电力系统谐振
电力系统谐振原因及处理措施分析
电力系统谐振原因及处理措施分析电力系统谐振是指在电力系统中，由于电感元件和电容元件之间的耦合作用，导致系统频率与其中一谐振频率非常接近或者相等，从而引发强烈的谐振现象。
电力系统谐振会导致系统的稳定性降低，甚至对设备造成损伤，因此需采取相应的处理措施。
1.线路参数不平衡：电力系统中，线路参数可能由于材料、施工等原因导致不平衡，使得电阻、电容、电感的数值存在差异，从而引发谐振问题。
2.寄生参数影响：由于电力系统中存在各种元件的寄生参数，如线路电容、变压器互感等，这些寄生参数也会产生谐振现象。
3.变压器的串联谐振：当变压器的电容和电抗连续串联时，会导致系统在谐振频率附近出现谐振现象。
4.电容补偿的谐振：电容补偿系统用来提高无功功率补偿能力，但若补偿容量选择不当，会形成与其他元件共振，引起谐振。
1.选择合适的线路参数：优化电力系统的线路参数，例如通过合理选择导线材料、提高线路间隙距离等措施，可以减小谐振的产生。
2.增加阻尼措施：在电力系统中增加合适的阻尼器，可以消耗谐振的能量，减轻谐振的影响，提高系统的稳定性。
3.采用合适的电容补偿：在进行电容补偿时，应合理选择补偿容量，避免与其他元件共振。
可以通过对电容器的串联电感进行合理设计，避免谐振的发生。
4.使用滤波器：适当地在系统中引入谐振滤波器，可以将谐振频率范围的干扰信号滤除，从而消除谐振现象。
5.加强监测与控制：对电力系统进行实时监测，发现谐振问题时及时采取控制措施，如调整电力系统的运行状态，避免谐振过程的加剧。
6.加强设备维护：定期检查和维护电力系统的设备，防止电容、电感元件损坏引发谐振。
总结起来，电力系统谐振的处理措施是多方面的，包括优化线路参数、增加阻尼措施、合理选择电容补偿、使用滤波器、加强监测与控制以及设备维护等。
通过采取这些措施，可以有效地预防和处理电力系统谐振问题，提高系统的稳定性和可靠性。
谐振产生的原因、分类、危害及防范措施
谐振产生的原因、分类、危害及防范措施一、谐振的类型一般可认为电力系统中的电容和电阻元件是线性参数，电感元件是非线性参数。
由于振荡回路中包含不同特性的电感元件，谐振有三种不同的类型：1.线性谐振。
谐振回路由不带铁芯的电感元件（如输电线路的电感、变压器的漏感）或励磁特性接近线性的带铁芯的电感元件（如消弧线圈，其铁芯中有气隙）和系统中的电容元件所组成。
在正弦电源作用下，当系统自振频率与电源频率相等或接近时，可能产生线性谐振。
2.铁磁谐振。
谐振回路由带铁芯的电感元件（如空载变压器、电压互感器）和系统中的电容元件组成。
受铁芯饱和的影响，铁芯电感元件的电感参数是非线性的，这种含有非线性电感元件的回路，在满足一定谐振条件时，会产生铁磁谐振。
目前在我国的10kV 系统中，运行着大量的电磁式电压互感器（PT），当出现单相直接接地、单相弧光接地、母线空载时突然合闸等情况时，由于电压互感器铁心电感的非线性，很容易发生谐振。
当PT 一次电感与系统对地电容满足谐振条件时，将产生很高的过电压和过电流，从而引起PT一次熔断器烧毁，甚至爆炸，严重威胁电网的安全运行。
3.参数谐振。
谐振回路由电感参数作周期性变化的电感元件（如凸极发电机的同步电抗在Xd-Xq间周期变化）和系统电容元件（如空载线路）组成。
当参数配合恰当时，通过电感的周期性变化，不断向谐振系统输送能量，将会造成参数谐振。
二、铁磁谐振的特点铁磁谐振是电力系统自激振荡的一种形式，其本质是一种LC振荡，是由于变压器、电压互感器等铁磁电感的饱和作用引起的持续性、高幅值谐振过电压现象。
其主要特点为：1、铁磁谐振存在自保持现象。
激发因素消失后，铁磁谐振过电压仍然可以继续长期存在；2、铁磁谐振过电压一般不会非常高，过电压幅值主要取决于铁心电感的饱和程度。
3、谐振回路中铁心电感为非线性的，电感量随电流增大、铁心饱和而下降；4、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转移到谐振状态。
电力系统中的谐振故障检测与抑制技术
电力系统中的谐振故障检测与抑制技术一. 引言电力系统是现代社会不可或缺的基础设施，其运行稳定性对社会经济的发展至关重要。
然而，由于电力系统中存在谐振故障，导致系统的可靠性和稳定性受到威胁。
因此，研究电力系统中的谐振故障检测与抑制技术具有重要的理论和实际意义。
二. 谐振故障的成因和危害谐振故障是指电力系统中电气设备与其外部电力网络之间频率相差很小，而且有相近谐振频率的现象。
谐振故障的成因主要包括系统谐振和设备谐振。
系统谐振一般与电源压力变化导致的系统阻抗变化有关，若谐振频率接近电源频率，则系统谐振产生。
设备谐振指的是电力设备的特定部分发生谐振，这主要是由于设备内部组件参数不匹配而引起的。
谐振故障对电力系统造成的危害包括：频繁的设备故障；电压、电流波形损坏；系统能量损耗增加；系统稳定性下降等。
因此，谐振故障的检测与抑制技术对维持电力系统的正常运行非常重要。
三. 谐振故障检测技术谐振故障的检测技术主要包括频域分析和时域分析。
频域分析利用谐波检测仪分析电流和电压各次谐波分量的比值，并与标准曲线进行比较，从而判断系统是否存在谐振故障。
时域分析是通过检测电网波形变化来判断系统是否出现谐振故障。
针对频域分析技术，常用的方法有小波分析、功率谱分析和谐波阻尼比分析。
小波分析是一种分析非平稳信号的有效方法，它可以将信号分解成不同尺度的子信号，从而提取不同频率的谐振信息。
功率谱分析是通过对信号的频谱密度进行分析，来检测谐振故障的存在。
谐波阻尼比分析则是通过比较电压和电流不同谐波次数的阻尼比来判断系统是否存在谐振故障。
时域分析技术包括瞬变电流检测、波形识别和自相关函数分析等。
瞬变电流检测利用低通滤波器对电流信号进行处理，提取出电流中的瞬变部分，从而判断系统中是否存在谐振故障。
波形识别则通过比较电流和电压波形的形状和振幅来判断系统是否发生谐振故障。
自相关函数分析是对信号自身进行相关性计算，从而判断电力系统中是否存在谐振故障。
电力系统谐振原因及处理措施分析
电力系统谐振原因及处理措施分析电力系统谐振是指电力系统中存在频率与系统其中一谐振频率相近的异常振动现象。
谐振会导致系统设备振幅增大、电流容量减小、电压稳定性下降，甚至会使系统设备损坏，严重时还会引发系统事故。
本文将详细分析电力系统谐振的原因，并给出相应的处理措施。
1.电抗器的并联谐振：电力系统中常见的电抗器有电动励磁容器、电抗器组等，在负载下和其中一种电抗器传输系统中，电源电抗器与传输线电感一起形成一个并联谐振回路。
当电抗器的谐振频率与线路电感谐振频率相近时，就会发生谐振。
2.传输线上的谐振：传输线上的谐振分为并列谐振和串联谐振两种。
并列谐振是指传输线电抗与负载电容并联形成的谐振回路，串联谐振则是指线路电感与负载电感串联形成的谐振回路。
这两种谐振都是传输线参数与负载特性相匹配时才会发生。
3.系统频率与负载谐振：电力系统的频率为50Hz，而一些设备的响应频率可能在50Hz附近，当系统频率正好与一些设备的谐振频率相符时，就会发生谐振。
常见的设备包括风电、光伏发电等新能源设备。
4.不平衡负荷引起的谐振：当电力系统中存在不平衡负荷时，系统各相之间的不均衡会导致谐振的发生。
针对以上原因，可以采取以下处理措施来避免和解决电力系统谐振问题：1.降低谐振频率：通过选择合适的电容、电感等元件参数，可以使谐振频率远离系统频率。
电容器、电抗器的接线和接地等方式可能会影响并联谐振频率的变化。
2.改变谐振回路的拓扑结构：对并联谐振回路来说，可以通过改变电源、电抗器、传输线等的连接方式来改变谐振回路的拓扑结构，从而避开谐振频率。
对串联谐振回路来说，可以通过改变传输线、负载之间的连接方式来改变谐振回路的拓扑结构。
3.使用谐振抑制装置：谐振抑制装置是一种专门用于抑制谐振的设备，可以通过在谐振回路中引入合适的电阻、电容、电感等元件来实现谐振的消除或抑制。
4.优化电力系统参数：通过优化电力系统的参数，如调整负荷分配、改变线路结构、提高系统稳定性等，来减小谐振的可能性。
电力系统谐振消除方法
电力系统谐振消除方法电力系统的谐振是指在电力系统中存在谐振回路或谐振点的现象。
谐振会导致系统的电压、电流、功率等出现异常，严重时会造成设备损坏甚至系统故障。
因此，消除电力系统的谐振对于保证系统正常运行具有重要意义。
1.变压器接地方式的改变：变压器的中性点接地方式会对谐振回路产生影响。
通过改变变压器接地方式，如从星形接地改为不接地或接到电抗器上，可以改变系统的谐振特性，减小谐振现象的发生。
2.谐振回路的拆除或阻断：通过拆除谐振回路中的谐振元件或增加必要的电抗器，使谐振回路的谐振频率与系统的工频产生较大的差异，从而消除谐振。
3.加装谐振阻抗：在谐振回路中加装适当的谐振阻抗，使其与系统的工频形成低阻抗，阻碍谐振电流的流动，从而减小谐振的影响。
4.变电站设备的调整或替换：根据谐振现象的具体情况，对变电站的设备进行调整或替换，如改变电容器的装设位置、改变断路器和隔离开关的参数等，以减小谐振现象的发生。
5.谐振抑制器的应用：谐振抑制器是专门用于消除电力系统谐振的装置。
它通过并联在谐振回路中，利用其特殊的电路结构和参数，改变回路的谐振特性，从而消除谐振。
6.系统参数的优化：通过对电力系统的参数进行优化，如变压器的变比、电缆的电容等，使系统不易形成谐振回路或降低其谐振频率，从而减小谐振的影响。
7.谐振抑制装置的研发与应用：通过引入新的谐振抑制装置，如谐振消除器、谐振合成器等，用于抑制系统中谐振的发生，提高电力系统的稳定性和可靠性。
需要注意的是，在进行谐振消除时，需要科学、合理地分析系统的谐振特性，并综合考虑各种因素的影响。
对于不同系统的谐振问题，需要采取相应的措施，以达到消除谐振、提高系统稳定性和可靠性的目的。
总之，电力系统谐振的消除是一个复杂且重要的问题，需要综合运用不同的方法和技术手段，并随着系统的需求和发展不断进行研究和优化。
只有在谐振消除的过程中做到科学合理、严谨细致，才能有效消除谐振现象，保证电力系统的正常运行。
试析电力系统谐振消除方法的分析
试析电力系统谐振消除方法的分析电力系统谐振是指电力系统中存在着频率等于或接近于系统固有频率的电路谐振现象。
谐振会引起系统的不稳定和损坏，因此谐振消除是电力系统中非常重要的问题。
本文将从谐振的危害、谐振消除的分类和方法、谐振消除方法的分析等方面进行探讨。
一、谐振的危害谐振会导致电力系统出现以下危害：1. 电力设备的热损坏，如变压器、电抗器等设备。
这是因为谐振会使系统产生很大的谐波电流，而谐波电流容易引起电力设备的热损坏。
2. 系统的不稳定。
当系统谐振时，会导致系统的电压、频率等参数的波动，从而影响系统的稳定性。
3. 系统电能质量下降。
当系统谐振时，会产生很多谐波，影响系统的电能质量。
二、谐振消除的分类和方法谐振消除的方法可以分为主动消除和被动消除两种。
1. 主动消除方法主动消除方法是通过改变电力系统的结构和参数，使得谐振频率发生变化或者消除谐振。
主动消除方法主要包括以下几种：（1）改变系统结构：例如增加或减少电缆、引入新的谐振回路等。
（2）改变系统参数：例如改变电抗器、电容器等的参数。
（3）控制技术：例如利用调节系统的控制参数来消除谐振。
2. 被动消除方法被动消除方法是将谐振引入到某个特定的电路或设备中，从而消除其他电路或设备上的谐振。
被动消除方法主要包括以下几种：（1）谐振回路：将控制的谐振电路接入电力系统中，从而消除其它谐振。
（2）继电器控制：利用继电器进行控制，以消除谐振。
（3）自动抑制器：将抑制器接入系统电路中，会自动检测并消除谐振。
三、谐振消除方法的分析谐振消除方法的选择需要根据实际情况进行分析，以下几个方面需考虑：1. 系统的特点：不同的系统具有不同的特点，需要根据不同的特点选择不同的谐振消除方法。
2. 技术难度：不同的谐振消除方法在技术上难度不同，需要选择技术难度适当的方法。
3. 经济成本：不同的谐振消除方法在经济成本上也有差异，需要根据实际情况选择经济成本适当的方法。
4. 可行性：不同的谐振消除方法在实际应用中的可行性也有差异，需选择可行性较高的方法。
电力系统谐振原因及处理措施分析
一、概述铁磁谐振就是由铁心电感元件,如发电机、变压器、电压互感器、电抗器、消弧线圈等与与系统的电容元件,如输电线路、电容补偿器等形成共谐条件,激发持续的铁磁谐振,使系统产生谐振过电压。
电力系统的铁磁谐振可分二大类:一类就是在66kV及以下中性点绝缘的电网中,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;另一类就是发生在220kV(或110kV)变电站空载母线上,当用220kV、110kV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过程中,或切除(含保护整组传动联跳)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,即串联谐振,简单地讲就就是由高压断路器电容与母线电压互感器的电感耦合产生谐振由于谐振波仅局限于变电站空载母线范围内,也称其为变电站空母线谐振。
二、铁磁谐振的现象1、铁磁谐振的形式及象征1)基波谐振:一相对地电压降低,另两相对地电压升高超过线电压;或两相电压降低、一相电压升高超过线电压、有接地信号发出2)分次谐波:三相对地电压同时升高、低频变动3)高次谐波:三相对地电压同时升高超过线电压2、串联谐振的现象:线电压升高、表计摆动,电压互感器开口三角形电压超过100V三、铁磁谐振产生的原因及其分析:1、铁磁谐振产生的原因:1)、有线路接地、断线、断路器非同期合闸等引起的系统冲击2)、切、合空母线或系统扰动激发谐振3)、系统在某种特殊运行方式下,参数匹配,达到了谐振条件2、串联谐振产生的原因:进行刀闸操作时,断路器隔离开关与母线相连,引发断路器端口电容与母线上互感器耦合满足谐振条件3、电力系统铁磁谐振产生的原因分析电力系统就是一个复杂的电力网络,在这个复杂的电力网络中,存在着很多电感及电容元件,尤其在不接地系统中,常常出现铁磁谐振现象,给设备的安全运行带来隐患,下面先从简单的铁磁谐振电路中对铁磁谐振原因进行分析。
电力系统谐振原因及处理措施分析
一、概述铁磁谐振是由铁心电感元件，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，激发持续的铁磁谐振，使系统产生谐振过电压。
电力系统的铁磁谐振可分二大类：一类是在66kV及以下中性点绝缘的电网中，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220kV(或110kV)变电站空载母线上，当用220kV、110kV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过程中，或切除(含保护整组传动联跳)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，即串联谐振，简单地讲就是由高压断路器电容与母线电压互感器的电感耦合产生谐振由于谐振波仅局限于变电站空载母线X围内，也称其为变电站空母线谐振。
二、铁磁谐振的现象1、铁磁谐振的形式及象征1)基波谐振：一相对地电压降低，另两相对地电压升高超过线电压;或两相电压降低、一相电压升高超过线电压、有接地信号发出2)分次谐波：三相对地电压同时升高、低频变动3)高次谐波：三相对地电压同时升高超过线电压2、串联谐振的现象：线电压升高、表计摆动，电压互感器开口三角形电压超过100V三、铁磁谐振产生的原因及其分析：1、铁磁谐振产生的原因：1)、有线路接地、断线、断路器非同期合闸等引起的系统冲击2)、切、合空母线或系统扰动激发谐振3)、系统在某种特殊运行方式下，参数匹配，到达了谐振条件2、串联谐振产生的原因：进展刀闸操作时，断路器隔离开关与母线相连，引发断路器端口电容与母线上互感器耦合满足谐振条件3、电力系统铁磁谐振产生的原因分析电力系统是一个复杂的电力网络，在这个复杂的电力网络中，存在着很多电感及电容元件，尤其在不接地系统中，常常出现铁磁谐振现象，给设备的平安运行带来隐患，下面先从简单的铁磁谐振电路中对铁磁谐振原因进展分析。
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电力系统谐振消除方法详解
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。
引言
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。
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: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。
基波谐振时,两相电压升高,超过线电压,但一般不超过3倍相电压,一相电压降低但不等于零。
高次谐波谐振时,三相电压同时升高或其中一相明显升高,超过线电压,但不超过3~3.5倍相电压。
谐振事故解决方法
PT在正常工作时,铁芯磁通密度不高,不饱和;但如果在电压过零时突然合闸、分闸或单相接地消失,这时铁芯磁通就会达到稳态时的数倍,处于饱和状态,这时,某一相或两相的激磁电流大幅度增加,当感抗与容抗参数匹配恰当(满足谐振条件)时,即会发生谐振,即铁磁谐振。
发生谐振时,会在电感和电容两端产生2~3.5倍
额定电压的过电压和几十倍额定电流的过电流,通过PT的电流远大于激磁电流,严重时会烧坏PT及其它设备。
防止谐振过电压的一般措施
提高断路器动作的同期性。
由于许多谐振过电压是在非全相运行条件下引起的,因此提高断路器动作的同期性,防止非全相运行,可以有效防止谐振过电压的发生。
在并联高压电抗器中性点加装小电抗。
用这个措施可以阻断非全相运行时工频电压传递及串联谐振。
破坏发电机产生自励磁的条件,防止参数谐振过电压。
防止谐振过电压的具体措施
35kV系统中性点经消弧线圈(加装消谐电阻)接地,并在过补偿方式下运行,它的电压作用在零序回路中。
尽量减少6~35kV系统并联运行的PT台数。
凡是6~35kV母线分段的变电所,若母线经常不分段运行,应将一组PT退出作为备用;电力客户的6~10kVPT一次侧中性点一律为不接地运行③更换伏安特性不良的6~35kVPT。
6~35kV一次侧中性点串联阻尼电阻或二次侧开口三角形绕组并联阻尼电阻或消振器。
6~10kV母线装设一组Y形接线中性点接地的电容器组。
在10kVPT高压侧中性点串联单相PT。
在实际工作中谐振的发生往往伴随着接地故障,很多时候甚至就是由接地引起的,消除谐振常常采取的有效方法是改变系
统运行方式以改变系统参数,破坏谐振条件。
改变系统运行方式经常通过以下途径实现:
投退电容器。
增投线路。
若变电站有一台以上数目的主变,可视具体运行情况将原本并列(分列)运行的变压器分列(并列)。
母线并解列。
若上述方法不能消振,应采用寻找线路单相接地故障的方法进行选线,选出故
障线路后,立即将其切除。
选线原则参照系统单相接地故障处理方法。
此方法是最有效最能解决问题的,但往往不一定能准确及时判断出接地线路,以致延误消振时间,所以,工作中为及时消除谐振一般先考虑选择上述四种途径。
总结
针对某110kV变电站谐振事故,利用谐振原理与知识,分析了此次事故发生的
原因,并结合实际工作经验对谐振过电压给出了多种控制措施和方法,以便具体工作中借鉴和运用,有效提高系统运行稳定性,提高供电安全性和可靠性。