电磁式电压互感器铁磁谐振现象浅析论文

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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

浅析电压互感器铁磁谐振解决方案电压互感器是变压器的一种,用于测量高压电网上的电压,是保护设备中的重要组成部分。

在实际应用中,电压互感器的铁磁谐振问题一直是困扰电力行业的一个难题。

铁磁谐振是由于电压互感器铁芯在高电压下的变压器操作中出现的一种现象。

本文将对电压互感器铁磁谐振问题进行浅析,并提出一些解决方案。

铁磁谐振是由于电压互感器铁芯在高电压下工作时,其磁化特性和线圈特性之间的非线性作用引起的。

当电压互感器处于高压状态时,铁芯中的磁通量会出现非线性变化,导致铁芯和线圈之间发生磁谐振,引起电压互感器的工作不稳定,影响保护系统的可靠性。

铁磁谐振不仅会导致电压互感器输出信号的失真,还会对保护装置产生误动作,给电网带来安全隐患。

针对电压互感器铁磁谐振问题,我们可以采取以下解决方案来进行处理:1. 优化设计铁芯结构:通过优化设计电压互感器的铁芯结构,可以减少铁芯的非线性特性,降低铁磁谐振的发生概率。

可以采用高磁导率且具有低磁滞特性的材料来制作铁芯,减少铁芯的磁滞损耗,提高铁芯的工作稳定性。

2. 采用谐振阻尼器:在电压互感器中加入谐振阻尼器可以有效地抑制铁磁谐振现象的发生。

谐振阻尼器可以通过改变电路参数来调节线圈的谐振频率,使其与铁芯的谐振频率不一致,从而避免谐振现象的发生。

3. 控制电路技术:通过采用先进的控制电路技术,可以对电压互感器的输出信号进行有效地滤波和校正,使其满足保护装置的要求,提高保护系统的可靠性。

4. 加强监测和维护:加强对电压互感器的监测和维护工作,及时发现和解决铁磁谐振问题,可以有效地提高电压互感器的工作性能和可靠性。

电压互感器铁磁谐振问题一直是电力行业的一个难题,需要通过优化设计铁芯结构、采用谐振阻尼器、控制电路技术和加强监测维护等多种手段来进行解决。

只有通过不断的技术创新和改进,才能提高电压互感器的工作稳定性和可靠性,保障电网的安全运行。

谐振

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

35KV电压互感器铁磁谐振的浅析

35KV电压互感器铁磁谐振的浅析

关于35kV电压互感器铁磁谐振的浅析陈谋[摘要]本文就在6~35kV中性点不接地电网中,由于系统单相接地故障所引发的电磁式电压互感器(以下简称PT)一次侧熔断器熔断的问题,通过故障统计并结合电压互感器的等值电路进行详细分析,得出了在电力系统发生相对地电容改变、单相接地故障或负荷大幅波动的过渡过程中,电压互感器铁心深度饱和激发铁磁谐振,严重时甚至导致PT爆炸,严重威胁电网的安全运行。

[关键词]电压互感器;高压熔断器;铁磁谐振[中图分类号]TM451 [文献标识码] A [文章编号] 1000-3983(2014)07-0307-03Study on Ferromagnetic Resonance of 35 kV Potential TransformerAbstract: Because of single-phase earth fault, the fuse has fusing problem at a time, which is the primary side of electromagnetic potential transformer (PT), in 6~35kV neutral non-grounding system. Through the fault analysis, it is concluded that the relatively capacitance change in power system, single phase earth fault or load fluctuations of transition process, the depth of voltage transformer iron core saturation live ferro resonance, seriously lead to PT explosion and threat operation.Key words:PT; high voltage fuse; ferromagnetic resonance0 前言我国3-35kV系统大多数采用电源中性点不接地运行方式。

基于电磁式电压互感器的铁磁谐振探讨

基于电磁式电压互感器的铁磁谐振探讨

基于电磁式电压互感器的铁磁谐振探讨摘要:变电站的10kV、35kV电压互感器基本为电磁式电压互感器,该互感器的固有缺陷就是会与线路的对地电容等发生铁磁谐振,导致互感器高压熔丝熔断,甚至设备烧毁。

基于此,本文就针对电磁式电压互感器的铁磁谐振进行探讨,仅供参考。

关键词:电磁式;电压互感器;铁磁;谐振1铁磁谐振的原理1.1串联谐振电力系统的谐振根据电路分为串联谐振和并联谐振。

假设在正常运行条件下,其初始状态是感抗大于容抗,即ωL>1/ωC,此时不具备线性谐振条件,回路保持稳定状态。

但当电源电压有所升高时,或电感线圈中出现涌流时,就有可能使铁芯饱和,其感抗值减小。

当ωL=1/ωC时,即满足了串联谐振条件,在电感和电容两端便形成过电压,回路电流的相位和幅值会突变,发生铁磁谐振现象。

谐振一旦形成,谐振状态可能“自保持”,维持很长时间而不衰减,直到遇到新的干扰改变其谐振条件时该谐振才可能被消除。

1.2并联谐振与串联谐振一样,当并联回路中的感抗和容抗满足ωL=1/ωC时,就会发生并联谐振。

并联谐振的阻抗趋近于无穷大,此时,只要谐波源有很小的电流就会在互感器两端产生无穷大的电压,并联的电容与电感回路就会产生无穷大的电流,这种环流会大大超过谐波源注入的电流,严重威胁到互感器一次侧的绝缘和保险丝。

因此,并联谐振的危害比串联谐振的危害大得多。

2铁磁谐振过电压的产生在35kV及以下中性点不接地电网中,为了监视三相对地电压,电磁式电压互感器通常接在变电站的母线上。

其初级线圈接成星形,中性点直接接地。

其等值电路如图1所示。

其中:C0为对地电容;L1、L2、L3为电压互感器每相对地的励磁电感;电磁式电压互感器为三相五柱式或三个单相电压互感器构成。

对于这种电磁式电压互感器,当通过铁心线圈的电流较小时,可以认为通过铁芯的磁链φ和I成正比。

反映这一比值的励磁电感L=φ/I基本不变,为一个固定常数,这时励磁电感L可看成是线性电感。

当通过线圈中的电流I增大到超过某一数值时,铁芯中的磁链φ不再继续随电流的I线性增大,铁芯开始饱和,φ和I的关系呈现非线性。

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

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

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

浅析电压互感器铁磁谐振解决方案电压互感器是电力系统中常用的一种测量电压的设备,通常将高压侧的电压信号通过变比转换成低压侧的信号输出,以便送入电力系统的各种保护、计量、控制设备中使用。

然而,在实际应用中,电压互感器的铁磁谐振问题常常导致电压互感器输出异常、测量误差严重等问题,危害电力系统的稳定性和安全性。

为此,本文将对电压互感器铁磁谐振解决方案进行浅析。

电压互感器的铁磁谐振是由于其高压绕组与低压绕组之间具有一定的互感性而产生的,当低压绕组产生谐振时,其自感与互感所形成的谐振电容会导致铁磁谐振现象。

铁磁谐振会使得电压互感器输出电压出现负载光电压、负载电流共振等异常,影响电力系统的测量和保护功能。

1、改进低压绕组结构,减小互感电容低压绕组结构的改进可以减小其自感电容,降低互感电容,从而减少铁磁谐振的可能性。

常见的改进措施包括增加低压绕组的层次数、采用环形绕组等方式。

2、采用铁芯材料的改进选择适合的铁芯材料可以降低电压互感器的谐振容性,从而减少铁磁谐振。

目前,市场上常用的铁芯材料包括Si-Fe、Ni-Fe、FeCrCo等。

其中,FeCrCo材料的磁强度和磁导率都比Si-Fe高,可实现更高的工作频率和更小的体积,是一种优良的铁芯材料选择。

3、采用补偿电容器的方法补偿电容器是将电感电容结构单独构成的LC谐振回路中,串接一个等效电容器Cp。

常常采用二次补偿法,在电压互感器高压侧串接一个电容器,低压侧串接两个偏置电容器。

补偿电容器可以降低谐振回路的共振频率和谐振电容,以减轻铁磁谐振的影响。

4、采用调制技术的方法最近几年,随着多普勒雷达、通信、数字电视和音频等技术领域的飞速发展,调制技术越来越被广泛应用。

在电压互感器中,采用调制技术,通过调制数字信号的频率来达到抑制铁磁谐振的目的。

这种方法不仅可避免了串联补偿电容器后所带来的传统问题,还能减少谐振回路的自感,更加稳定可靠。

总之,电压互感器铁磁谐振问题是业内广泛关注的课题,众多专家学者对此进行了深入研究,并提出了多种解决方案。

电磁式电压互感器铁芯饱和引起的铁磁谐振现象

电磁式电压互感器铁芯饱和引起的铁磁谐振现象

电磁式电压互感器铁芯饱和引起的铁磁谐振现象摘要:运行经验证明,在我国中性点绝缘、中性点经消弧线图接地以及中性点直接接地的3~220kV电网中,都曾发生过由于电磁式电压互感器铁芯饱和引起的铁磁谐振过电压。

例如,江苏某220kV变电所因中性点临时不接地曾引起互感器的谐振过电压;东北电网某154kV经消弧线图接地系统,曾因消弧线圈;临时脱离运行引起互感器的谐振过电压;其中以在中性点绝缘的配电网中出现的较为频繁,是造成事故最多的一种内部过电压,因为其他接地系统只有当它们变成中性点绝缘系统时才有可能发生这种过电压。

关键词:过电压;物理概念;铁磁谐振现象Electromagnetic voltage transformer core saturation caused by ferromagnetic resonance phenomenonYangYe(wuxi constant chi electric power development co., LTD. 214161)Pick to: operating experience proved, in our country neutral insulation, neutral by petersen diagram ground and neutral directly grounded 3 ~ 220 kv power grid, have happened because of electromagnetic voltage transformer core saturation caused by ferromagnetic resonance overvoltage. For example, jiangsu a 220 kv substation for neutral temporary not earth once causeda transformer of resonance overvoltage; Northeast power grid a 154 kv via petersen diagram grounding system, once for arc suppression coil; Temporary from operation cause transformer of resonance overvoltage; Among them with the distribution network in neutral insulation appearedin more frequent, causing accidents is a kind of most internal overvoltage, because other grounding system only when they become neutral insulation system may not happen until the overvoltage.Keywords: overvoltage; Physical concepts; Ferromagnetic resonance phenomenon一、过电压产生的基本物理概念电磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压,从本质上讲,是由于电磁式电压互感器的非线性电感与系统的对地电容构成的铁磁谐振所引起的。

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

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

浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施【摘要】本文主要围绕电压互感器铁磁谐振过电压现象展开讨论,分析了影响因素,并提出了防范措施建议。

针对该现象,文章提出了监测和应对措施,并总结了操作和维护注意事项。

通过对这些内容的详细分析和探讨,可以有效地防范电压互感器铁磁谐振过电压问题的发生,确保电力设备和系统的安全稳定运行。

通过本文的研究,可以更好地了解并应对电压互感器铁磁谐振过电压的风险,提高电力系统运行的可靠性和安全性。

结论部分对以上内容进行总结,强调了防范措施的重要性。

文章为电力行业从业人员提供了实用的指导和参考。

【关键词】电压互感器、铁磁谐振、过电压、防范措施、监测、应对、操作、维护、影响因素、建议、注意事项、结论1. 引言1.1 引言电压互感器在电力系统中起到了非常重要的作用,通过测量电流互感器的次级电流和电压互感器的次级电压,能够准确地反映电力系统中的电流和电压情况。

在使用电压互感器的过程中,经常会遇到铁磁谐振过电压的问题,这可能会对电力系统造成严重的影响。

我们有必要对电压互感器铁磁谐振过电压现象进行深入分析,并提出相应的防范措施。

铁磁谐振过电压是指电压互感器在特定工作条件下,由于电压互感器铁芯和外部谐振电容器之间的相互作用,导致铁芯处于谐振状态,产生异常高的电压。

这种现象通常发生在电力系统频率附近的谐振点。

为了有效地防范铁磁谐振过电压带来的危害,我们可以从以下几个方面入手:要深入分析影响铁磁谐振的因素,包括电压互感器的参数、工作环境和系统参数等;建议采取一些措施来减少铁磁谐振过电压的发生,比如增加阻尼器、改变电容器参数等;要及时监测电压互感器的工作状态,一旦发现异常情况,要及时应对并采取相应的维护措施。

通过以上的努力,我们可以有效地提高电压互感器的安全性和可靠性,确保电力系统的稳定运行。

2. 正文2.1 电压互感器铁磁谐振过电压现象电压互感器铁磁谐振过电压是指在电力系统中,当电压互感器与系统负载特性不匹配时,可能会产生谐振现象,导致电压互感器内部的磁芯受到过电压冲击而损坏。

一起由10kV电磁式电压互感器引起谐振的原因分析

一起由10kV电磁式电压互感器引起谐振的原因分析

一起由10kV电磁式电压互感器引起谐振的原因分析[摘要]:电压互感器是母线上的重要元件,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,防止电压互感器谐振应引起高度重视。

文章对电磁式电压互感器引起铁磁谐振的原理进行了分析,并就某电网发生的一起铁磁谐振现象做了分析,并提出了一些限制措施。

[关键词]:电压互感器;谐振;分析;措施Abstract : voltage transformer is an important component in the bus, electromagnetic type voltage transformer ferroresonance caused by, the dielectric breakdown or explosion will cause the bus fault, prevent voltage transformer resonant should cause height to take seriously. The electromagnetic type voltage transformer ferroresonance caused by principles are analyzed, and a power of the ferromagnetic resonance phenomenon is analyzed, and puts forward some measures.[Key words: voltage transformer; harmonic analysis; measures;前言在中性点不接地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。

过电压一旦发生,往往会造成电气设备的损坏甚至发生停电事故。

由于谐振过电压作用时间较长,而且不能用避雷器限制,因此在选择保护措施方面有较大的困难。

电磁式电压互感器铁磁谐振现象浅析论文

电磁式电压互感器铁磁谐振现象浅析论文

电磁式电压互感器铁磁谐振现象浅析论文摘要:某燃机电厂发生了电磁式电压互感器铁磁谐振现象,针对该现象I简要分析产生电压互感器铁磁谐振的原因及铁磁谐振的危害,并总结了限制电压互感器铁磁谐振的一些措施。

关键词:电压互感器;铁磁谐振;消谐电阻一、绪论铁磁谐振也叫非线性谐振是指发生在含有非线性电感如铁芯电感元件的振荡回路。

铁磁谐振是由铁芯电感元件,如发电机、变压器、电压互感器、电抗器、消弧线圈等和系统的电容元件,如输电线路、电容补偿器等形成共谐条件,激发持续的谐振,使系统产生谐振过电压的过程。

引起铁磁谐振的种类很多,电磁式电压互感器引起的铁磁谐振是一种。

当由于外界原因造成互感器铁芯不同程度的饱和时,系统就会产生谐振现象。

下面为一个电压互感器铁磁谐振的例子。

某燃机电厂有三台机组,均为调峰用机组,机组启动时由静止变频器SFC拖动,转速达到700rpm每分钟700转时,燃机点火,后再经SFC拖动到自持转速2000rpm左右,然后SFC退出,燃机可自行升速到3000rpm。

该厂每台发电机出口接有三组电磁式电压互感器PT,其中第一组PT和第二组PT-次绕组中性点直接接地,第三组PT中性点接至发电机中性点并且经单相电压互感器接地。

该厂燃机在启动时要经SFC带动,带动过程发电机从盘车状态3rpm升速到2000rpm,在这个过程中,发电机工作在低频工况,发电机电压同时又存在谐波,容易发生铁磁谐振。

2021年,该厂一台机组启动过程中,出现了PT铁磁谐振现象,导致两组PT 严重烧毁。

二、电磁式电压互感器铁磁谐振产生的原因电压互感器二次侧负载很小,接近空载,高压侧的励磁感抗则很大。

在合闸或接地故障消失时,会引起互感器铁芯不同程度的饱和,图1给出了铁芯原件的非线性特性曲线。

图1a所示铁芯线圈,其磁链妒及电感随线圈中电流f变化关系曲线如图1 b所示。

由图可知,当电流较小时,可以认为磁链妒与ErTiibrC正比,反映这一关系的电感值L=妒li基本保持不变。

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

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。

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

浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施【摘要】电压互感器在电力系统中具有重要作用,但铁磁谐振过电压却是一个常见的问题。

本文首先介绍了电压互感器的作用,然后分析了铁磁谐振过电压的原因和危害。

针对这一问题,文章提出了一些防范措施建议和应对策略,包括在设计与安装方面进行精细化管理,采用合适的工艺和技术,以及加强对设备的监测与维护。

通过总结全文内容,强调了铁磁谐振过电压防范的重要性。

读者可以通过本文了解到有关电压互感器铁磁谐振过电压的相关知识,并掌握有效的应对措施,以确保电力系统的安全与稳定运行。

【关键词】电压互感器、铁磁谐振、过电压、防范措施、危害、应对策略、总结1. 引言1.1 概述电压互感器在电力系统中扮演着重要的角色,可以对系统中的电压进行检测和测量,保障系统的正常运行。

铁磁谐振过电压是一个潜在的危险,可能会对电力设备和系统造成严重的损坏和影响。

为了有效应对铁磁谐振过电压带来的危害,需要制定相应的防范措施和应对策略。

本文将首先简要介绍电压互感器的作用,以及铁磁谐振过电压的原因和危害。

接着将针对铁磁谐振过电压提出一些防范措施建议,同时探讨应对策略。

通过对这些内容的分析和讨论,读者将能够更好地了解铁磁谐振过电压的问题,并学会如何有效地防范和解决这一问题。

本文的目的是帮助读者深入了解铁磁谐振过电压问题,并为他们在实际工作中制定相应的应对措施提供参考。

在电力系统中,铁磁谐振过电压是一个普遍存在的问题,只有充分认识到其危害并采取有效的防范措施,才能保障系统的安全稳定运行。

2. 正文2.1 电压互感器的作用电压互感器是一种用于测量高压输电线路上电压的设备。

它的主要作用是将高压电流变成低压电流,以便用于保护、控制和监测电力系统。

电压互感器通过将高压线路上的电压变换成与之成比例的低压信号,实现了电能质量监测、电流测量、故障检测等功能。

在电力系统中,电压互感器起着承接和传递电力信息的关键作用。

它可以将高压信号转换成适合测量和监测的低压信号,使得系统运行更加稳定和安全。

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

浅析电压互感器铁磁谐振解决方案电压互感器是电力系统中常用的一种传感器,用于测量电网中的电压值,并将其转化为标准的电信号输出。

在电力系统中,电压互感器扮演着重要的角色,其准确可靠的工作对于电力系统的正常运行具有至关重要的意义。

随着电力系统的发展和变化,电压互感器在某些情况下可能会面临一些问题,其中之一就是铁磁谐振现象。

铁磁谐振会导致电压互感器的输出失真,严重影响电力系统的安全稳定运行。

针对电压互感器铁磁谐振问题,有必要进行深入的分析和研究,找到解决方案,以确保电力系统的安全可靠运行。

电压互感器铁磁谐振的产生原因主要是由于互感器的铁芯受到外部谐波激励,使得在一定频率范围内铁芯的磁导率发生变化,导致互感器的输出电压失真。

铁磁谐振现象不仅会降低电压互感器的测量精度,还会增加系统的谐波电压和电流,对电力设备和负载设备造成影响,甚至损坏设备。

解决电压互感器铁磁谐振问题具有重要的实际意义。

针对电压互感器铁磁谐振问题,目前已经提出了许多解决方案。

采用合适的铁芯材料是解决铁磁谐振问题的关键。

目前,市面上常用的电压互感器铁芯材料有硅钢片、纳米晶合金和非晶合金等。

硅钢片是传统的铁芯材料,其磁导率相对稳定,能够有效抑制铁磁谐振的发生。

而纳米晶合金和非晶合金则是近年来发展起来的新型铁芯材料,其具有更高的磁导率和更好的抑制谐振的能力。

在选择电压互感器铁芯材料时,应根据实际情况选择合适的材料以防止铁磁谐振的发生。

除了选择合适的铁芯材料外,改进互感器的结构和工艺也是解决铁磁谐振问题的重要手段。

在互感器的设计中,可以采用分层结构设计以减小互感器的谐振频率范围;在互感器的制造工艺上,可采用精确的绕组技术和优质的绝缘材料,提高互感器的耐受能力。

互感器的外部屏蔽和接地保护,也是防止铁磁谐振的有效手段。

在实际应用中,需要综合考虑这些因素,优化互感器的结构和工艺,以提高互感器的抗谐振能力。

利用数字信号处理技术也是解决电压互感器铁磁谐振问题的有效途径。

电磁式电压互感器的谐振及主要限制方法

电磁式电压互感器的谐振及主要限制方法

电磁式电压互感器的谐振及主要限制方法摘要:电压互感器是母线上的重要元件,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,防止PT谐振应引起高度重视。

文章对电磁式电压互感器引起铁磁谐振的原理进行了分析,并就河北南网发生的一起铁磁谐振现象提出了限制措施。

关键词:电压互感器;谐振;分析;措施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。

过电压一旦发生,往往会造成电气设备的损坏甚至发生停电事故。

由于谐振过电压作用时间较长,而且不能用避雷器限制,因此在选择保护措施方面有较大的困难。

为了尽可能地防止谐振过电压的发生,在设计和操作电网设备时,应进行必要的估算和安排,尽量避免形成串联谐振回路,或采取适当的防止谐振的措施。

本文联系一起实际过中压现象对电磁式电压互感器引起的铁磁谐振及限制方法进行了讨论。

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L1,L2,L3与母线对地电容C0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E1,E2,E3为三相电源电势。

在正常运行条件下,励磁电感L1=L2=L3=L0,故各相对地导纳Y1=Y2=Y3=Y0,三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。

但是,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。

现在假定,由于扰动的结果,A 相对地电压瞬间提高,这使得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相应减小,以致Y1≠Y0,这样,三相对地负荷不平衡,中性点发生位移电压,根据基尔霍夫第一定律,可以得出:导纳Y1决定于励磁电感和C的大小,如果正常状态下的,那么扰动结束使L1减小,可能使新的。

在这种情况下,总导纳∑Y 1显著减小,位移电压UN显著增加。

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

浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施【摘要】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。

基于此,本论文对电压互感器铁磁谐振过电压防范措施进行探讨。

【关键词】电压互感器;铁磁谐振;过电压电力系统接地系统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。

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。

[1]随着电网的日益发展,中性点直接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。

近年,在四川发生过多次铁磁谐振引起过电压的案例,应引起高度重视。

本文将介绍产生铁磁谐振的机理、原因、现象以及应采取的措施。

1 铁磁谐振产生机理由于电压互感器的中性点位移现象,常常在中性点不接地绝缘系统中引起铁磁谐振过电压。

在正常运行条件下,励磁电感三相相等,三相负荷相等,电网的中性点电位为零。

当线路中出现瞬时单相故障时,其它两相电压升高,三相电压互感器两相电压升高而饱和,其励磁电感相应减小,电网中性点出现位移电压,当三相总导纳之和为零时,便会发生串联谐振,中性点电压将急剧上升。

由于铁芯的磁饱和会引起电流、电压波形的畸变,即产生了谐波,使上述谐振回路还会对谐波产生谐振。

当线路很长,对地电容很大,或者励磁互感器的励磁电抗较大时,自振频率较低,容易发生分次(通常为1/2次)谐振,产生过电压;反之,当线路较短,对地电容很小,或者励磁互感器的励磁电抗较小时,自振频率较高,容易发生高次谐振,产生过电压。

其表现形式均为三相电压同时升高,但在分次谐波谐振时,过电压忽低忽高作低频摆动。

[2]当XC/XT≤0.01时,谐振不会发生。

随着XC/XT的增加,依次发生1/2次谐波、基波、三次谐波的谐振,同时所需的电压值也逐渐增大。

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

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。

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

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

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。

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电磁式电压互感器铁磁谐振现象浅析论文
摘要:某燃机电厂发生了电磁式电压互感器铁磁谐振现象,针对该现象I简要分析产生电压互感器铁磁谐振的原因及铁磁谐振的危害,并总结了限制电压互感器铁磁谐振的一些措施。

关键词:电压互感器;铁磁谐振;消谐电阻
一、绪论
铁磁谐振也叫非线性谐振是指发生在含有非线性电感如铁芯电感元件的振荡回路。

铁磁谐振是由铁芯电感元件,如发电机、变压器、电压互感器、电抗器、消弧线圈等和系统的电容元件,如输电线路、电容补偿器等形成共谐条件,激发持续的谐振,使系统产生谐振过电压的过程。

引起铁磁谐振的种类很多,电磁式电压互感器引起的铁磁谐振是一种。

当由于外界原因造成互感器铁芯不同程度的饱和时,系统就会产生谐振现象。

下面为一个电压互感器铁磁谐振的例子。

某燃机电厂有三台机组,均为调峰用机组,机组启动时由静止变频器SFC拖动,转速达到700rpm每分钟700转时,燃机点火,后再经SFC拖动到自持转速2000rpm左右,然后SFC退出,燃机可自行升速到3000rpm。

该厂每台发电机出口接有三组电磁式电压互感器PT,其中第一组PT和第二组PT
-次绕组中性点直接接地,第三组PT中性点接至发电机中性点并且经单相电压互感器接地。

该厂燃机在启动时要经SFC带动,带动过程发电机从盘车状态3rpm升速到2000rpm,在这个过程中,发电机工作在低频工况,发电机电压同时又存在谐波,容易发生铁磁谐振。

2021年,该厂一台机组启动过程中,出现了PT铁磁谐振现象,导致两组PT 严重烧毁。

二、电磁式电压互感器铁磁谐振产生的原因
电压互感器二次侧负载很小,接近空载,高压侧的励磁感抗则很大。

在合闸或接地故障消失时,会引起互感器铁芯不同程度的饱和,图1给出了铁芯原件的非线性特性曲线。

图1a所示铁芯线圈,其磁链妒及电感随线圈中电流f变化关系曲线如图1 b所示。

由图可知,当电流较小时,可以认为磁链妒与E
rTiibrC正比,反映这一关系的电感值L=妒li基本保持不变。

随着电流的逐渐增加,铁芯中的磁通也逐渐增加,铁芯开始饱和,磁链与电流的关系呈现非线性,电感值不再是常数,而是随着电流磁链的增加而减小。

由于谐振回路中的铁芯电感会因磁饱和程度不同而相应有不同的电感量,所以铁磁谐振的自振角频率也不是固定的。

研究表明,在不
同的条件下,铁磁谐振回路可产生三种谐振状态:工频谐振;分频谐振;高频谐振a以下简
要说明产生的原因。

一工频谐振
在中性点不接地系统中,为了监视绝缘,发电厂、变电所的母线上通常接有L接线的
电磁式电压互感器,如图2所示,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,,L,L3与母线对地电容Co间各自组成独立的振荡回路。

由于系统中性点不
接地,K接线的电磁式电压互感器的高压绕组就成为系统三相对地的唯一金属通道。

在正常运行条件下,励磁电感Li=L。

=L,=L。

故各相对地导纳Yi=E=
Y3:Yo,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。

但是,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。

假设由于扰动的原因,A相对地电压瞬间提高,
这使得A相互感器的励磁电流突然增大而发生饱和,其等值励磁电感厶相应减小,以致
K≠Yo,这样,三相对地负荷不平衡,中性点发生位移,导纳K决定于励磁电感厶和电容
Co的大小,如果正常状态下扰动结束使L1减小,可能使新的y_.lL
>c.o Co。

在这种情况下,总导纳∑y显著减小,中性点位移电压显著增加。

如果参数配合得当,扰动后的’∑河能接近于零,这就产生了严重的谐振现象。

二分频谐振和高频谐振
假设系统电源的三相电动势中不含谐波分量,维持电路谐波谐振的电源是非线性电感
元件的非线性效应将工频电源能量转化为谐波能量而供给的。

其等效电路是等效谐波发生
器和电感、电容的串联电路,当系统对地电容很大时,回路自振角频率很低,可能出现分
频谐振。

反之,电容很小时,自振角频率很高,则可能出现高频谐振。

产生谐振时,系统中性点位移电压是谐波电压,而不是工频电压。

无论系统中性点位
移电压是工频电压还是谐波电压,均属零序电压。

所以电压互感器开口三角绕组电压能直
观地反映谐振电压的大小和频率。

由大量实验数据表明,三相电路中最易产生接近1/2次
谐波的分频谐振,其谐振频率是系统频率1/2的96%-100%,一般偏低些。

三、铁磁谐振产生后的危害
一中性点不接地系统中,其运行方式的主要特点是单相接地后,允许维持一定的时间,一般为2小时不引起用户断电。

但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,并且在过电压的作用下极易造成第二点接地发展为相间短路造成设备损坏和
停电事故,严重威胁电网安全运行。

二在发生谐振时,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。

总之,铁磁谐振的产生会威胁电网的安全运行,严重时会烧毁电压互感器,影响设备
的安全运行,还可能出现不正确的接地指示。

四、限制电压互感器铁磁谐振的措施及优缺点
一般来讲,消除谐振应从两方面着手,即改变电感电容参数以破坏谐振条件和吸收与
消耗谐振能量以抑制谐振的产生,或使其受阻尼而消失。

常见的措施有如下几种。

一加装非线性消谐电阻
PT的一次侧中性点串入消谐装置,该装置是一种特别配置的非线性复合电阻,它的接入相当于在PT -次侧每相对地都接入电阻,能够起到抑制PT过电压,过电流和抑制谐波
的作用。

前述例子中针对启动过程中的谐振现象,该厂在#1PT和#2PT -次中性点加装了非线性消谐电阻,在机组启动过程中,即SFC拖动过程,经消谐电阻接地,拖动结束后,合上刀闸,使消谐电阻短接,#1PT和样2PT中性点直接接地,其安装后如图2。

加装消谐电阻后对抑制谐振有很大作用,但加装消谐电阻后,电压互感器开口三角出
现三次谐波电压,这主要会对发电机保护有一定影响。

为消除此影响,通过调整适当的保
护定值或改变接线来消除三次谐波的影响。

经过长时间的运行表明,此种方法满足了抑制
谐波的作用,同时又没有使保护误动。

二采用励磁特性较好的电压互感器
在电压互感器选型时尽量采用采用励磁特性较好的电压互感器。

电压互感器伏安特性
非常好,如每台电压互感器起始饱和电压为1.5倍额定电压,使电压互感器在一般的过电
压下还不会进入饱和区,从而不易构成参数匹配而出现谐振。

从某种意义上来说,这是治
本的措施。

但电压互感器的励磁特性越好,产生电压互感器谐振的电容参数范围就越小。

虽可降低谐振发生的概率,但一旦发生,过电压、过电流的可能更大。

三电压互感器二次侧开口三角绕组接阻尼电阻
在三相电压互感器一次侧中性点串接单相电压互感器或在电压互感器二次开口三角处
接入阻尼电阻,用于消耗电源供给谐振的能量,能够抑制铁磁谐振过电压,其电阻值越小,越能抑制谐振的发生。

四中性点经消弧线圈接地
中性点经消弧线圈接地可以消除瞬间单相接地故障,保证系统不断电,永久单相接地故障时,消弧线圈动作可维持系统运行一定时间。

系统单相接地时,消弧线圈动作可有效避免电弧接地过电压,对全网电力设备起保护作用。

由于接地电弧的时间缩短,使其危害受到限制,能有效抑制谐振。

五、小结
电磁式电压互感器发生谐振的原因很复杂,其预防措施各有优缺点,所以在预防谐振时,应选择适合的措施抑制谐振。

当系统的铁磁谐振发生后,会引起设备过电压事故,严重时会造成设备损坏,因此操作人员应根据具体情况分析,破坏谐振的条件,使危害减到最小。

参考文献:
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[3]邱关源,罗先觉.电略[M].北京:高等教育出版社,2021.
[4]郑仰赞,温增银.电力系统分析上下册[M].武汉:华中科技大学,2002
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