一种新型智能铁磁谐振抑制和消除方法
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１ ０ ｋ ＶＩ Ｉ母 三 相 电压 不 平 衡 ， ＵＡ ＝ ７ ． ８ ６ ｋ Ｖ， Ｕ Ｕｃ ＝１ ２ ． ３ ５ ｋ Ｖ，拉 开
图 １变 电站 １ ０ ｋ Ｖ配 网图 图 ２ 等效电路图
１ ０ ｋ Ｖ 汉 洪 Ｉ线 后 ， 系统 谐 振 现 象 消失 。在 检 查 高 压 室 时 ． 发 现
一
起 因铁 磁 谐 振 引 起 的 电 压 互 感 器 烧 坏 事 件 。本 文深 入 分 析
铁 磁 谐振 发 生 的 原 因 ． 总 结 了一 些 常 用 的 消谐 方 法 ， 并 提 出 一
种 新 型抑 制 和 消 除铁 磁 谐 振 的装 置 。
１ 系统运 行方式和事件发生过程
２ ０ １ ２年 ８月 １ ６日 １ ９ ： ２ Ｏ分 ．监 控 中心 报 ２ ２ ０ ｋ Ｖ汉 昌变
谐振 一旦 形成 。 如 果谐 振 激 励 源一 直 存 在 或 者 谐 振 回路 阻 互感器两端过电压 ． 电压 互感 器一 次励 磁 电 流 急 剧 增 大 。 使 高 振 。 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 。 ２ ０ １ ２年 ８月 岳 阳 电 网 ２ ２ ０ ｋ Ｖ 汉 昌 变 就发 生 了
电线 路 （ 尤 其是 电 缆 线 ） 对 地 存在 分 布 电容 ， 接于 １ ０ ｋ Ｖ 母 线 上
的 电压 互 感 器从 工作 原 理 上 来说 就 相 当 于 一 个 三 相 小 容 量 变
较 高 电压 ， 频 率 主要 是 三 次谐 波 ， 这 是 因 为 电压 互感 器励 磁 绕
为保 证 供 电 的 可 靠性 ． 变 电站 主 变 １ ０ ｋ Ｖ 侧 中性 点 不 接 组 饱 和 后 会 产 生 较 多的 三 次谐 波
Ｌ ｏ Ｗ Ｃ Ａ Ｒ Ｂ ｏ Ｎ Ｗ ｏ Ｒ Ｌ Ｄ ２ ０ １ ３型智能铁 磁 谐 振抑 制和 消 除方法
高小 和 （ 湖南省电力公司岳阳电业局， 湖南 岳阳 ４ １ ４ ４ ０ ０ ）
【 摘 要】 本文以岳阳 电网 ２ ２ ０ ｋ Ｖ汉昌变发生的一起 ｔ ０ ｋ Ｖ母线 电 压 互感器烧 坏事故 为分析基础。在介绍 了铁磁谐振基础上 ， 建 立了事故发生
２ ． ２ 铁磁 谐 振 的原因 分析
变电站 １ ０ ｋ Ｖ 母 线 上 都 装 设 电磁 式 电压 互 感 器 （ 简 称
Ｔ Ｖ ） ， 在 某 些扰 动 下 如 ： ， Ｉ ｖ 冲击合闸的 巨大涌流、 线路 瞬 间单
使 电压 互 感 器发 生三 相 不 同程 度 的饱 和 ． 以至 压 器． 各相 感抗 相 等 ． 互 感 器 中性 点 电压 等 于 零 。但 如 当投 入 相 弧 光 接 地 等 ，
备 运 行情 况 ， 初 步 可 以判 断 事件 发 生 的原 因是 恶 劣 天 气条 件 引
起 １ ０ ｋ Ｖ汉洪 Ｉ 线 线路 瞬 间接 地 ． 造 成 电压 互感 器 两端 过 电压 ．
从 而 引发 它与 系统 电容 产 生谐 振 ． 拉 开 汉 洪 Ｉ线后 谐 振 消 失
图 ３ 系统呈感性时 图 ４ 系统呈容性时
【 关键词 】 电压互感器 ； 铁磁谐振 ； 智能 【 中图分类号 】 Ｔ Ｍ ４ ５ １ 【 文献标识码 】 Ｂ 【 文章编号 】 ２ ０ ９ ５ — ２ ０ ６ ６ （ ２ ０ １ ３ ） １ ３ — ０ ０ ５ ５ — ０ ２
引 言
地， 由 于 线路 中传 输 的 交 流 电对 地 存 在 充 放 电 效 应 Ｉ １ Ｊ ， 因此 配
１ ０ ｋ Ｖ ３ ￣ ２ ４ Ｔ Ｖ 已 经 烧 坏
设 等 效 电路 图 中的 谐 振 激 励 源 为Ｕ ， 电 流 为Ｐ ， 电压 互 感 器线 圈上 的 电压 为Ｕ Ｌ ， 等 效 电容 电压 为Ｕ ｃ ， 向量 图如 图 ３ ～ ４ 。
２ 事件原 因分析
根 据 事 故 发 生 时调 度 掌握 的 系统 运行 遥 测 数 据 和 现 场 设
电 网 中性 点 就 出现 较 高的 位 移 电压 ． 设 Ｌ １ 空 载 母 线 、 单 相 接 地 障 发 生和 消失 或 者 系统 的 一 些 其 他 干 扰 破 坏 了电 网 的 对 称 ， 为 Ｔ Ｖ三 相 并联 的零 值 电抗 。 而 当 Ｌ ｌ 与 ３ Ｃ 。 回路 达 到 固定 振 引起 电压 上 升 的 时候 ， 电压 互 感 器 的原 边励 磁 感 抗 随 着 励 磁 电流 的 增 大 会 逐 渐饱 和 ． 使 得 励 磁 阻 抗 急 剧 减 小日 ． 当励 磁 阻
２ ． １ 铁磁谐振分类和特征
由于 对地 电容 和 互 感 器 的参 数 不 同 ． 在 变化 的感 抗 和 不 同 频 率 的激 励 源作 用 下 ． 可能 产 生 三种 频 率 的 共振 ： 基 波 共振 、 高
时 变 电站 １ ０ ｋ Ｖ 母 线 与 配 网 的 电气 模 型 ， 并在 此基 础 上 分析 了铁 磁 谐 振 发 生 原 因 。 针 对 一 、 二次 消 谐 装 置 存在 的 优 缺 点 之 后 ， 提 出 了一 种 新 型 的智 能消 谐 装 置 ， 并 介 绍 了 新 装置 的工 作 原 理 ， 仿 真 结 果 证 明 了该 装 置 能 够 有 效 地 抑 制 和 消 除 铁 磁 谐振 。
抗 与 线 路 和 系统 电容 发 生 或 者 接 近 谐 振 的 时候 就 会 使 得 电 压
荡频 率 ０ ３ 。 时， 将 会 在 系统 中产 生谐 振 现 象 。 随 着 系统 对 地 的
电容 ３ Ｃ ０ 的增 大， 依次发 生高次（ ２ 、 ３次 ） 、 基 波、 １ ／ ２次 分 频 谐 尼较 小 ， 谐振 状 态 可 能 “ 自保 持 ” ， 维持 很 长 时 间 不 衰 减 直 到 遇 到 新 的 干扰 改 变 了谐 振 的 条 件 才 可 能 消 除
图 １变 电站 １ ０ ｋ Ｖ配 网图 图 ２ 等效电路图
１ ０ ｋ Ｖ 汉 洪 Ｉ线 后 ， 系统 谐 振 现 象 消失 。在 检 查 高 压 室 时 ． 发 现
一
起 因铁 磁 谐 振 引 起 的 电 压 互 感 器 烧 坏 事 件 。本 文深 入 分 析
铁 磁 谐振 发 生 的 原 因 ． 总 结 了一 些 常 用 的 消谐 方 法 ， 并 提 出 一
种 新 型抑 制 和 消 除铁 磁 谐 振 的装 置 。
１ 系统运 行方式和事件发生过程
２ ０ １ ２年 ８月 １ ６日 １ ９ ： ２ Ｏ分 ．监 控 中心 报 ２ ２ ０ ｋ Ｖ汉 昌变
谐振 一旦 形成 。 如 果谐 振 激 励 源一 直 存 在 或 者 谐 振 回路 阻 互感器两端过电压 ． 电压 互感 器一 次励 磁 电 流 急 剧 增 大 。 使 高 振 。 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 。 ２ ０ １ ２年 ８月 岳 阳 电 网 ２ ２ ０ ｋ Ｖ 汉 昌 变 就发 生 了
电线 路 （ 尤 其是 电 缆 线 ） 对 地 存在 分 布 电容 ， 接于 １ ０ ｋ Ｖ 母 线 上
的 电压 互 感 器从 工作 原 理 上 来说 就 相 当 于 一 个 三 相 小 容 量 变
较 高 电压 ， 频 率 主要 是 三 次谐 波 ， 这 是 因 为 电压 互感 器励 磁 绕
为保 证 供 电 的 可 靠性 ． 变 电站 主 变 １ ０ ｋ Ｖ 侧 中性 点 不 接 组 饱 和 后 会 产 生 较 多的 三 次谐 波
Ｌ ｏ Ｗ Ｃ Ａ Ｒ Ｂ ｏ Ｎ Ｗ ｏ Ｒ Ｌ Ｄ ２ ０ １ ３型智能铁 磁 谐 振抑 制和 消 除方法
高小 和 （ 湖南省电力公司岳阳电业局， 湖南 岳阳 ４ １ ４ ４ ０ ０ ）
【 摘 要】 本文以岳阳 电网 ２ ２ ０ ｋ Ｖ汉昌变发生的一起 ｔ ０ ｋ Ｖ母线 电 压 互感器烧 坏事故 为分析基础。在介绍 了铁磁谐振基础上 ， 建 立了事故发生
２ ． ２ 铁磁 谐 振 的原因 分析
变电站 １ ０ ｋ Ｖ 母 线 上 都 装 设 电磁 式 电压 互 感 器 （ 简 称
Ｔ Ｖ ） ， 在 某 些扰 动 下 如 ： ， Ｉ ｖ 冲击合闸的 巨大涌流、 线路 瞬 间单
使 电压 互 感 器发 生三 相 不 同程 度 的饱 和 ． 以至 压 器． 各相 感抗 相 等 ． 互 感 器 中性 点 电压 等 于 零 。但 如 当投 入 相 弧 光 接 地 等 ，
备 运 行情 况 ， 初 步 可 以判 断 事件 发 生 的原 因是 恶 劣 天 气条 件 引
起 １ ０ ｋ Ｖ汉洪 Ｉ 线 线路 瞬 间接 地 ． 造 成 电压 互感 器 两端 过 电压 ．
从 而 引发 它与 系统 电容 产 生谐 振 ． 拉 开 汉 洪 Ｉ线后 谐 振 消 失
图 ３ 系统呈感性时 图 ４ 系统呈容性时
【 关键词 】 电压互感器 ； 铁磁谐振 ； 智能 【 中图分类号 】 Ｔ Ｍ ４ ５ １ 【 文献标识码 】 Ｂ 【 文章编号 】 ２ ０ ９ ５ — ２ ０ ６ ６ （ ２ ０ １ ３ ） １ ３ — ０ ０ ５ ５ — ０ ２
引 言
地， 由 于 线路 中传 输 的 交 流 电对 地 存 在 充 放 电 效 应 Ｉ １ Ｊ ， 因此 配
１ ０ ｋ Ｖ ３ ￣ ２ ４ Ｔ Ｖ 已 经 烧 坏
设 等 效 电路 图 中的 谐 振 激 励 源 为Ｕ ， 电 流 为Ｐ ， 电压 互 感 器线 圈上 的 电压 为Ｕ Ｌ ， 等 效 电容 电压 为Ｕ ｃ ， 向量 图如 图 ３ ～ ４ 。
２ 事件原 因分析
根 据 事 故 发 生 时调 度 掌握 的 系统 运行 遥 测 数 据 和 现 场 设
电 网 中性 点 就 出现 较 高的 位 移 电压 ． 设 Ｌ １ 空 载 母 线 、 单 相 接 地 障 发 生和 消失 或 者 系统 的 一 些 其 他 干 扰 破 坏 了电 网 的 对 称 ， 为 Ｔ Ｖ三 相 并联 的零 值 电抗 。 而 当 Ｌ ｌ 与 ３ Ｃ 。 回路 达 到 固定 振 引起 电压 上 升 的 时候 ， 电压 互 感 器 的原 边励 磁 感 抗 随 着 励 磁 电流 的 增 大 会 逐 渐饱 和 ． 使 得 励 磁 阻 抗 急 剧 减 小日 ． 当励 磁 阻
２ ． １ 铁磁谐振分类和特征
由于 对地 电容 和 互 感 器 的参 数 不 同 ． 在 变化 的感 抗 和 不 同 频 率 的激 励 源作 用 下 ． 可能 产 生 三种 频 率 的 共振 ： 基 波 共振 、 高
时 变 电站 １ ０ ｋ Ｖ 母 线 与 配 网 的 电气 模 型 ， 并在 此基 础 上 分析 了铁 磁 谐 振 发 生 原 因 。 针 对 一 、 二次 消 谐 装 置 存在 的 优 缺 点 之 后 ， 提 出 了一 种 新 型 的智 能消 谐 装 置 ， 并 介 绍 了 新 装置 的工 作 原 理 ， 仿 真 结 果 证 明 了该 装 置 能 够 有 效 地 抑 制 和 消 除 铁 磁 谐振 。
抗 与 线 路 和 系统 电容 发 生 或 者 接 近 谐 振 的 时候 就 会 使 得 电 压
荡频 率 ０ ３ 。 时， 将 会 在 系统 中产 生谐 振 现 象 。 随 着 系统 对 地 的
电容 ３ Ｃ ０ 的增 大， 依次发 生高次（ ２ 、 ３次 ） 、 基 波、 １ ／ ２次 分 频 谐 尼较 小 ， 谐振 状 态 可 能 “ 自保 持 ” ， 维持 很 长 时 间 不 衰 减 直 到 遇 到 新 的 干扰 改 变 了谐 振 的 条 件 才 可 能 消 除