。
在线路单相接地时能够使pt 各相绕组电压均能保持在正常相电压附近而不会饱和，从而很好地抑制铁磁谐振，降低pt一次侧电流，同时亦保持了接地指示装皿对零序电压幅值和相位的灵敏度，近年来广泛用于新建变电站的35kv及以下系统中。
4、结论
通过以上讨论，可知采用抗谐振型电压互感器，其优点相当突出，可从根本上解决中性点不接地系统中铁磁谐振问题在实际运行中
也得到了证实。
建议今后不仅用于新建变电站而且还应在老站改造及扩建工程中采用抗谐振型电压互感器，以便提高整个电力系统可靠性。
另在城网变电站10kv(电缆出线多)系统中采用自动调谐原理的接地补偿装器可以有效的抑制对地电容电流增大而产生的谐
振过电压并且适应电网无人值班变电站。