TV铁磁谐振故障的原因及预防措施探讨
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TV铁磁谐振故障的原因及预防措施探讨Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.
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文件编号：KG-AO-5046-45 TV铁磁谐振故障的原因及预防措施
探讨
使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。
1故障原因
在电网中应用的TV，有许多无消谐装置，仅采用熔丝保护。由于其固有特性，在系统参数突变，如线路接地、配电变压器单相接地、补偿电容的投切、拉合刀闸及跌落式熔断器、投切空载线路及变压器、增减负荷等因素诱发下，易激发引起铁磁谐振过电压。
2故障危害
TV发生铁磁谐振时，常有三相电压同时升高，产生非工频过电压，其值可达额定值的2～3倍，严重破坏电压质量，危及或破坏系统的稳定，造成TV熔丝熔
断，绝缘击穿烧毁；严重时还会造成电网瓦解大面积停电。
3预防措施
(1)采用防谐设备。选用励磁特性好、不易磁饱和TV，如JSJW、JDZX、JDJJ2及JDX系列TV。
选用抗铁磁谐振TV，JSZG—10型三相五柱环氧树脂浇注绝缘TV，它将大大提高抗谐振、耐过电压和防止烧毁的能力。
选用四台JDZJ型TV组合，即将第四台各侧绕组分别串接在高压、低压侧中线上及开口三角回路中。正常运行时中线绕组几乎没有电压，在分频谐振时，由于中线绕组的串入L增加一倍，基本上维持原感抗，限制励磁涌流，防止磁饱和，从而防止产生分频谐振。
(2)采用消谐装置。选用RXQ型消谐器，串接在三相TV一次侧中线上，以阻尼铁磁谐振；但在分频谐振时，一次侧中线上电位不高，相当于串一较大阻值电阻接地，消谐效果不佳。
选用WNXⅢ/B、KFX型可控硅分频消谐装置，靠触发回路的选频作用，有选择地导通；可控硅为消谐执行元件，它将开口三角绕组瞬时短接，在这一强烈阻尼作用下，迅速消除铁磁谐振；但若引起谐振的激发因素长时存在，TV有过载损坏的可能。
选用FXG1(XXG—10或35)型消谐器，由鉴频器和消谐管组成。当产生谐振时，鉴频器动作，将消谐管小于1Ω电阻接入开口三角绕组回路消谐；若谐振长时存在，消谐管内部热动开关动作转接到10至100Ω电阻上，避免TV过载。
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铁磁谐振的规程
电力系统铁磁谐振过电压防护规程 电力系统中存在着许多储能元件，当系统进行操作或发生故障时，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，对电力系统安全运行构成危害。在中性点不接地的非直接接地系统中，铁磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压是常见的，是造成事故较多的一种内部过电压。这种过电压轻则使电压互感器一次熔丝熔断，重则烧毁电压互感器，甚至炸毁瓷绝缘子及避雷器造成系统停运。在一定的电源作用下会产生串联谐振现象，导致系统中出现严重的谐振过电压。1 电压互感器引起铁磁谐振的原因分析在中性点不接地系统中，为了监视对地绝缘，母线上常接有Y接线的电磁式电压互感器，如图1所示，图中u0为电源电势，C为线路等设备的对地电容，L为电压互感器激磁电感，R0为中性点串联消谐电阻。在正常运行状态下电压互感器励磁感抗很大，其数值范围在兆殴级以上且各相对称。C数值视线路长短而定，线路愈长容抗愈小，即以1 km线路而言，其每相对地电容约0.004μF ，故其容抗小于1 MΩ，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U-I特性如图2所示。 由图2可见，曲线的起始一段接近直线，其电感相应地保持常数。当激磁电流过大时，铁芯饱和，则L值随之大大降低。正常运行时铁芯工作在直线范围，当系统中出现某些波动，如电压互感器突然合闸的巨大涌流、线路瞬间单相弧光接地等，使电压互感器发生三相不同程度的饱和，以至破坏了电网的对称，电网中性点就出现较高的位移电压，造成工频谐振或激发分频谐振。2 铁磁谐振的特点对于铁磁谐振电路，在相同的电源电势作用下，回路可能不只有一种稳定的工作状态。电路到底稳定在哪种工作状态，要看外界冲击引起的过渡过程的情况。TV的非线性铁磁特性是产生铁磁谐振的根本原因，但铁磁元件的饱和效应本身，也限制了过电压的幅值。此外回路损耗也使谐振过电压受到阻尼和限制。当回路电阻大于一定的数值时，就不会出现强烈的铁磁谐振过电压。串联谐振电路，产生铁磁谐振过电压的的必要条件是ω0 = 1/L0C＜ω。因此铁磁谐振可在很大的范围内发生。维持谐振振荡和抵偿回路电阻损耗的能量均由工频电源供给。为使工频能量转化为其它谐振频率的能量，其转化过程必须是周期性，且有节律的，即…1/2(1，2，3…)倍频率的谐振。铁磁谐振对TV的损坏，铁磁谐振(分频)一般应具备如下三个条件。铁磁式电压互感器(TV)的非线性效应，是产生铁磁谐振的主要原因。TV感抗为容抗的100倍以内，即参数匹配在谐振范围。要有激发条件，如投入和断开空载母线、TV突然合闸、单相接地突然消失、外界对系统的干扰或系统操作产生的过电压等。由前面分析可知，事故中具备了3个条件，才导致了此次事故。当良站10 kV系统发生单相接地时，故障点流过电容电流，未接地的两相B、C相电压升高31/2，对系统产生扰动，在这一瞬间电压突变过程中，TV高压线圈的非接地两相的励磁电流就要突然增大，甚至饱和，由此构成相间串联谐振。饱和后的TV励磁电感变小，系统网络对地阻抗趋于感性，此时若系统网络的对地电感与对地电容相匹配，就形成共振回路，激发各种铁磁谐振过电压。尤其是分频铁磁谐振可导致相电压低频摆动，励磁感抗成倍下降，产生过电压，过电压幅值可达到近2~3.5Ue以上，但此过电压达不到避雷器的动作电压1.7 kV，
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文件编号：KG-AO-5046-45 TV铁磁谐振故障的原因及预防措施 探讨 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 1故障原因 在电网中应用的TV，有许多无消谐装置，仅采用熔丝保护。由于其固有特性，在系统参数突变，如线路接地、配电变压器单相接地、补偿电容的投切、拉合刀闸及跌落式熔断器、投切空载线路及变压器、增减负荷等因素诱发下，易激发引起铁磁谐振过电压。 2故障危害 TV发生铁磁谐振时，常有三相电压同时升高，产生非工频过电压，其值可达额定值的2～3倍，严重破坏电压质量，危及或破坏系统的稳定，造成TV熔丝熔
断，绝缘击穿烧毁；严重时还会造成电网瓦解大面积停电。 3预防措施 (1)采用防谐设备。选用励磁特性好、不易磁饱和TV，如JSJW、JDZX、JDJJ2及JDX系列TV。 选用抗铁磁谐振TV，JSZG—10型三相五柱环氧树脂浇注绝缘TV，它将大大提高抗谐振、耐过电压和防止烧毁的能力。 选用四台JDZJ型TV组合，即将第四台各侧绕组分别串接在高压、低压侧中线上及开口三角回路中。正常运行时中线绕组几乎没有电压，在分频谐振时，由于中线绕组的串入L增加一倍，基本上维持原感抗，限制励磁涌流，防止磁饱和，从而防止产生分频谐振。
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
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。 以上两起故障是典型的铁磁谐振过电压现象，下面我们来简单分析一下故障的成因。 2铁磁谐振产生过程及其特点 2.1铁磁谐振现象的基本概念
10kV PT铁磁谐振的产生及消谐措施
10kV PT铁磁谐振的产生及消谐措施 [摘要] 10kV PT铁磁谐振是谐振中一种非线性谐振，常常表现为谐振过电压，它会破坏电气设备的绝缘，甚至会烧毁电气设备，严重威胁着电力系统的安全、稳定运行。本文深入分析了10kV PT铁磁谐振过电压的产生原因，并针对性提出了具体的防范措施。 关键词：PT;铁磁谐振;消谐措施 0前言 10kV PT铁磁谐振是谐振中一种非线性谐振，它可以是基波谐振，高次或分次谐波谐振。其表现形式可能是单相、两相或三相对地电压升高，或产生高值零序电压分量，出现虚幻接地现象，或者在电压互感器中出现过电流。其危害轻则引起高压保险烧毁，重则引起PT爆炸、开关柜烧毁，造成母线停电事故，甚至还会使小容量的异步电动机发生反转现象。它不仅影响对用户的供电，而且可能造成主设备损坏，严重威胁着系统的安全运行。 1 10kV PT铁磁谐振产生的原因 产生铁磁谐振过电压的主要原因，是由于PT的铁芯饱和而引起的串联谐振所致。由于10kV系统中性点不接地，星形接线的PT高压绕组，就成为系统三相对地放电的唯一金属通道。系统单相接地有两个过渡过程，一是接地时；二是接地消失时。电网单相接地时电流的分布如图1所示。 图110kV PT接法单相接地时的电流分布 当系统发生单相接地时，PT中性点对地有相电压产生，非接地相的电压升高到线电压，故障点会流过电容电流，其对地电容C0上充以与线电压相应的电荷。在接地故障期间，此电荷产生的电容电流以接地点为通路，在电源－导线－大地间流通，等值电路见图2。由于PT的励磁阻抗很大，其中流过的电流很小。当系统接地故障消逝后，相当于把导线电荷以接地点通往大地的电流通路切断了，此时非接地相将由原来的线电压瞬间恢复到正常的相电压水平。因此，非接地相积累的电荷只有通过PT对地放电，此时三相对地电容（零序电容）3C0中存储的电荷，将对三相PT及零序PT高压绕组电感放电。现场测试和理论分析表明，这个暂态过程所产生的电流比正常电流大很多倍，其频率低，幅值大，一般称为超低频振荡电流。尽管当中性点经零序PT接地后，由于零序PT的电
电压互感器铁磁谐振实验
电压互感器铁磁谐振实验 实际电力系统产生铁磁谐振，是由于某种外因使电压互感器的铁心趋于饱和，激磁电感急剧下降所致，在实验室中要模拟这种情况是困难的。三相对地导纳之间的大小和星座（容性、感性）差别较大而使三者之和较时，就可以使中写道位移电压上升，从而模拟铁磁谐振。为此，用改变对地电容的方法使参数不平衡，就可以产生铁磁谐振现象。实验步骤如下：（1）按小接地电流系统实验接线，每相接一只电容器（1μF），接入星形—星形—开口三角电压互感器2TV，加上电源，测量正常运行是各相对地电压、中性点对地电压及开口三角电压填入表格中。 （2）断开电源，将A相原接的一只电容断开，模拟线路在电源端完全断线，使系统各相对地参数不平衡，A相对地导纳为感性，B、C相为容性。合上电压后测量各相对地电压、中性点对地电压及开口三角电压填入表格中，与正常运行时的电压值对比，观察电压互感器铁磁谐振时各量的变化。 （3）花痴一次侧三个相电压、三相对地电压和中性点位移电压矢量图并进行分析。（根据A相相电压、A相对地电压和中性点位移电压值即可计算出矢量U AN和U ad的角度）。（4）在A相无电容而B、C相接一只电容的情况下，将电压互感器2TV开口三角绕组上并接200W的白炽灯泡，合上电源后测量各有关电压，分析这一措施为什么能抑制铁磁谐振的。 （5）将200W灯泡改为100W，并分析不同并接电阻值的影响。 （6）在A相无电容而B、C相接一只电容的情况下，将2TV开口三角绕组短接，在高压侧中性点串接一台零序电压互感器一次绕组（可采用1TV的一台单相380/100V互感器，但需将原一、二次侧接线断开再接线），除测量上述有关电压外，测量零序电压互感器二次侧电压U20。说明零序电压互感器对一直铁磁谐振的作用。 （7）在A相无电容而B、C相接一只电容的情况下，电压互感器原边中性点经500—1000欧电阻接地（用滑线电阻更好），合上电源后测量各有关电压，分析这一措施对抑制铁磁谐振的作用。 （8）对上述几项消谐措施进行分析比较。 表1 一次电压测量值（V）
TV铁磁谐振故障的原因及预防措施探讨简易版
In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities. 编订：XXXXXXXX 20XX年XX月XX日 TV铁磁谐振故障的原因及预防措施探讨简易版
TV铁磁谐振故障的原因及预防措施 探讨简易版 温馨提示：本安全管理文件应用在平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。文档下载完成后可以直接编辑，请根据自己的需求进行套用。 1故障原因 在电网中应用的TV，有许多无消谐装置， 仅采用熔丝保护。由于其固有特性，在系统参 数突变，如线路接地、配电变压器单相接地、 补偿电容的投切、拉合刀闸及跌落式熔断器、 投切空载线路及变压器、增减负荷等因素诱发 下，易激发引起铁磁谐振过电压。 2故障危害
TV发生铁磁谐振时，常有三相电压同时升高，产生非工频过电压，其值可达额定值的2～3倍，严重破坏电压质量，危及或破坏系统的稳定，造成TV熔丝熔断，绝缘击穿烧毁；严重时还会造成电网瓦解大面积停电。 3预防措施 (1)采用防谐设备。选用励磁特性好、不易磁饱和TV，如JSJW、JDZX、JDJJ2及JDX系列TV。 选用抗铁磁谐振TV，JSZG—10型三相五柱环氧树脂浇注绝缘TV，它将大大提高抗谐振、耐过电压和防止烧毁的能力。
铁磁谐振
铁磁谐振的几个特点 1）对于铁磁谐振电路，在相同的电源电势作用下回路可能不只一种稳定的工作状态。电路到底稳定在哪种工作状态要看外界冲击引起的过渡过程的情况。 2）PT的非线性铁磁特性是产生铁磁谐振的根本原因，但铁磁元件的饱和效应本身也限制了过电压的幅值。此外回路损耗也使谐振过电压受到阻尼和限制。当回路电阻大于一定的数值时，就不会出现强烈的铁磁谐振过电压。 3）串联谐振电路来说，产生铁磁谐振过电压的的必要条件是因此铁磁谐振可在很大 的范围内发生。 4）维持谐振振荡和抵偿回路电阻损耗的能量均由工频电源供给。为使工频能量转化为其它谐振频率的能量，其转化过程必须是周期性且有节律的，即…1／2（1，2，3…） 倍频率的谐振。 5）铁磁谐振对PT的损坏。电磁谐振（分频）一般应具备如下三个条件。 ①铁磁式电压互感器（PT）的非线性效应是产生铁磁谐振的主要原因。 ②PT感抗为容抗的100倍以内，即参数匹配在谐振范围。 ③要有激发条件，如PT突然合闸、单相接地突然消失、外界对系统的干扰或系统 操作产生的过电压等。 据试验分频谐振的电流为正常电流的240倍以上，工频谐振电流为正常电流的40～60倍左右，高频谐振电流更小。在这些谐振中，分频谐振的破坏最大，如果PT的绝缘 良好，工频和高频一般不会危及设备的安全 当系统发生单相接地时，故障点流过电容电流，末接地的两相相电压长高√3，这将严重影响线路和电气设备的安全运行（此时电压互感器的励磁阻抗很大，故流过的电流很小）。但是，一旦接地故障点消除，非接地相在故障期间已充的电荷只能通过电压互感器高压线圈经其自身的接地点接入大地。在这一瞬间电压突变过程中，电压互感器高压线圈的非接地两相的励磁电流就要突然增大，甚至饱和、由此构成相间串联谐振。由于接地电弧熄灭时间不同，故障点的切除就不一样。因此，不一定在每次出现单相接地故障时，电压互感器高压线圈中都要产生很大的激磁电流，其高压侧熔断器的情况也有所不同。 铁磁谐振的常用消除办法 根据以上分析配电系统铁磁谐振的特性，就不难找到加以解决的办法。通常的解决办法有： 1）PT一次的中性点加装阻尼电阻。该方法在已广泛采用，生产定型产品的厂家比较多，在实际运用中都取得了满意的效果。如西安电瓷厂生产的RXQ系列消谐器，该消谐器串接于PT一次绕组中性点与地之间，内部材料为大容量的非线性碳化硅电阻片及散热片等串联组装于瓷套内而成。其工作原理为：在低压下消谐器呈高电阻值（可达几百千欧）使谐振在起始阶段不易发展，单相接地时，消谐器上出现千余伏电压，它的非线性电阻下降，使其不影响接地保护的工作。 2）在PT开口三角侧并联固定（或可变）阻尼，一些要求不太高的变电所或配电系统常在PT开口三角处并联电灯泡或电炉丝。其缺点是：电灯泡或电炉丝易损坏，当其损坏后将不会有消谐作用；当系统发生单相接地时，在开口三角侧将产生100 V的电压，而由于电灯泡或电炉丝的冷态电阻是较小的，这将在PT开口三角侧流过较大的电流引起PT损坏。 针对这些办法的不足，一些厂家相继开发生产出了一些较高级的产品。如云南昆明
应用MATLAB_SIMULINK仿真研究铁磁谐振
第３０卷第９期?３０?２００４年９月 高电压技术 ＨｉｇｈＶｏｌｔａｇｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖ０１．３０ＮＯ．９ Ｓｅｐ．２００４ 应用ＭＡＴＬＡＢ／ＳＩＭＵＬＩＮＫ仿真研究铁磁谐振 杜志叶，阮江军，王伟刚 （武汉大学电气工程学院，武汉４３００７２） 摘要：鉴于中性点直接接地的电力系统中屡屡因投切断路器或隔离开关而激发铁磁谐振现象，分析了该现象产生的原因和条件，建立了母线电压互感器（ＴＶ）的仿真模型，利用ＭＡＴｌ．ＡＢ内建的仿真工具实现了铁磁谐振（由母线ＴＶ非线性励磁电感同断路器均压电容和系统对地电容匹配所致）暂态过程数字仿真。仿真结果表明，ＴＶ的励磁电阻（铁损）对铁磁谐振有重要影响。铁损越大，谐振越强烈。铁损减小，利于抑制谐振。最后，仿真比较了两种不同消谐方法的作用及效果，验证了消谐方案（通过间接降低ＴＶ励磁电阻来抑制铁磁谐振）的切实可行。 关键词：ＭＡＴＩ，ＡＢ仿真铁磁谐振铁损消谐 中图分类号：ＴＭ８６４文献标识码：Ａ文章编号：１００３—６５２０（２００４）０９—００３０～０３ ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＲｅｒｒｏｒｅｓｏｎａｎｃｅＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＵｓｉｎｇＭＡＴＬＡＢ／ＳＩＭＵＬＩＮＫ ＤＵＺｈｉｙｅ，ＲＵＡＮＪｉａｎ。ｇＪｕｎ，ＷＡＮＧＷｅｉｇａｎｇ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｅｔｒｉｅａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｈａｎ４３００７２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｅｎｅｕｔｒａｌ—ｇｒｏｕｎｄｅｄｐｏｗｅｒｓｙｓｔｅｍ。ｆｅｒｒｏｒｅｓｏｎａｎｃｅｏｖｅｒｖｏｌｔａｇｅｃａｕｓｅｄｂｙｓｗｉｔｃｈｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔｂｒｅａｋｅｒｓｏｒｄｉｓｃｏｎｎｅｃｔｏｒｓｏｃｃｕｒｓｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙ．ＴｈｉｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｏｆｂｕｓＴＶ，ｅｍｐｌｏｙｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｍｐｌｅｍｅｎｔｏｆＭＡＴＩ。ＡＢｔｏａｃｈｉｅｖｅｄｉｇｉｔａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｆｅｒｒｏｒｅｓｏｎａｎｃｅｔｒａｎｓｉｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｄｕｅｔＯｍａｔｃｈｉｎｇｏｆｎｏｎ－ｌｉｎｅｒｅｘｃｉｔｉｎｇｉｎｄｕｃｔａｎｃｅｏｆｔｈｅｂｕｓＴＶａｎｄｔｈｅｂｒｅａｋｅｒｓ＇ｇｒａｄｉｎｇｃａｐａｃｉｔａｎｃｅａｎｄｔｈｅｃａｐａｃｉｔａｎｃｅｔｏｇｒｏｕｎｄｏｆｓｙｓｔｅｍ．ＩｔｉｓｐｒｏｖｅｄｆｒｏｍｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｔｈａｔｔｈｅｖａｌｕｅｏｆｃｏｒｅｌｏｓｓｏｆＴＶｉｓｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｆａｃｔｏｒｔＯｆｅｒｒｏｒｅｓｏｎａｎｃｅ．Ｔｈｅｇｒｅａｔｅｒｔｈｅｖａｌｕｅｉｓ。ｔｈｅｉｎｔｅｎｓｅｒｔｈｅｒｅｓｏｎａｎｃｅｉｓ．Ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｖａｌｕｅｉｓｔｈｅｋｅｙｔｏｓｕｐｐｒｅｓｓｉｎｇｔｈｉｓｋｉｎｄｏｆｒｅｓｏｎａｎｃｅ．Ａｔｌａｓｔ ｌ ｔｏｔｅｓｔｉ—ｆｙｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｓｕｐｐｒｅｓｓｉｎｇｔｈｅｆｅｒｒｏｒｅｓｏｎａｎｃｅｂｙｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙｄｅｃｒｅａｓｉｎｇｔｈｅｃｏｒｅｌｏｓｓｏｆＴＶ。ｔＷＯｗａｙｓａｂｏｕｔｆｅｒ—ｒｏｒｅｓｏｎａｎｃｅｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎａｎｄｔｈｅｉｒｅｆｆｅｃｔｓａｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄａｎｄｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｔｈｅｆｅａｓｉｂｌｅｍｅａｓｕｒｅｓｏｆｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇａｎｄｓｕｐ—ｐｒｅｓｓｉｎｇｆｅｒｒｏｒｅｓｏｎａｎｃｅａｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄａｓｗｅｌｌ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＭＡＴＩ。ＡＢｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｅｒｒｏｒｅｓｏｎａｎｃｅｃｏｒｅｌｏｓｓｒｅｓｏｎａｎｃｅｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ ０引言 电力系统中变压器、电磁式ＴＶ等铁心电感器件具有非线性电磁特性，它们与系统内的容性元件在一定条件下会发生铁磁谐振，且会因其铁心深度饱和而产生极大谐振过电压和过电流，严重威胁电网的安全运行。近年来，铁损较低的节能型ＴＶ的大量采用，使１１０ｋＶ及以上中性点直接接地系统中铁磁谐振的发生率有所增加。因此，有必要系统分析此现象，建立一个相对可靠、准确的系统仿真模型和仿真方法，以提高预测准确性ｎ］。 １铁磁谐振的机理和特征 １．１理论分析口叫１ 某１１０ｋＶ中性点直接接地系统见图１。两侧的隔离开关ＧＯ、Ｇ１闭合时，断口接有均压电容的断路器ＤＩ。０、ＤＩ。１任一只断开将会激发谐振，ＤＩ。０、ＤＩ。１断开时，ＧＯ、Ｇ１任一只断开或合上也会激发谐振。当母线处于空载状态时，由于断路器均压电容和系统对地电容的作用，任何引起母线电压波动的开关操作都可能引起谐振。考虑两段母线的对称性，对其中一段作等效简化（见图２）。 Ⅳ母线ｌ、１．１Ｌ０，＋……。 １ＩＵ…ＫＶ捱 ，＼，Ⅱ人、 ＿Ｔ１ｂ曲Ｉ九９ＴＶ２ｈ吉 ｌ三；ＤＬ． ｉ＇ＶＩ ／ 图１１１０ｋＶ变电站系统图 Ｆｉｇ．１Ｄｉａｇｒａｍｏｆａ１１０ｋＶｓｕｂｓｔａｔｉｏｎ ｋｓｉｎｏ）ｔ 图２等效简化电路 Ｆｉｇ．２Ｒｅｄｕｃｅｄｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｃｉｒｃｕｉｔ 图２中Ｅ。ｓｉｎｗｔ为系统电源，Ｃ。为均压电容，Ｃ２为等效系统对地电容；Ｒ。、Ｌ、Ｕ分别为ＴＶ’：９铁 万方数据万方数据
电压互感器铁磁谐振的发生原因及防范措施
电力系统中存在着许多储能元件，当系统进行操作或发生故障时，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，对电力系统安全运行构成危害。在中性点不接地的非直接接地系统中，铁磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压是常见的，是造成事故较多的一种内部过电压。这种过电压轻则使电压互感器一次熔丝熔断，重则烧毁电压互感器，甚至炸毁瓷绝缘子及避雷器造成系统停运。在一定的电源作用下会产生串联谐振现象，导致系统中出现严重的谐振过电压。 1、电压互感器引起铁磁谐振的发生原因分析 在中性点不接地系统中，为了监视对地绝缘，母线上常接有Y接线的电磁式电压互感器，如图1所示，图中u0为电源电势，C为线路等设备的对地电容，L为电压互感器激磁电感，R0为中性点串联消谐电阻。 在正常运行状态下电压互感器励磁感抗很大，其数值范围在兆殴级以上且各相对称。C数值视线路长短而定，线路愈长容抗愈小，即以1 km线路而言，其每相对地电容约0.004μF ，故其容抗小于1 MΩ，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U-I特性如图2所示。
由图2可见，曲线的起始一段接近直线，其电感相应地保持常数。当激磁电流过大时，铁芯饱和，则L值随之大大降低。正常运行时铁芯工作在直线范围，当系统中出现某些波动，如电压互感器突然合闸的巨大涌流、线路瞬间单相弧光接地等，使电压互感器发生三相不同程度的饱和，以至破坏了电网的对称，电网中性点就出现较高的位移电压，造成工频谐振或激发分频谐振。 2、铁磁谐振的特点 对于铁磁谐振电路，在相同的电源电势作用下，回路可能不只有一种稳定的工作状态。电路到底稳定在哪种工作状态，要看外界冲击引起的过渡过程的情况。 TV的非线性铁磁特性是产生铁磁谐振的根本原因，但铁磁元件的饱和效应本身，也限制了过电压的幅值。此外回路损耗也使谐振过电压受到阻尼和限制。当回路电阻大于一定的数值时，就不会出现强烈的铁磁谐振过电压。 串联谐振电路，产生铁磁谐振过电压的的必要条件是ω0 = 1/L0C＜ω。因此铁磁谐振可在很大的范围内发生。 维持谐振振荡和抵偿回路电阻损耗的能量均由工频电源供给。为使工频能量转化为其它谐振频率的能量，其转化过程必须是周期性，且有节律的，即…1/2(1，2，3…)倍频率的谐振。 铁磁谐振对TV的损坏，铁磁谐振(分频)一般应具备如下三个条件。 1、电磁式电压互感器(TV)的非线性效应，是产生铁磁谐振的主要原因。 ２、TV感抗为容抗的100倍以内，即参数匹配在谐振范围。 ３、要有激发条件，如投入和断开空载母线、TV突然合闸、单相接地突然消失、外界对系统的干扰或系统操作产生的过电压等。 由前面分析可知，事故中具备了3个条件，才导致了此次事故。当良站10 kV系统发生单相接地时，故障点流过电容电流，未接地的两相B、C相电压升高31/2，对系统产生扰动，在这一瞬间电压突变过程中，TV高压线圈的非接地两相的励磁电流就要突然增大，甚至饱和，由此构成相间串联谐振。饱和后的TV励磁电感变小，系统网络对地阻抗趋于感性，此时若系统网络的对地电感与对地电容相匹配，就形成共振回路，激发各种铁磁谐振过电压。尤其是分频铁磁谐振可导致相电压低频摆动，励磁感抗成倍下降，产生过电压，过电压幅值可达到近2~3.5Ue以上，但此过电压达不到避雷器的动作电压1.7 kV，故母线避雷器并未动作。同时，感抗下降会使励磁回路严重饱和，励磁电流急剧加大，电流大大超过额定值，据
电力系统谐振消除方法
电力系统谐振消除方法 电力系统铁磁谐振一直影响着电气设备和电网的安全运行，特别是对中性点不直接接地系统，铁磁谐振所占的比例较大，因此对此类铁磁谐振问题研究得较多。本文针对电力系统谐振消除方法进行探讨和分析，并提出一些意见，为相关工作者提供参考。 电力系统中过电压现象较为普遍。引起电网过电压的原因主要有谐振过电压、操作过电压、雷电过电压以及系统运行方式突变，负荷剧烈波动引起系统过电压等。其中，谐振过电压出现频繁，其危害很大。过电压一旦发生，往往造成系统电气设备的损坏和大面积停电事故发生。据多年来电力生产运行的记载和事故分析表明，中低压电网中过电压事故大多数是由于谐振现象引起的。日常工作中发现，在刮风、阴雨等特殊天气时，变电站35kV及以下系统发生间歇性接地的频率较高，当接地使得系统参数满足谐振条件时便会发生谐振，同时产生谐振过电压。谐振会给电力系统造成破坏性的后果：谐振使电网中的元件产生大量附加的谐波损耗，降低发电、输电及用电设备的效率，影响各种电气设备的正常工作；导致继电保护和自动装置误动作，并会使电气测量仪表计量不准确；会对邻近的通信系统产生干扰，产生噪声，降低通信质量，甚至使通信系统无法正常工作。 1.谐振及铁磁谐振
谐振是一种稳态现象，因此，电力系统中的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。所以谐振过电压的持续时间要比操作过电压长得多，这种过电压一旦发生，往往会造成严重后果。运行经验表明，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。因此，必须在设计时事先进行必要的计算和安排，或者采取一定附加措施（如装设阻尼电阻等），避免形成不利的谐振回路，在日常工作中合理操作防止谐振的产生，降低谐振过电压幅值和及时消除谐振。在6~35kV系统操作或故障情况下，系统振荡回路中往往由于变压器、电压互感器、消弧线圈等铁芯电感的磁路饱和作用而激发起持续性的较高幅值的铁磁谐振过电压。铁磁谐振可以是基波谐振、高次谐波谐振、分次谐波谐振，其共同特征是系统电压升高，引起绝缘闪络或避雷器爆炸；或产生高值零序电压分量，出现虚幻接地现象和不正确的接地指示；或者在PT中出现过电流，引起熔断器熔断或互感器烧坏；母线PT的开口三角绕组出现较高电压，使母线绝缘监视信号动作。各次谐波谐振不同特点主要在于： ①分次谐波谐振三相电压依次轮流升高，超过线电压，一般不超过2倍相电压，三相电压表指针在相同范围出现低频摆动。
电磁式电压互感器谐振过电压分析及抑制措施
电磁式电压互感器谐振分析及抑制措施研究 (江建明四川省电力工业调整试验所610072) 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。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．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。如有线路瞬间接地，雷电感应侵入电网，尤其系统出现单相接地，易产生串联谐振。 （3）直接因突然投入系统的电容变化而引起谐振。如补偿电容器的投入，断路器断口打开时的并联电容易产生并联谐振。 （4）由于线路分合或运行状态突变时，会产生多次或分次谐波，从而使ω发生变化。如拉合刀闸、跌落式熔断器动作等，可能引起并联或串联谐振。 2．产生铁磁谐振的机理 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
铁磁谐振过电压
解释一： 电压互感器铁磁谐振过电压可分两种：一种是中性点不稳定过电压；另一种是中性点位移过电压。前者多在正常运行的中性点不接地的电网中产生, 例如投入空母线时的过电压；后者均在定相的过程中产生, 这主要是由于定相的方法不当引起的。 经过检修的某些线路、电缆等在恢复送电时, 新建的线路、电缆、变压器等在投入运行时, 以及两部分电网首次并联运行时, 必须事先检查相位, 进行定相, 以免造成严重的设备损坏和人身事故。在110千伏以下中性点不接地（包括中性点经消弧线圈接地）的电网中, 定相通常是利用电压互感器进行的。 利用一台电压互感器, 直接在高压电网中定相时产生的过电压, 主要是由基波谐振引起的, 特性比较稳定, 因此称为中性点位移过电压；利用两台外接的或母线上原有的中性点直接接地的电压互感器, 而在其低压侧定相时产生的过电压, 是由基波、高次谐波或分次谐波谐振所引起,同时具有不稳定的特点, 故称为中性点不稳定过电压。后者在国内外的电力系统中发生较多,即过去所谓的中性点位移过电压和现在的电压互感器铁芯饱和过电压。 一、中性点不稳定过电压 中性点不稳定过电压,不仅可以在定相的过程中发生, 而且在在我国3~220千伏运行的电网中, 也曾普遍发生, 是新建的和经过检修后投入运行的电气设备损坏的重要原因之一,同时也是电压互感器烧毁及其高压保险频繁熔断的主要原因。
1.产生的条件 试验研究结果表明, 当发生此种过电压时, 中性点出现显著的位移, 相电压变动并升高, 而线电压保持不变。因此可以判定此种过电压是零序回路出现的一种谐振现象。此种过电压对相间电容与三相对称的负荷没有影响。只要同时符合以下四个条件, 便可能产生此种过电压。 （1）电源变压器为三角形接线或中性点不接地的星形接线, 以及中性点不接地的电网（注：这里指电源侧中性点不接地） （2）单台或多台电压互感器的中性点直接接地, 同时零序电压线圈接近开路状态（注：这里指电压互感器中性点直接接地） （3）母线或电网各相的对地电容与电压互感器各相的对地电感相匹配, 且初始感抗必须大于容抗 （4）因电压或励磁涌流的冲击, 使电压互感器的铁芯三相发生不同程度的饱和。当电源投入、单相接地故障清除〔切除或自动消除）时, 以及瞬间的传递过电压发生时, 均可激发起此种过电压。 以上四个条件, 可以直观地用下图表示出来
电压互感器铁磁谐振故障原因分析与处理_0
电压互感器铁磁谐振故障原因分析与处理 近年来，随着经济的发展和科学技术的不断进步，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、计量系統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。 标签：电磁式电压互感器;铁磁谐振;过电压;治理措施 引言 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。 1电压互感器铁磁谐振产生机理及激发因素 1.1铁磁谐振产生机理 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。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。 1.2铁磁谐振激发因素 铁磁谐振激发因素包括：①单相接地;②线路断线;③线路非同期合闸操作; ④电力系统瞬间过电压;⑤电磁式电压互感器突然投入运行。 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。不接地系统正常运行，线路对地电容与电磁式电压互感器一次绕组之间感抗形成并联回路，由于等效感抗一般均较大，电网对地阻抗主要表现为线路对地电容的容抗，此时三相较为平
倒闸操作中发生铁磁谐振的方法及防止措施
倒闸操作中发生铁磁谐振的方法及防止措施 1 变电站发生铁磁谐振的条件 对于单母线接线方式:如图 1所示, 110 kV母线上所连接的 84、 85断路器 (带有并联电容在断开位置,相应的两侧刀闸在合闸位置, 110 kV 母线电压互感器在运行状态,此时如果 84断路器线路侧、 85断路器线路侧任意一处带有电压时,就会使电感和电容之间形成振荡回路,而发生铁磁谐振。 对于通过母联 80断路器(带有并联电容并列运行的双母线,如图 2所示,Ⅰ段母线电压互感器在投入状态,当Ⅰ段母线带出线负荷全部倒至Ⅱ段母线运行时,母联80断路器在断开位置, 80断路器两侧在合闸位置,此时 80断路器靠Ⅱ段母线侧带有电压,就有可能发生 铁磁谐振。
在 35 kV、 10 kV中性点不接地系统使用中心接地的电压互感器,当向空母线充电时也易发生铁磁谐振。 2 防止铁磁谐振的简易方法 拉开带有电压的断路器两侧刀闸,改变了电容和电感的参数,谐振即消失。 合上一台一侧带有电压的断路器,改变了电容和电感的参数,谐振即消失。 制定合理的倒闸操作程序,改变系统参数,防止谐振发生。 3 具体操作的防谐振措施 3.1 单母线(或单母线分段的接线方式 110 kV母线需要停电检修时,当母线所带负荷已全部转移时,如果 85(或 84断路器在拉开位置,两则刀闸在合闸位置, 并且任一条线路带有电压时, 谐振就有可能发生。此种情况下可采用以下方法进行防止:先将对侧 110 kV主电源的进线断路器、刀闸拉开,改变系统参数,然后进行 110 kV母线的停电操作。 110 kV母线检修完毕,用 84断路器向母线充电,可采用以下两种操作方法进行防范: (1将 110 kV 母线 TV 至退出状态,合上 841、 842刀闸(此时线路带电 ,合上 84断路器,向 110 kV母线正常充电;合上 817刀闸,恢复 110 kV母线 TV 运行,此种操作方法不会产生铁磁谐振。 (2用 84断路器向 110 kV母线充电时,先拉开对侧 84断路器,再将 817、 841、842刀闸和 84断路器合上,用对侧 84断路器直接向该母线供电,谐振也不会产生。 3.2 通过母联断路器并列运行的双母线 母线停电操作时, 当母线所带负荷全部倒完后, 先拉开停电母线的电压互感器, 再拉开母联 80断路器,这样操作不会发生铁磁谐振。
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。消除分频谐振时R△要最小。使用该措施时应注意：a）系统中每台TV开口三角均接电阻器时措施方有效。 b）经验表明，对于6～10 k V电网，当TV饱 和特性较好时此措施比较有效。 c）经验表明，装设于互感器开口三角绕组的阻尼电阻一般对35 kV和66 k V系统效果较好，可固定投入，也可用零序电压继电器将电阻器短时投入，1 min后自动切除［2］。 d）R△采用白炽灯泡时，由于谐振经常在单相接地消失后产生，白炽灯泡因发热而使其电阻显著增大，所以此时不起消谐作用。 e）当电压等级越高或TV饱和特性越差时，要求的R△越小。因而发生持续稳定的单相接地故障时，R△的额定功率不易满足要求。 f）当系统电容三相不对称（如断线），或TV一次非全相熔断器烧断时，在对称状态下可以抑制的谐振，在不对称时仍有可能谐振，此时需减小R△才能抑制谐振。这是因为：电容不对称时，除了网络会有较大的不对称电压外，由于电容的减小导致容抗增大而易进入谐振区；TV一次非全相熔断器烧断时，它的并联电感有所减少，但由于二次侧电压降低，R△反应到一次侧的电阻增大得较快，从而降低了电阻器的阻尼效果。 g）由于R△是接在开口三角两端，因此这一负载必定同时加在三角绕组和一次绕组上，这就要求TV要有足够的容量，尤其是在间歇性弧光接地时，由于R△的接入，将使流过一次绕组的电流显著增大，增加了TV烧损的可能性。 h）为了使TV不因电压升高而进入饱和状态，应根据TV的容量选择电阻的额定功率。 i）现在许多二次侧消谐装置实质是对在开口三角两端接入电阻器的改进，其原理多是首先鉴别高频、基频、分频谐振，然后用电子电路实现不同的消谐措施以达到消谐目的。然而，在实际应用中，由于原理及装置的可靠性欠佳，这些装置的运行情况并不理想。二次侧电子消谐装置仍有待从理论、制造上加以完善。 2．2TV一次侧中性点经电阻器R0接地 该措施除了能限制TV中的电流，特别是限制断续弧光接地时流过TV的高幅值电流外，亦能减少每相TV上的电压（相当于改善TV的伏安特性）。使用该方法时应注意： a）电阻器R0的电阻R0不能太小，也不能太大，否则单相接地时，开口三角电压太低，影响接地指示灵敏度及保护装置的正确动作。根据文献［2］推荐，R0＞0．06 Xm。 b）若网络中必须有多台高压侧中性点接地的TV同时运行，则必须每台TV均在中性点安装消谐电阻器方有效。 c）电阻器的额定功率须较大，一般采用额定功率相当大的非线性电阻器与线性电阻器串联。非线性电阻器在低电压下电阻较大，还能阻止谐振发展。d）该措施与TV开口三角绕组并接R△并非完全等价，对于系统三相电容严重不对称或TV一次非全相熔断器烧断等异常情况均可有效消谐。 e）当系统发生单相接地故障时，R0上将有超过几千伏的高压，此时不能使用中性点绝缘较低的TV。若35 kV系统使用的TV中性点绝缘水平为低压级（500 V），则TV绝缘有可能承受不了过电压。 2．3TV一次侧中性点经零序TV接地