浅析电压互感器的谐波谐振原因及防范措施
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２ ． 针 对 一 次 侧 消 谐
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
２ ７ １ ５ ０ ０
【 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
３ ． 人 员的 问题
通过对 ｆ ， ｒ 开 口三角电压（ 即零序电压） 进行循环检测。 当电压小于 ３ ０ Ｖ 表示 正常工作 ， 对系统无任何影响。当 开口 三角电压大于 ３ ０ Ｖ时 ， 说 明系统发生故 障，装置开始对 开口三角电压进行数据采集 、信号处理 ， 判断出当前的故障状态 ，并通过 Ｃ Ｐ Ｕ即刻开启消谐 电路 ， 让铁磁谐振在
和基频谐振。
消谐 电阻或采用分频继电器 ，当发生谐振时 自 动将非线性电阻接入 电压 互感器开 口三角形回路 中。
４ ． 消弧线 圈的安装 Nhomakorabea选择消弧线圈安装位置时，应尽量避免由于电网运行方式的改变而 使部分电网失去消弧线 圈。
５ ． 采 用 微 机 消 谐 器
三． 系统 中产 生 铁 磁 谐 振 的环 境
谐波谐振引起电网的谐波损耗增大 ， 对 电网的各项指标 的影响也是 十分 明显的。
过电压可能不高但过 电流很大 ，如不采取措施可能造成高压线圈损坏 ，
甚至导致互感器爆炸。
五． 预 防铁磁谐振 的方式
１ ． 减少谐波源的产生 保证断路器三相同期性 ，减少 由于断路器三相不同时合闸引起 的过 电压 ， 使 回路 中的电磁式电压互感器铁心饱 和，励磁电流的波形发生畸 变， 产生高次谐波。在选用铁心设备时尽量选用励磁特性好 、 伏安特性 高及铁心不易饱 和的电磁式 电压互感器。
在 电磁式电压互感器一次线圈 中性点 ，经消谐 电阻或 １台单相电压 互感器接地 的方法 ，使电磁式 电压互感器等值阻抗增加。当发生单相接 地故 障时，系统零序电压大部分降落在单相电压互感器上 ， 使 电磁式 电 压互感器不易饱 和，避免了铁磁谐振的发生 。
３ ． 针对二次侧消谐 在 电压 电感器 的二次侧 零序 电压绕组 （ 开１ ７ １ 三角形绕组） 中接人低值
引 言 在电力系统 的运行 中有时会出现电压互感器有异音 、高压侧熔 丝熔
一
．
分次谐振和高次谐波谐振过 电压都表现为ｊ相对地 电压的同时升高 ，而
线电压正常。
４ ． 对 电 网 的损 耗 危 害
断 、互感 器烧毁或者母线放电、电压指示不正常 ，有关表计指示失常 、 低频振荡而一时又查不 出原因 ，这时就应该考虑到可能是电压互感器铁 磁谐振造成的过 电压 、过 电流引起了上述后果 。发生谐振时电压互感器
路器使母线停 电。
磁路饱和而减小时 ，圆路 自 振频率才能增加达到共振频率。
四． 电压互感器铁磁谐振 的危害
１ ． 产生的 高电压 及过电压危害 串联或并联谐振会产 生高 于电源数倍的电压 ， 其施加在 回路 中的电
容器 、 互感器和断路器等 设备上 ， 引起高压 电气设备绝缘损坏。在熔断 器未及时熔断的情况下会引起 电压互感器 喷油 、绕组烧毁甚至爆炸。 过 电压还可 以导致氧化锌避雷器 的损坏。无问隙氧化锌避雷器的过 电压耐受能力有 限，如果选用氧化锌避雷器 的直流 ｌ ｍ Ａ电压偏低 ， 在过 电压 的作用下连续 动作 ，最终会发生热崩溃而损坏。
强大的阻尼下迅速消失 。 ６ ． 制定合理 的道 闸操作程序 在母线充电倒闸操作过程中， 若电源断路器由冷备用转 为热备用时，
运行人员刀闸操作 、系统故 障引起不对称等外界 因素 的激发亦是常
见原 因。
４ ． 电路的参数状况 线路电感与电容产生 的 自 振频率小于并 接近共振频率 ，这样 电感因
１ ． 接 线 方 式 的 影 响
电源中性点不接地而 电压互感器中性点接地 ，系统 中的某些设 备有 相 当的对地电容等均易形成谐振条件。 ２ ． 设备 自身的特点 电压互感器的伏安特性不好 、易饱和 ， 母线上有对地 电容较大的架 空线或电缆线路 ，开关的合 闸同期性不好均易引发谐振 。
发生电压互感器铁磁饱和引起的母线谐波谐振 ， 则应立 即将断路器转入 运行 ，通过接人空载变压器或空载线路改变 电 感 、电容参数 ，来避开谐 振区域以消除谐振 ；或先断开母线 电压互感器刀闸 ， 再将 电源断路 器由 冷备用转为热备用 ，等母线充电后再将电压互感器投入 。在母线停 电倒 闸操作过程 中 ，若 电源断路器由运行转为热备用 时母线产生谐振 ，则应 立即将其返 回运行状态 ，将母 线电压互感器刀闸断开后 ，再操作 电源断
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
２ ７ １ ５ ０ ０
【 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
３ ． 人 员的 问题
通过对 ｆ ， ｒ 开 口三角电压（ 即零序电压） 进行循环检测。 当电压小于 ３ ０ Ｖ 表示 正常工作 ， 对系统无任何影响。当 开口 三角电压大于 ３ ０ Ｖ时 ， 说 明系统发生故 障，装置开始对 开口三角电压进行数据采集 、信号处理 ， 判断出当前的故障状态 ，并通过 Ｃ Ｐ Ｕ即刻开启消谐 电路 ， 让铁磁谐振在
和基频谐振。
消谐 电阻或采用分频继电器 ，当发生谐振时 自 动将非线性电阻接入 电压 互感器开 口三角形回路 中。
４ ． 消弧线 圈的安装 Nhomakorabea选择消弧线圈安装位置时，应尽量避免由于电网运行方式的改变而 使部分电网失去消弧线 圈。
５ ． 采 用 微 机 消 谐 器
三． 系统 中产 生 铁 磁 谐 振 的环 境
谐波谐振引起电网的谐波损耗增大 ， 对 电网的各项指标 的影响也是 十分 明显的。
过电压可能不高但过 电流很大 ，如不采取措施可能造成高压线圈损坏 ，
甚至导致互感器爆炸。
五． 预 防铁磁谐振 的方式
１ ． 减少谐波源的产生 保证断路器三相同期性 ，减少 由于断路器三相不同时合闸引起 的过 电压 ， 使 回路 中的电磁式电压互感器铁心饱 和，励磁电流的波形发生畸 变， 产生高次谐波。在选用铁心设备时尽量选用励磁特性好 、 伏安特性 高及铁心不易饱 和的电磁式 电压互感器。
在 电磁式电压互感器一次线圈 中性点 ，经消谐 电阻或 １台单相电压 互感器接地 的方法 ，使电磁式 电压互感器等值阻抗增加。当发生单相接 地故 障时，系统零序电压大部分降落在单相电压互感器上 ， 使 电磁式 电 压互感器不易饱 和，避免了铁磁谐振的发生 。
３ ． 针对二次侧消谐 在 电压 电感器 的二次侧 零序 电压绕组 （ 开１ ７ １ 三角形绕组） 中接人低值
引 言 在电力系统 的运行 中有时会出现电压互感器有异音 、高压侧熔 丝熔
一
．
分次谐振和高次谐波谐振过 电压都表现为ｊ相对地 电压的同时升高 ，而
线电压正常。
４ ． 对 电 网 的损 耗 危 害
断 、互感 器烧毁或者母线放电、电压指示不正常 ，有关表计指示失常 、 低频振荡而一时又查不 出原因 ，这时就应该考虑到可能是电压互感器铁 磁谐振造成的过 电压 、过 电流引起了上述后果 。发生谐振时电压互感器
路器使母线停 电。
磁路饱和而减小时 ，圆路 自 振频率才能增加达到共振频率。
四． 电压互感器铁磁谐振 的危害
１ ． 产生的 高电压 及过电压危害 串联或并联谐振会产 生高 于电源数倍的电压 ， 其施加在 回路 中的电
容器 、 互感器和断路器等 设备上 ， 引起高压 电气设备绝缘损坏。在熔断 器未及时熔断的情况下会引起 电压互感器 喷油 、绕组烧毁甚至爆炸。 过 电压还可 以导致氧化锌避雷器 的损坏。无问隙氧化锌避雷器的过 电压耐受能力有 限，如果选用氧化锌避雷器 的直流 ｌ ｍ Ａ电压偏低 ， 在过 电压 的作用下连续 动作 ，最终会发生热崩溃而损坏。
强大的阻尼下迅速消失 。 ６ ． 制定合理 的道 闸操作程序 在母线充电倒闸操作过程中， 若电源断路器由冷备用转 为热备用时，
运行人员刀闸操作 、系统故 障引起不对称等外界 因素 的激发亦是常
见原 因。
４ ． 电路的参数状况 线路电感与电容产生 的 自 振频率小于并 接近共振频率 ，这样 电感因
１ ． 接 线 方 式 的 影 响
电源中性点不接地而 电压互感器中性点接地 ，系统 中的某些设 备有 相 当的对地电容等均易形成谐振条件。 ２ ． 设备 自身的特点 电压互感器的伏安特性不好 、易饱和 ， 母线上有对地 电容较大的架 空线或电缆线路 ，开关的合 闸同期性不好均易引发谐振 。
发生电压互感器铁磁饱和引起的母线谐波谐振 ， 则应立 即将断路器转入 运行 ，通过接人空载变压器或空载线路改变 电 感 、电容参数 ，来避开谐 振区域以消除谐振 ；或先断开母线 电压互感器刀闸 ， 再将 电源断路 器由 冷备用转为热备用 ，等母线充电后再将电压互感器投入 。在母线停 电倒 闸操作过程 中 ，若 电源断路器由运行转为热备用 时母线产生谐振 ，则应 立即将其返 回运行状态 ，将母 线电压互感器刀闸断开后 ，再操作 电源断