谐振产生的原因、分类、危害及防范措施
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。
谐波谐振产生的原因及危害分析
谐波谐振产生的原因及危害分析摘要：在电网运行中，不可避免地会产生谐波和谐振。
当谐波谐振发生时，其电压幅值高、变化速度快、持续时间长，轻则影响设备的安全稳定运行，重则可使开关柜爆炸、毁坏设备，甚至造成大面积停电等严重事故。
本文就其定义、产生原因、危害及预防措施作以介绍，供参考。
1.定义谐波是一个周期的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍，又称高次谐波。
通俗地说，基波频率是50HZ，那么谐波就是频率为100HZ、150HZ、200HZ...N*50HZ的正弦波。
谐振是交流电路的一种特定工作状况，是指在含有电阻、电感、电容的交流电路中，电路两端电压与其电流一般是不同相位的，当电路中的负载或电源频率发生变化，使电压相量与电流相量同相时，称这时的电路工作状态为谐振。
谐波在电网中长期存在，而谐振仅是电网某一范围内的一种异常状态。
2.产生的原因谐波的产生是由于电网中存在着非线性负荷（谐波源），如电力变压器和电抗器、可控硅整流设备、电弧炉、旋转电机、家用电器等，另外，当系统中发生谐振时，也要产生谐波。
谐振的发生是由于电力系统中存在电感和电容等储能元件，在某些情况下，如电压互感器铁磁饱和、非全相拉合闸、输电线路一相断线并一端接地等，在部分电路中形成谐振。
谐波也可产生谐振，由谐波源和系统中的某一设备或某几台设备可能构成某次谐波的谐振电路。
3.造成的危害3.1谐波的危害谐波电流和谐波电压的出现，对公用电网是一种污染，它使用电设备所处的环境恶化，也对周围的通信系统产生干扰。
电力电子设备广泛应用以前，人们对谐振及其危害就进行过一些研究，并有一定认识，但那时谐波污染没有引起足够的重视。
近三四十年来，各种电力、电子装置的迅速使用，使得公用电网的谐波污染日趋严重，由谐波引起的各种故障和事故也不断发生，谐波危害的严重性才引起人们高度的关注。
谐波对公用电网和其他系统的危害大致有以下几个方面。
（1）谐波使公用电网中的元件产生了附加的谐波损耗，降低了发电、输电及用电设备的效率，大量的3次谐波流过中性线时会使线路过热甚至发生火灾。
谐波、谐振的危害及防治措施
谐波、谐振的危害及防治措施前言随着电气自动化的迅速发展，工业生产中对电能质量的要求更高，但由于电能的复杂性和不稳定性，电力企业和电力用户都会面临许多问题。
其中一个关键问题就是谐波和谐振的危害，它们会对电力系统带来很多问题，同时也会对设备和工作人员的安全产生影响。
因此，谐波和谐振的危害需要引起我们的重视，有必要采取相应的措施进行防治。
谐波的危害谐波是指频率为整数倍基波频率的倍频波，当电网中出现谐波时，会对电力系统造成很多负面影响，主要表现在以下几个方面：1. 降低电网功率因数谐波会对电力系统的功率因数产生影响，使功率因数降低。
功率因数越低，电子设备就越难以正常工作，同时还会导致电能损失和电费增加。
因此，谐波应尽量减小。
2. 损害设备大量谐波会给设备带来很大的损害，造成设备寿命减少，安全储备降低和可靠性下降，这对生产带来很大的风险和影响。
谐波带来的损害主要包括：•电机过热损坏•物理变形•变压器局部过热•电容器和电感器损坏3. 干扰通信系统谐波会引起通信系统（尤其是无线电通信系统）的干扰，影响通信质量。
这种干扰会干扰射频通信的接收机、起伏机、响应器、发射机以及其他电子部件，使通信信号受到严重干扰，从而影响通信过程的稳定性和可靠性。
谐振的危害谐振是指电力系统在特定频率下的共振现象。
虽然谐振一般在正常运行条件下不会出现，但当出现谐振时，会对电力系统造成很大的威胁，主要表现在以下几个方面：1. 破坏电力设备谐振波能量巨大，一旦出现谐振，就会对电力设备造成破坏，严重时甚至会导致设备停产，影响生产。
因此，谐振的出现需要引起注意。
2. 对安全产生威胁谐振波会对人员和设备的安全产生威胁，严重时会导致设备火灾、电击事故等。
电力系统中所有的设备，不仅要承受电压和电流的冲击，还要承受谐振波的冲击，如果谐振波过大，会对设备造成严重威胁。
3. 影响电网稳定性谐振波的存在会破坏电力系统的稳定性，使电网不稳定，从而引起负荷不均衡、跳闸等故障，进一步危及电网的供电能力和稳定性。
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。
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。
电力系统中的谐振现象分析与抑制
电力系统中的谐振现象分析与抑制一、引言电力系统是现代社会中不可或缺的基础设施，它为各种用电设备提供稳定可靠的电能。
然而，在电力系统中常常会出现谐振现象，给系统运行带来了很多不利影响。
因此，对电力系统中的谐振现象进行分析与抑制具有重要的理论和实际意义。
二、谐振现象的产生机理谐振是指在外界作用力作用下，系统或器件在某一特定频率下出现的共振现象。
在电力系统中，谐振现象主要产生于电力设备与电力网络之间的相互作用过程中。
当电力设备的特定谐振频率与电力网络的特征频率相匹配时，谐振现象就会发生。
三、谐振现象的危害1. 降低系统的稳定性：谐振现象会导致电力系统的电压、电流的不稳定性，进而影响电力设备的正常工作。
2. 增大系统的损耗：谐振现象会引起电流的过大、频率的变化等问题，从而导致系统中的设备过载、电能损耗增加。
3. 破坏设备的安全性：谐振现象会引起设备内部的过电压现象，可能导致设备的烧毁、损坏。
四、谐振现象的分析方法1. 频率扫描方法：利用频率扫描仪和示波器等仪器，对电力系统的频率响应进行测试和分析，以确定谐振频率。
2. 波形分析方法：通过捕捉系统电压、电流的波形信息，进行波形分析，从中找出谐振的特征。
3. 参数计算方法：根据系统中的电感、电容等参数，利用计算公式计算出谐振频率和谐振峰值等。
五、谐振现象的抑制措施1. 调整电力设备参数：通过改变电力设备的电感、电容等参数，使其与电力网络的频率特性不再匹配，从而抑制谐振现象。
2. 增加阻尼：通过增加电力系统中的阻尼元件，如电阻、补偿电容等，来消耗能量，减小谐振幅值，达到抑制谐振现象的效果。
3. 采用滤波器：在电力系统中加入适当的滤波器，可以滤除谐振频率的分量，减小谐振现象的影响。
4. 加强系统的模型分析：通过建立合理的系统模型，利用计算机仿真软件进行仿真分析，可以预测和优化系统中的谐振现象。
六、实例分析以一个变电站为例，对其电力系统中的谐振现象进行分析。
首先采用频率扫描方法，测试得到系统的频率响应曲线。
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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。
如电源电压暂时升高、系统受到较强烈的电流冲击等；
三、谐波与谐振的区别？
谐波是一个周期的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍，又称高次谐波。
通俗地说，基波频率是50HZ，那么谐波就是频率为100HZ、150HZ、200HZ...N*50HZ的正弦波。
谐振是交流电路的一种特定工作状况，是指在含有电阻、电感、电容的交流电路中，电路两端电压与其电流一般是不同相位的，当电路中的负载或电源频率发生变化，使电压相量与电流相量同相时，称这时的电路工作状态为谐振。
谐波在电网中长期存在，而谐振仅是电网某一范围内的一种异常状态。
四、谐振的危害
在电力系统中，铁磁谐振频繁发生，谐振时会产生过电压，严重威胁系统安全。
铁磁谐振过电压可以在3～220kV 的任何系统中发生，特别是在35kV 及以下的电网中，几乎所有的内部过电压事故均由铁磁谐振引起。
铁磁谐振引起的过电压持续时间长，甚至可能长期存在。
谐振的危害有：
1.谐振时，PT一次线圈通过电流较大，一次侧熔断器尚未熔断时，可能使PT线圈烧毁甚至过热爆炸，从而引起开关跳闸造成设备停电，破坏系统的正常工作。
2.谐振时，母线三相、二相及单相对地电压升高，不仅危害设备的绝缘，而且产生大的零序电压分量，出现虚假接地和不正确的接地指示，并使小容量的异步电机发生反转。
3.谐振时，电压互感器一次侧熔断器熔断后可能造成母线低电压保护误动，母线负荷误跳闸或厂用电误动。
五、谐振的预防措施
1.选用励磁特性良好、铁心不易饱和的电压互感器或改用电容式电压互感器。
10kV系统中使用的电压互感器，应选用励磁感抗大于1.5MΩ的电压互感器。
电容式电压互感器与常规电磁式电压互感器主要区别在于，其增大了一次绕组对地电容值。
当发生过电压时，故障电流大部分通过对地电容形成回路，仅有很少一部分流过PT 一次绕组，不会导致PT 一次绕组因过流而熔断，发生爆炸。
2..在中性点装设消弧线圈。
在10kV系统中发生谐振，且单相接地电流值较大或接近30A时，可将中性点通过消弧线圈接地。
3.装设微机消谐装置。
微机消谐装置实时监测电压互感器PT开口三角处的电压和频率，当发生铁磁谐振
时，瞬时启动谐振元件，产生强大阻尼，消除谐振。
微机消谐装置大多采用单片机作为核心元件，对PT开口三角电压（即零序电压）进行循环检测。
正常工作情况下，该电压小于30V，装置内的大功率消谐元件处于阻断状态，对系统无任何影响。
当PT开口三角电压大于30V时，说明系统出现故障，装置开始对开口三角电压进行数据采集，通过数字测量、滤波、放大等数字信号处理技术，对数据进行分板、计算、判断出当前的故障状态，如果出现某种频率的铁磁谐振（一般在17HZ-150HZ之间），CPU立即启动消谐电路，让铁磁谐振在强大的阻尼下迅速消失。
4.装设继电保护设备。
当电网发生单相接地故障时，为改变电压互感器的谐振参数，可通过装设一套继电保护设备来实现。
该装置是利用单相接地时所产生的较大谐振电流，启动电流继电器投入，将电压互感器二次侧开口三角处绕组短接。
当故障排除后，保护装置恢复原状，电压互感器恢复正常运行。