电压互感器铁磁谐振原因与对策概述
电容式电压互感器铁磁谐振及抑制-精选资料
电容式电压互感器铁磁谐振及抑制验。
前言电容式电压互感器(简称CVT是一种十分重要的高压输变电设备,主要用做电压测量和继电保护的信号取样装置,其电容分压器与阻波器结合且能兼作载波通讯的滤波装置。
它具有绝缘性能好,价格便宜等优点。
还能避免因电磁式电压互感器与开关并联电容所产生的谐振过电压。
因此,CVT日渐被电网所接受,在我省110kV及以上变电站的415台电压互感器中CVT占206 台。
但是目前我国生产CVT厂家逐渐增多,有些制造厂对某些技术并没有完全掌握,生产出厂的CVT在运行中暴露出不少的问题。
最常见的问题是发生自身谐振。
严重的CVT自身谐振事故,导致CVT损坏并退出运行。
1、国内采用的几种阻尼装置的工作机理1. 1CVT的自身谐振机理CVT本身的等值电路中就含有电容和非线性电感。
具有发生串联谐振条件。
在图1 中,当发生一次侧突然合闸或二次侧短路、又突然消除等冲击时,过渡过程中产生的过电压会使中间变压器的铁心出现饱和,励磁电感Lm呈非线性下降,回路的固有频率上升(Lm为中间变压器励磁电感,C为等值电容)可达到额定频率的1/2,1/3,1/5……;此时,可能出现某一分数次谐波振荡,最常见的是1/3 次谐波振荡,假如回路中不存在阻尼,或阻尼参数不当。
由于电源不断地供给能量,分数次铁磁谐振就会持续下去,谐振过电压的幅值可能达到额定电压的2〜3倍。
这个非真实的电压信号传到次测量仪表和继电保护装置,将导致误指示或误动作,此外持续的过电压作用,将危害互感器的绝缘。
因此CVT在制造时,必须设置阻尼装置,以抑制铁磁谐振,否则不能投入运行,这是电力部反事故措施一再强调的。
1.2 几种阻尼装置的优缺点1.2.1 纯电阻阻尼器纯电阻阻尼器在剩余电压绕组的输出端长期接入固定电阻,这种阻尼装置结构简单,过去老式CVT使用较多。
其缺点是功率消耗较大,影响测量准确度和次输出容量。
目前已基本逐步淘汰。
1.2.2 电子型阻尼器电子型阻尼器如图2。
谐振
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MΩ级以上且各相对称。C0数值视线路长短而定,线路愈长容抗愈小,即以一公里线路而言其每相对地电容约0.005uF ,故其容抗小于1MΩ,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Ui特性如图2所示。
在实际运行中除单相永久性接地外,更多发生的是单相瞬间接地,瞬间故障消失后有时系统即稳定于正常状态,有对却转为谐振状态。在永久性接地故障下能较长时间运行的电压互感器能不能保证瞬间接地(或系统操作)时不产生谐振或保证在谐振状态下也能较长时间运行呢?对此我们做过一些粗浅的估算。比如JDJ—35型电压互感器其最大容量约I000VA左右,即在极限负荷额定相电压下时,一次电流约0.05A,如果在线电压下空载电流即达此数值,这是激磁阻抗约0.7MO,以35KV线路对地容抗每相每公里0.5MΩ考虑,XC/XL<0.0I时才能避免谐振的发生,若达到此条件在使用单组电压互感器的情况下线路长度须超过7Km,若系统中有两组电压互感器则线路长度须超过140Km,才能脱离谐振区域。如果不满足上述条件谐振的可能性总是存在的,可见即使在线
关键词:电压互感器 铁磁谐振过电压技术措施
一、概述
在电力系统中,由于变压器、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过电压故障较多, 对电力系统安全运行构成危害。在中性点不接地的电力系统中,电磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压是常见的且造成事故较多的一种内部过电压。这些事故既损坏了设备又造成对用户停电,给电网安全运行带来严重影响。为此,着手防止谐振过电压的产生,以此从根本上消除这些谐振或者采取有效的阻尼措施。
2、其余两种方案其实质是一样的,都是利用电阻的阻尼作用增大零序回路的损耗防止和限制
浅析电压互感器铁磁谐振解决方案
浅析电压互感器铁磁谐振解决方案电压互感器铁磁谐振问题一直是电力系统中一个比较棘手的问题,铁磁谐振会导致电压互感器的输出不稳定,甚至损坏整个电气设备。
为了解决这一问题,电力系统工程师们一直在探索各种解决方案。
本文将从电压互感器铁磁谐振的原因分析入手,探讨一些解决方案,并分析它们各自的优缺点。
我们来看一下电压互感器铁磁谐振的原因。
铁磁谐振是指在电力系统中,由于互感器铁芯受到谐振电容的作用,导致电压互感器输出端的短路电流急剧增大,进而引起互感器的过热、损坏甚至整个系统的故障。
其主要原因有两点:一是电力系统中的负载变化和电容负载的存在;二是电压互感器的设计和设置不当。
针对电力系统负载变化和电容负载的存在,可以采取以下解决方案之一:1.增加电压互感器的阻尼通过在电压互感器的二次侧串联阻尼电阻来提高系统的阻尼比,减小谐振电容对电压互感器的影响,从而抑制铁磁谐振的产生。
这种解决方案的优点在于成本低廉、易于实施,但缺点是阻尼电阻会降低电压互感器的测量精度。
2.在谐振电容上串联电阻在谐振电容上串联适当的电阻,减小谐振电容的充电速度,降低谐振电流的峰值,从而解决铁磁谐振问题。
这种解决方案的优点是能够有效抑制铁磁谐振的产生,但需要对系统进行重新设计,成本较高。
在实际工程中,通常会综合考虑以上各种解决方案,采取多种措施来解决电压互感器铁磁谐振问题。
可以同时增加电压互感器的阻尼和在谐振电容上串联电阻,或者优化电压互感器的设计并调整设置参数。
除了上述提到的解决方案之外,还可以考虑使用数字电压互感器来替代传统的模拟电压互感器。
数字电压互感器采用数字信号处理技术,不仅能够实现更高精度的电压测量,还能够通过数字滤波技术有效抑制谐振电流,从根本上解决铁磁谐振问题。
但数字电压互感器的成本较高,需要配合数字保护装置使用,对系统的要求也较高。
电压互感器铁磁谐振问题的解决方案需要综合考虑电力系统的实际情况、成本和技术可行性。
在实际工程中,工程师们需要结合具体情况,选择合适的解决方案,确保电压互感器能够稳定可靠地工作,为电力系统的安全运行提供保障。
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XmXc0。
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。
一般来说,电力系统当中,受到电容、电感等元件故障影响或者误操作时,就会产生以谐振为代表的震荡回路。
谐振所具有的串谐特征,还会对某些系统元件产生不可逆的破坏性影响,其中电压互感器在谐振影响下的表现十分明显,这是由于电压互感器作为铁芯元件,而铁芯在参与到回路当中所形成的饱和电路会表现为非线性的电感参数,从而造成其严重破坏。
就目前的电力系统谐振问题影响特征来看,谐振问题一般可以依据电网结构分为并联谐振以及串联谐振两种谐振类型,前者表现在小接地单流系统内部,并联状态下的铁磁谐振会使得电容与电压互感器在一次中性接地点的非线性电感之上,构成谐振回路;而后者则是在大接地电流系统当中产生。
电磁式电压互感器会通过非线性电感与断路器断口的电容共同构成谐振回路。
而在众多谐振回路当中,铁磁电压谐振出现最为频繁,同时影响力也最大。
由于铁磁谐振会对电网的正常运行产生损害,因此完善电压互感器铁磁谐振解决方案的制定,具有十足的必要性。
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。
电压互感器铁磁谐振的原因与对策
电压互感器铁磁谐振的原因与对策作者:王真来源:《海峡科学》2009年第03期[摘要] 浅析电压互感器铁磁谐振的原因,并对限制和消除铁磁谐振过电压提出一些处理措施。
[关键词] 电压互感器铁磁谐振激发因素电压互感器铁磁谐振过电压会引起其高压侧熔断器熔断,甚至使电压互感器过热烧坏。
发生这种情况,就会造成高压电机跳闸停产,从而造成经济损失。
本文针对电压互感器铁磁谐振的前因后果和预防措施作简要探讨。
1 铁磁谐振1.1 铁磁谐振现象铁磁谐振属供电系统中的非线性谐振,图1所示为最简单的电阻R,电容C和铁芯电感L 的串联电路。
暂时不考虑损耗电阻,当电感L两端的电压有所升高,电感线圈中出线涌流时就有可能使铁芯饱和,电感值减小,以致(1)由电工原理知道,此时满足串联谐振条件,在电感、电容两端形成过电压,这种现象称为铁磁谐振现象。
在供电系统中表现为线路各相对地容抗与电压互感器各相综合感抗数值相近或相等时,电压互感器的铁磁谐振就发生了。
图1 最简单的R、C和铁芯电感L的串联电路1.2 谐振原因浅析1.2.1 正常状态在正常状态下,电压互感器不会发生铁磁谐振。
因为在正常状态下,电压互感器各相高压绕组的励磁电抗XmL>Xco,电压互感器中性点对地电压为零,不会产生铁磁谐振。
(2)式中 A、 B、 C——分别为母线电源电势,Vy1、y2、y3——分别为电压互感器三相对地导纳,Ω;且y1= y2= y3=要产生铁磁谐振过电压,既要满足Xco>XmL的条件,又要有激发因素。
所谓激发因素,实质就是使铁芯饱和。
1.2.2 系统故障状态在系统故障状态下,电压互感器可能具备铁磁谐振的条件。
以下举三个供电系统故障的例子,具体分析发生铁磁谐振时Xco值与XmL值的关系。
①当电压互感器中性点不接地、系统发生一相断线且又接地时。
如图2所示。
把它看做含源一端口网络,用戴维南定理求出其等效电路,如图3所示。
其中,d=1.5Uφej120°,Ld=1.5L0,Cd=2C0,Uφ为相电压有效值,C11为等效负载。
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,I L为感性电流,I C为容性电流, 为系统角频率。
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。
浅析电压互感器铁磁谐振解决方案
浅析电压互感器铁磁谐振解决方案电压互感器是一种用于测量电压的电气设备,它通过感应变压器原理将被测电压转换成为标准信号输出,广泛应用于电力系统中的各个环节。
电压互感器在工作过程中可能会出现一些问题,其中最常见的就是铁磁谐振现象。
铁磁谐振是电压互感器中的一个重要问题,它会导致互感器在工作过程中出现异常,降低测量精度,甚至损坏设备。
对于铁磁谐振问题的解决方案是非常重要的。
一、铁磁谐振的原因铁磁谐振是由于电压互感器中的铁芯和谐振电容之间的共振现象引起的。
在电压互感器的工作过程中,如果铁芯和谐振电容的参数设置不当,就会导致谐振频率与系统中的其他参数相匹配,从而引发铁磁谐振现象。
铁磁谐振会导致互感器中的热损耗增加、非线性失真、采样波形畸变等问题,严重影响电压测量精度和设备可靠性。
二、铁磁谐振的解决方案1. 谐振电容的设计在设计电压互感器时,需要针对具体的应用环境和要求,合理设计谐振电容的参数。
谐振电容的参数包括容值、介质损耗、介质常数等,合理设置这些参数可以有效避免铁磁谐振现象的发生。
通常情况下,可以通过仿真分析、试验验证等手段来确定最佳的谐振电容设计方案。
2. 铁芯结构优化铁芯是电压互感器中的关键部件,其性能直接影响到互感器的工作稳定性和测量精度。
对于铁磁谐振问题,可以通过对铁芯的结构进行优化设计,减小谐振频率,并提高谐振抑制能力。
通过选用高性能材料、合理设计铁芯形状和参数等手段,可以有效降低铁磁谐振的发生概率。
3. 控制系统参数控制系统的参数设置也直接影响到电压互感器的谐振性能。
通过调整控制系统的参数,例如频率响应、增益、相位裕度等,可以达到抑制铁磁谐振的效果。
通过定期对控制系统进行调试和检测,可以及时发现并解决铁磁谐振的问题。
4. 回路设计优化回路设计是影响互感器性能的一个重要因素,对于铁磁谐振问题,可以通过优化回路设计来改善互感器的性能。
例如采用合适的绕组结构、增加绕组间的隔离电容器、调整绕组匝数等手段,可以有效减轻铁磁谐振的影响。
浅析电压互感器的谐波谐振原因及防范措施
二. 谐波谐振的原 因
为了监视电力 系统 的运行 ,在发电厂及变 电站的一次系统上装设 了 电压互感器 . 尤其是中性点不接地 系统的电压互感器大部分是 电磁式的。 电压互感器一次侧接成 星形且中性点直接接地时 , 各相绕组的电感 L与 对地分布电容 C并联组成一个独立的 L c 振荡 回路 , 可视为电源 的三相对 称负载。 当电网遭受突然冲击时 , 会造成 j 三 相对地负载不平衡。 当 L与 C 的数值恰达到电感 和电容并联谐振条件 , 而三相 回路的谐振频率等 于电 网的电源频率 ,则电网中性点位移电压 急剧上升 ,发生过电压 ,幅值 可
浅析 电压互感器的谐波谐振原 因及防范措施
王 成 新 济宁汶上县供电公司 山东 汶上
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【 摘 要 】谐波谐振是 电力 系统运行 中的一种较常见的现 象,由于其对 电力 系统的危害较 大,已经引起人们 的重视 。本文将针对 电压互感器的铁磁 谐波谐振进行分析并针对部分 问题提 出解 决方案 。 【 关键词 】电压 互感 器 谐 波谐振 原 因 措施 中图分类号 :T M5 3 文献标识码 :A 文章编号:1 0 0 9 — 4 0 6 7 ( 2 0 1 3 ) 0 6 — 2 1 5 - O 1
达1 . 5 — 2 . 5 倍 的最高运行电压 , 过 电压可持续几百毫秒, 可使 电压互感器 次侧熔断器熔 断,甚至会造成 电压互 感器 的损坏 ,引起继电保护装 置 的误动作 ,影响系统供 电的可靠性。激励条件 的产生 ,除了系统发生单
一
相接地故障外还会 因系统操作而引起。例如 ,电源非 同期合闸、空载线 路投切操作 、电磁式电压互感器突然投入等。不 同的激励条件产生不同 频率的谐振 ,根据谐振频率不 同,铁磁谐振可分为低频谐振 、高频谐 振