电力系统中的谐振过电压
三种谐振过电压及其对应关系 -回复
三种谐振过电压及其对应关系-回复谐振过电压是指在电力系统中，由于电力设备或其他故障引起的电压波动，其频率等于系统谐振频率的电压异常现象。
谐振过电压对电力系统的稳定运行具有重要影响，能够导致设备损坏、线路过载等问题。
本文将分别介绍三种常见的谐振过电压及其对应关系。
一、串联谐振过电压串联谐振过电压是指在电力系统中，线路与电容性负载串联连接时，由于谐振回路发生谐振而产生的过电压现象。
谐振回路由电源、线路和电容性负载构成。
当线路长度与谐振频率相等或者线路长度的整数倍等于谐振频率的一半时，谐振回路产生谐振，电压会急剧增大。
产生串联谐振过电压的原因主要有两个方面：一是线路长度符合谐振条件，使得电源输出的电压和线路中的谐振电压相叠加；二是电容性负载的谐振频率接近或者等于电压谐振频率，从而使得线路上的电压出现大幅度增加。
串联谐振过电压对电力系统的影响非常严重。
首先，电压的突然增大可能导致设备的工作不稳定，从而影响电力系统的正常运行。
其次，过高的电压会使线路出现过载情况，可能引发火灾等安全事故。
因此，在电力系统的设计和运行中，需要注意串联谐振过电压的控制，采取相应的补偿和保护措施。
二、并联谐振过电压并联谐振过电压是指在电力系统中，电容性负载与线路并联连接时，由于谐振回路发生谐振而产生的过电压现象。
谐振回路由电源、线路和电容性负载构成。
当电容性负载谐振频率接近或者等于电压谐振频率时，谐振回路产生谐振，电压会急剧增大。
产生并联谐振过电压的原因主要是由于电容性负载的谐振频率与谐振频率相近或相等，从而使得电容性负载上的电压出现异常增大。
并联谐振过电压对电力系统的影响也是十分严重的。
首先，过高的电压可能导致设备的绝缘破坏，从而引发设备损坏和线路故障。
其次，电压突然增大还可能影响电力系统的稳定运行，引发供电中断等问题。
因此，在电力系统的设计中，需要合理选择电容性负载，控制并联谐振过电压的发生。
三、平行谐振过电压平行谐振过电压是指在电力系统中，当谐振回路的谐振频率接近或者等于系统的谐振频率时，由于负载或者设备改变引起的过电压现象。
0608电力系统中的谐振和过电压
电力系统中的谐振和过电压电气系统的内部过电压触发的原因很多，既有线路参数匹配引起的工频过电压，此外还有电感负载负荷截流引起的过电压和电感电容串联引起的谐振过电压。
据统计资料，一般工频过电压不会超过2倍相电压，切除空载线路引起的操作过电压和间歇性电弧引起的过电压不会超过3—5倍相电压，铁磁谐振过电压不会超过3倍相电压。
但是，实际运行经验证明，事故的发生往往是几种过电压叠加在一起，过电压倍数有时高达额定相电压的7～8倍。
对于复杂的电气系统，由一系列具有不同自振频率的振荡回路组成，其振荡条件为感抗和容抗相等。
当电路中的自振频率之一与电源谐振频率之一恰好相等时，就会发生这一频率的谐振过电压。
若谐振过电压的持续时间可能很长，一旦发生，往往造成严重的后果。
正常情况下，电路中电感大于电容，但由于某种原因使电感电压升高，电感磁饱和，感抗减小，出现感抗与容抗相等，甚至感抗小于容抗形成相位反转，引起铁磁谐振，一般铁磁谐振过电压不会超过3倍相电压，实践表明，大多在1.5～2倍之间。
铁磁谐振产生的过电压的幅值虽然不高，但因过电压频率往往远低于额定频率，铁芯处于高度饱和状态，其表现形式可能是相对地电压升高、励磁电流过大或以低频摆动，引起绝缘闪络、避雷器炸裂、高值零序电压分量产生、虚幻接地现象出现和不正确的接地指示。
严重时还可能诱发保护误动作或在电压互感器中出现过电流引起TV烧坏。
无论是过电压、线性谐振，还是铁磁谐振，都应在母线侧装设了过电压保护器、一次消谐器。
模拟实验表明，尽管系统装设了一次消谐器，但一次消谐器是在发生谐振以后才会起作用，铁磁谐振可以持续较长时间，只是由于一次消谐器的作用，谐振持续时间很短，但并不能从源头杜绝谐振。
若电力系统中，负载起停频繁，则可能发生一系列过电压或谐振事故。
因此在中性点不接地系统中，除应在每组电压互感器的高压绕组中性点装一只一次消谐器，进行有效地限制弧光接地过电压和消除铁磁谐振外，还应在相应部位装设合适的过电压保护器来限制各种过电压。
电力系统谐振过电压分析 叶强
电力系统谐振过电压分析叶强摘要：过电压一旦产生，往往造成电气设备的损坏和大面积的停电事故。
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都是由谐振现象所引起的。
由于谐振过电压作用时间较长，引起谐振现象的原因又很多，因此在选择保护措施方面造成很大的困难。
因此，本文对电力系统谐振过电压进行了分析。
关键词：谐振过电压；产生原因；分类一、产生谐振过电压的原因目前，我国配电网，大部分仍采用中性点不接地方式运行，其中有少部分采用老式的消弧（消谐）线圈接地。
从电网的运行实践证明，中性点不接地系统中一方面由于电压互感器铁心饱和引起的铁磁谐振过电压比较多，尽管采取不少限制谐振过电压的措施，如：消谐灯、消谐器、TV高压中性点增设电阻或单只TV 等，但始终没有从根本上得到解决，TV烧毁、熔丝熔断仍不断发生；另一方面由于中性点不接地运行方式的主要特点是单相接地后，允许维持一定时间，一般为2h不致引起用户断电，但随着中低压电网的扩大，出线回路数增多、线路增长，中低压电网对地电容电流易大幅度增加，单相接地时接地电弧不能自动熄火必然产生电弧过电压，一般为3～5倍相电压甚至更高，致使电网中绝缘薄弱的地方放电击穿，并会发展为相间短路造成设备损坏和停电事故。
而采用老式消弧线圈接地方式的系统由于结构的限制，只能运行在过补偿状态，不能处在全补偿状态，所以脱谐度整定得比较大，约在20％～30％，对弧光过电压无抑制效果。
并需要手动调节分接头，然而此时却不能随电网，对地电容电流的变化及时将电压调整到最佳的工作位置，影响功能发挥，也不适应电网无人值班变电所的需要。
二、电力系统谐振过电压的分类电力系统中一些电感、电容元件在系统进行操作或发生故障时可形成各种振荡回路，在一定的能源作用下，会产生串联谐振现象，导致系统某些元件出现严重的过电压，这一现象叫电力系统谐振过电压。
谐振过电压分为以下几种。
2.1线性谐振过电压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）和系统中的电容元件所组成。
电力系统常见电压异常分析及处理
电力系统常见电压异常分析及处理发布时间：2023-02-15T08:03:15.202Z 来源：《当代电力文化》2022年19期作者：宗艳1 白丽娜2 [导读] 电力系统运行过程中宗艳1 白丽娜21.国网沧州供电公司，河北沧州 0610002.国网邢台供电公司，河北邢台 054000摘要:电力系统运行过程中，经常发生电压异常的情况。
电压降低、过电压均会影响电力系统安全稳定运行，因此及时发现识别电压异常及其原因，并采取正确的措施进行处理至关重要。
本文对小电流接地系统单相接地、电压互感器一、二次熔丝熔断、线路断线、系统谐振等引发的电压异常进行了分析，并给出了相的处置措施。
关键词：电力系统；电压异常；单相接地；断线；谐振；前言电力系统在运行过程中，常常出现电压异常的情况，主要表现为电压的降低和升高。
电压异常可能造成一次设备绝缘损坏、继电保护等二次设备保护拒动等问题，需要重视。
常见的引发电压异常的情况有小电流接地系统单相接地、电压互感器一、二次熔丝熔断、一次线路断线、电力系统谐振等原因。
一、小电流接地系统单相接地电力系统按接地方式分为大电流接地系统和小电流接地系统。
大电流接地系统包括直接接地、小电阻接地系统等。
小电流接地系统是指中性点不接地或经消弧线圈和高阻抗接地的三相系统，又称中性点间接接地系统。
在我国，系统零序电抗与正序电抗比值大于4~5的系统为小电流接地系统。
在美国和西欧，零序电抗与正序电抗比值大于3为小电流接地系统。
一般110kV及以上系统为大电流接地系统；35kV及以下为小电流接地系统。
小电流接地系统单相接地是一种常见故障。
当小电流接地系统发生单相接地时，接地相的相电压降低或变为0V，其他两相相电压升高。
接地相没有故障电流。
因此，单相接地故障时，允许系统运行1-2小时。
但系统单相接地时，另外两相对地电压升高，最高升高为线电压容易造成设备绝缘损坏，继而发生两相短路、三相短路等。
同时接地故障点产生电弧，可能烧坏设备，发展成相间或三相故障。
电力系统中谐振过电压的产生与解决对策
・ １ ４ 解决对策
朱建平 闰 峰 （ 鸡 东县 电业局 ， 黑龙 江 鸡 东 １ ５ ８ ２ ０ ０ ）
摘 要 ：在 日常的 电路 生产运作 中除 了家用电器外一些小细部用 电仪器常 因为 电磁感应产 生的振 动导致一起运作 时令或者损 坏的 问题 ， 并且在一 些大型的发电 、 传输运作 、 电力供给等仪 器上也会 出现 此类问题 ， 这种 问题被称为谐振 过电压 ， 本 文将对此类 问题进 行 简 单 的介绍和提供几点有效 的解决 问题 的措施 。 关键词 ： 谐振过 电压 ； 问题 ； 策略 在电流通过电路时会产生磁场，电与磁的相互转化在生产电力上 容） ３ Ｃ ｏ中存储的电荷 ， 对三相电压互感器高压绕组电感 Ｌ ／ ３ 放 电， 相当 为我们提供了极大的助力 ，但是也是 由于这类问题我国电路工作中往 个直流源作用在带有铁芯的电感线圈上， 铁芯会深度饱和。 对于接地 往由于过电压问题产生很多巨大的经济损失甚至有些情况出现了人员 相来说 ， 更是相当一个空载变压器突然合 闸， 叠加出更大 的暂态涌流。 伤亡 ， 因此为 了解决过电压危害我 国电力专家总结 了很多方法 ， 本文就 在高压绕组中Ｊ 性点安装电阻器 Ｒ ｏ 后， 能够分担加在电压互感器两端的 针对于谐振过电压这一现象进行具体的介绍 ，并提供几点解决问题措 电压 ， 从而能限制电压互感器中的电流 ， 特别是 限制断续弧光接地时流 施 的意见 。 过电压互感器的高幅值 电流， 将高压绕组 中的涌流抑制在很小 的水平 ， １概 述 相当于改善电压互感器的伏安特ｌ 生。 在电力系统中引起电网过电压的原因很多 ，其中谐振过 电压 出现 ３ ． １ ． ４电压互感器一次侧 中性点经零序 电压互感器接地 ，此类型接 相对频繁 ， 其危害性较大 。 过电 压一旦发生， 往往会造成电气设备的损 线方式的的电压互感器称 为抗谐振电压互感器 ，这种措施在部分地区 坏、 烧毁， 甚至发生停电事故 。由于谐振过电压作用时间较长， 而且不能 有成功经验， 其原理是提高电压互感器的零序励磁特 陛， 从而提高电压 用避雷器限制 ， 因此在选择保护措施方面有较大的困难。 谐振是 由铁 互感器的抗烧毁能力 ， 已有很多厂家按此原理制造抗谐振电压互感器。 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 但是应注意到 ， 电压互感器中． ｆ 生 点仍承受较高电压 ， 且电压互感器在谐 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 振时虽可能不损坏， 但谐振依然存在。 铁磁｛ 凿 振， 使系统产生谐振过电压。 ３ ． １ ． ５电压互感器二次侧开三角绕组接阻尼电阻，在三相电压互感 器一次侧中性 串接单相 电压互感器或在 电压互感器二次开 口三角处 ２谐振产生的原 因及激发条件 力系统是—个复杂的电力网络 ， 在这个复杂的电力网络中， 存在着 接人阻尼电阻 ， 用 于消耗电源供给谐振的能量 ， 能够抑制铁磁谐振过电 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 ， 压， 其电阻值越小 ， 越能抑制谐振的发生。 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 中进行分 ３ ． １ ． ６中． 点经消弧线 圈接地 ， 中性点经消弧线圈接地有以下优点： 析。 瞬间单相接地故障可经消弧线圈动作消除， 保证系统不断电； 永久单相 接地故障时消弧线圈动作可维持系统运行一定时间，可以使运行部门 下列激发条件造成电压谐振 ： （ １ ） 电压互感器的突然投入； 有足够的时间启动备用电源或转移负荷 ， 不至于造成被动； 系统单相接 （ ２ ） 线路发生单相接地； 地时消弧线圈动作可有效避免 电弧接地过电压 ，对全 网电力设备起保 护作用 ； 由于接地 电弧的时间缩短 ， 使其危害受 到限制 ， 因此也减少维 （ ３ ） 系统运行方式的突然改变或 电气设备的投切； 修工作量 ； 由于瞬时接地故障等可 由消弧线圈 自 动消除 ， 因此减少 了 保 （ ４ ） 系统负荷发生较大的波动 ； 护错误动作的概率；系统 中 ． 胜点经消弧线圈接地可有效抑制单相接地 （ ５ ） 电网频率的波动 ； （ ６ ） 负荷的不平衡变化等。 电流，因此可降低变电所和线路接地装置的要求 ，且可以减少人员伤 ３常用的消谐方法及优缺点 亡， 对 电磁兼容性也有好处。 ３ ． ２中性点直接接地系统谐振消除方法及优缺点 ３ ． １ 中陛点不接地系统常见 的消谐措施 ３ ． １ ． １ 采用励磁特 性较好的电压互感器 ３ ． ２ ． １ 尽量保证断路器三相同期 、 防止非全相运行。 目 前 ，在我单位新建变电 站电 压互感器选型时尽量采用采用励磁 ３ ． ２ ． ２改用电容式 电压互感器（ Ｃ Ｖ Ｔ ） ， 从根本上消除了产生谐振的条 特ｆ 生 较好的电压互感器。 电压互感器伏安特 ｌ ｝ 常好， 如每台电压互感 件 ， 但是电容式电压互感器价格高 、 带负载能力差 、 且仍带有电感 ， 二次 器起始饱和电压为 １ ． ５ Ｕ ｅ ， 使电压互感器在一般的过电压下还不会进入 侧仍要采用消谐措施 。 增加对地电容 ， 操作时让母线带上一段空线路或 饱和区， 从而不易构成参数匹配而出现谐振 。显然， 若电压互感器伏安 耦合 电容器。 ３ ． ２ ． ３带空载线路可以很好地消谐 ，但有可能产生一个很大的冲击 特 陛非常好 ，电压互感器有可能在一般的过电压下还不会进入较深的 饱和区， 从而不易构成参数匹配而出现谐振。从某种意义上来说 ， 这是 电流通过互感器线 圈， 对互感器不利 ， 而耦合 电容器 十分昂贵 ， 目前 尚 治本的措施 。 但电压互感器的励磁特性越好， 产生电压互 皆 振的电 无高压电容器。 ３ ． ２ ． ４与高压绕组串接或并接一个阻尼绕组， 可消除基频谐振 ， 在发 容参数范围就越小。 虽可降低谐振 发生的概率 ， 但一旦发生 ， 过 电压 、 过 生谐振的瞬间投Ａ ａ ｔ ￣ ， 阻尼电阻将会增加投切设备和复杂的控制机构。 电流更大。 ３ ． １ ． ２在母线上装设中性点接地的三相星形电容器组 ，增加对地电 ３ ． ２ － ５电容吸能消谐 ， 对幅值较高的基频谐振比较有效 ， 但对于幅值 容这种方法 ， 当增大各相对地 电容， 可防止谐振。如果零序电容过大或 较低的分频谐振往往难以奏效 。 ３ ． ２ ． ６ 在开 口三角形回路中接入消谐装置，能 自动消除基频和分频 过小 ， 就可以脱离谐振区域， 谐振就不会发生。 ３ ． １ ． ３ 电流互感器高压侧中性点经电阻接地，由于系统中性点不接 谐振 ， 需在压变开 口三角绕阻回路中 增加 １ 根辅助边线 ， 增大了投资。 ３ ． ２ ． ７ 采用光纤电压互感器， 可以有效地消除谐振 。 价格较高 ， 但是 地， Ｙ ０ 接线的电磁式电压互感器的高压绕组 ， 就成为系统三相对地的 容易受到腐蚀或者损坏 ， 因此适应 Ｉ 生 比 较差。 唯—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 其工作环境要求苛刻 ，
浅谈10kV系统产生谐振过电压原因及控制对策
浅谈10kV系统产生谐振过电压原因及控制对策摘要在10kV配电网中，常常发生电磁式电压互感器烧毁的现象，其原因都是因为某些故障或者不正常运行致使电压互感器内的铁芯饱和，诱发铁磁谐振的产生，致使电压互感器内部产生过电压，过电流，严重威胁电力系统的安全运行。
本文通过对配电系统电压互感器频繁损坏的现象，简要阐述铁磁谐振的现象与机理，产生的条件，提出了控制谐振过电压的措施，与大家交流学习。
关键词铁磁谐振；过电压；防范措施引言长期以来，电力系统铁磁谐振过电压严重威胁着电网的安全运行，在10kV 系统中，电磁式电压互感器引发的铁磁谐振过电压导致的设备事故时有发生。
这种过电压持续时间长，对系统的安全运行构成很大威胁，轻者可导致电压互感器烧损，高压熔丝熔断及匝间短路或爆炸；重者发生避雷器爆炸、母线短路等事故。
本文通过对配电系统电压互感器频繁损坏的现象，简要阐述铁磁谐振的现象，产生的条件及防范措施，总结了针对此类故障采取防范措施的一些运行经验。
1 铁磁谐振过电压产生的机理[1-2]目前，我国企业在35kV或者是其以下的配电网，有许多都是采用中性点和不接地的方式进行运行的，因此其中的很大一部分选用的都是比较传统的消线圈完成接地。
因此在其具体进行运行的问题可以看出，中性点的不接地系统，会受到电压的互感器铁心饱和使得铁磁谐振过的电压相对多一些。
中性点不接地运行方式的电力系统单相接地后，两相电压瞬时升高，三相铁心受到不同的激励而呈现不同程度的饱和，电压互感器各相感抗发生变化（各相电感值不同），中性点位移，产生零序电压。
由于线路电流持续增大，导致电压互感器铁心逐渐磁饱和，其电感值迅速减小，当满足ωL=1/ωC时，产生谐振过电压。
在发生谐振时，电压互感器一次励磁电流急剧增大，使高压熔丝熔断。
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，可造成电压互感器烧损。
电力系统中存在着许多非线性感性元件，如发电机、变压器、电压互感器等，这些感性元件和系统中存在的分布电容组成复杂的LC振荡回路，有可能激发铁磁谐振产生过电压。
浅谈电力系统中的铁磁谐振过电压及消除方法
浅谈电力系统中的铁磁谐振过电压及消除方法摘要：本文简要分析了电力系统中铁磁谐振产生的原因、现象及对电气设备的危害，并介绍了消除铁磁谐振过电压的常用方法。
关键词：电力系统；铁磁谐振；过电压；电容；电感1 引言电力系统中有许多的电感、电容元件，如变压器、互感器、电抗器、消弧线圈、发电机等的电感，输电线路的对地电容及相间电容，以及各种高压设备的电容。
这些电感，电容元件在特定的参数配合条件下构成振荡回路，当系统进行操作或发生故障时形成谐振现象，从而产生谐振过电压，导致系统中某些电气设备出现严重的过电压而损坏，影响电力系统的安全运行。
2铁磁谐振过电压产生的原因电力系统内，一般的回路都可简化成电阻R、感抗、容抗的串联和并联回路。
铁磁谐振回路由带铁芯的电感元件(如空载变压器、电压互感器)和系统的电容元件组成。
正常运行条件下，感抗大于容抗，即＞，此时电路运行在感性工作状态，不具备线性谐振条件，回路保持稳定状态。
铁磁谐振回路的容抗在频率不变的情况下基本上是个不变的常数，而感抗一般是由带铁芯的线圈产生的，铁芯饱和时感抗会变小。
当电源电压有所升高或电感线圈中出现涌流时，就有可能使铁芯饱和，其感抗值随之减小，当＝时，即满足串联谐振条件，于是发生铁磁谐振[4]。
电力系统运行参数具有随机性，其运行方式灵活，构架比较复杂，容易使系统参数发生变化。
在进行操作或者发生故障的条件下，电力系统中的电容和电抗元件很容易形成振荡回路，尤其是主变压器，电压互感器等有绕组及铁芯的设备在一定的激励条件下，最容易产生电磁耦合现象，进而产生串、并联谐振，引发铁磁谐振过电压。
35kV、10kV系统大多采用中性点不接地方式运行，电网结构相对薄弱，加上电力系统操作频繁，运行方式又多变，很容易导致铁磁谐振过电压。
据有关统计，铁磁谐振过电压导致故障概率高达50% ～ 55%。
铁磁谐振过电压导致故障的严重性可见一般。
铁磁谐振过电压本质上是由于非线性励磁电感与电力系统对地电容所构成的铁磁谐振所引发的电网中性点不稳定现象。
浅谈电力系统串联谐振过电压的危害及抑制措施
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文 献标 识 码 ： Ａ
文 章编 号 ：６ ２ ３ ９ （０ ｏｏ （） ０ ６ 一 １ １ ７－ ７ １２ １ ）９ａ一 ０ ｌ ０
（ ） 消 断 路 器 的断 口电 容 。 种 方 法 ３取 这 在 电力 系 统 中 或 者 说 在 电力 供 电 电网 剧 增 大和 铁 芯 的 磁 饱 和 。 （） ３ 由于 另 一组 绕 组 瞬 间 传递 过 来 的过 也 消 除 了 谐 振 产 生 的 条 件 。 前 变 电 站 以 上 ， 电压 现象 十 分 普 遍 。 果没 有 防 范 措 过 如 ｌｋ 施 ， 时 都 可 能 发 生 ， 随 时 都 可 以 发现 。 电压 所 引 起 。 如 另 绕组 发 生 瞬 间 的单 相 ｌ Ｏ Ｖ以 上 电压 等 级 的 断 路 器 多 数 用 平 顶 随 也 例 山生 产 的 带 断 口 电容 的 断 路 器 。 在 经过 现 引 起 电 网 过 电压 的原 因很 多 。 要 可 分 为 接 地 或 不 同期 切 合 。 主 （） 某些补 偿电网 中， ４在 当消 弧 线 圈退 技 术 改 造 ， 这种 断 路 器 已 经 基 本 上 改 造 完 谐振 过 电压 、 作 过 电压 和 雷 电过 电压 ； 操 其 中谐 振 过 电压 在正 常运 行 操 作 中 出 现 的频 出运 行 时 ， 会 激 发 互 感 器 的 铁 磁 谐 振 过 毕 。 常 电压 。 （） Ｔ ４ 在 Ｖ二 次 侧 接 入 电 阻 、 流 装 置或 整 率较 大 ， 危 害 性 也 较 大 。 其 消 谐 装置 。 些 方 法 需 要更 多的 运 行 经验 。 这 当 系 统 发 生 谐 振 时 ， 采 取 以 下 措 施 应 １ 铁磁谐振的危害 ３ 串联铁磁谐振 过电压产 生的机理 串联 铁 磁 谐 振 电 路 特 性 曲线 如 图 １ 所 消 除 谐 振 。 铁磁 谐 振 的 危害 主 要 有 ７ 方 面 ：１ 个 （） 铁 正 电 “— ” １ 改 变 系 统 的 运 行 方 式 。 变 运 行 方 ） 改 磁谐 振 过 电 压 ， 使 那 些 有 铁 芯 的 电 气 设 示 。 常情 况 下 ， 源相 电压为 Ｕｐ，Ｌ Ｃ 会 曲线 的 ａ ，ａ 点 Ｉ 很 式 ， 坏 产 生 谐振 的参 数 条件 ， 振 现 象也 破 谐 备 中 的铁 芯 迅 速 饱 和 ， 致 绕 组 的 励 磁 电 导 串联 电路 的 工 作 点 在 图 ｌ Ｉ 在Ｌ， Ｃ上 的压降很 小 ， ＝Ｕ『 Ｕｐ ＋Ｕｃ 电路 就消 失 了 。 运 行 条件 许 可 的 情 况 下 ， 在 可将 流 迅 猛增 涨 。 重 时 ， 达 额 定 励 磁 电流 的 小 ，ａ 严 可 分 列 运 行 转 为 并 列 运 行 ， 者 将并 列 运 行 或 百 倍 以 上 。 而 引 起 电压 互 感 器 的 熔 断 器 呈 感 性 。 从 熔 断 、 油 、 组 烧 毁 甚 至 爆 炸 。 ２ 在 某 些 喷 绕 （） 在 外部 条 件 激发 下 ， 合 闸时 ， 铁 芯 转 为 分 列 运 行 。 拉 ＴＶ Ｌ 串联 电路 的 工作 点 由ａ Ａ ２ 切 除母 线 电压互 感 器 。 ） 电压 互 感 器退 特 定 情 况 下 ， 磁谐 振 过 电压 可能 会 很 高 饱和 。 下 降变 小 ， 铁 振 切 （ 大 为 相 电 压 的 ３ 左 右 ） 引起 绝 缘 闪络 变至 ｂ 最 倍 ， 点并 跳 跃 至 Ｃ ， 时 电路 呈容 性 。 ｃ 出运 行 时 ， 荡没 有 回路 ， 除 电压 互 感 器 点 此 Ｉ 或避 雷 器 爆炸 。３铁 磁 谐振 过 电压 ， 引起 ＞Ｉ ，ｃ （） 会 ａ Ｉ 将使 Ｔ Ｖ过 电流 数 十 倍 ， 同时 在 Ｌ， 有 两 种 方 式 ： Ｃ ①瞬 间 拉 合 谐 振 系统 的 电 压 ｃ 其 需要 注 意 的是 ， 切 除 的 电压 互 感 被 电压 互 感 器 、 流 互 感 器 、 雷 器 、 电 避 绝缘 子 上 的 压 降 Ｕ 和 ｕ 远 高 于 电源 电 压 ， 有 效 互 感 器 。 的瓷 裙 表 面 闪络 而 爆 炸 ， 至 会形 成 短 路 。 值 一 般 可 达 １． 甚 ６～３ Ｕｐ的过 电压 。 器重 新投 运 时 ， 产 生 的 涌 流 效 应 可 能 再 所 （ ） 磁 谐 振 过 电 压 ， 使 电 气 设备 的绝 缘 ４铁 会 通 过 以 上 分 析 可 以 看 出 ， 外 界 条 件 度 激 发 起 谐 振 。 在 ②母 线 分 段 运 行 的 中性 点 可以 先 转 并 列 运行 ， 谐 振 不 若 击穿 而 导 致 这 些 设 备 损 毁 。５ 铁 磁 谐振 过 激 发 下 ， （） 当ＴＶ的非 线 性 电感 Ｌ 化 足 够 大 ， 不 接 地 系 统 ， 变 消 失 ， 入 两 台 ＴＶ二 次 电 压 切 换 开 关 ， 投 而 电压 ， 会使 有 污 秽 的 电 气设 备 表 面 闪 络 ， 而 串联 铁 磁 谐 振 就 可 能 发 生 。 后 将 其 中 一 台ＴＶ退 出运 行 。 引起 短路 。６铁 磁 谐振 过 电压 出 现时 ， 网 （） 电 ３ 投 入 具 备 送 电 条 件 的 线 路 。 入 这 ） 投 中 可 能 并 无 接 地 点 ， 会 出 现 虚 幻 接 地 现 ４ 谐振 过 电压的限制措施 但 象， 使运 行值 班 人 员造 成 错 觉 。７ 铁 磁谐 振 （） 鉴于ｌ０ ｌ ｋＶ及 以 上 有效 接 地 系 统 的ＴＶ 些 线 路时 ， 回路 的 电容 值 变 大 ， 达 到 消 谐 可 其 过 电压 出现 时 ， 果 工 作 、 护 等 接 地 网 的 饱 和 铁 磁 谐振 过 经 常 发 生 ， 谐 振 过 电 压 的 目 的 。 如 保 ４） 除 空 载 运 行 的 线 路 。 少 线 路 的 切 减 接 地 电 阻 不 合 格 ， 过 电压 还 可 以 通 过 设 的 激 发 是 具 有 随 机 性 的 ， 重 时 ， 线ＴＶ 此 严 母 备 的 接地 引下 线 ， 入 接地 网 ， 接 地 电压 损 坏 ， 至 导 致 ＴＶ爆 炸 ， 窜 使 甚 危及 二 次 保 护 设 回路 数 ， 改变 系统 的 参 数 ， 达 到 消 谐 的 目 可 备 及 一次 ＴＶ附 近 设备 。 须 加 以 预 防 和 限 的 。 必 升 高 ， 而 危 及 现 场 人 员的 人 身 安 全 。 从 制。 ５ 投 入 消 弧 线 圈 。 中性 点 经 消 弧 线 ） 在 （ ） 运 行 方式 上 和 倒 闸 操 作 过 程 中 ， 圈接 地 的 情 况 下 ， 电感 值 Ｌ 比互 感 器 的 １在 其 远 ２ 产生铁磁谐振过 电压 的激发条件 回路 的 零 序 自振 频 率 决 定 构成谐振激 发条件有以下几方面 。 防止 断 路 器断 口电容 器 与 空 载 母 线 及母 线 励 磁 电感 为 小 ， 和 ｏ互 （ ） 括 电压 互 感 器在 内的 空 载母 线 或 ＴＶ构 成 串联 谐振 回路 ， 防止 因谐 振 过 电 １包 以 于Ｌ Ｃ ， 感 器所 引起 的谐 振现 象 也 就成 为不 可 能 。 ５ Ｖ系统 发 生谐 振 时 ， 采取 此 ３ｋ 可 送 电 线 路 的突 然 合 闸 ， 使 互 感 器 的 某 一 压 损 坏 设 备 。 这 相 或两 相 绕 组 内产 生 巨大 的 涌流 和 磁 饱 和 （） 用 电 容式 ＴＶ， 种 方 法从 根本 上 法 。 ２改 这 现象 。 消 除 了 铁 磁 谐 振 的 条 件 。 远 供 电 局 现 在 清 （） 于雷击或其他 原因 ， ２由 线路 中 发 生 新 投 运 的 电压 互 感 器 都是 电 容式 电压 互 感 ５ 结语 本 文 对 电 网谐 振 过 电 压 的 危 害 、 发 激 瞬 间 单 相 弧 光 接 地 ， 其 他 两 相 瞬 间升 至 器 ， 前 电 磁 式 电 压 互 感 器 已 经 大 部 分 改 使 以 原 预 目 线 电 压 。 故 障 相 在 接 地 消 失 后 有 瞬 间恢 造 完 毕 。 已基 本 上 消 除 了 系统 发 生 串 联 条 件 、 理 、 防 和 限 制 措施 作 了 分 析 。 而 这 的是 使 我 们 变 电运 行 值 班人 员今 后 在 工 作 复至 相 电 压 ， 至 造 成 暂 态 励 磁 涌 流 的 急 谐 振 的 条 件 。 以 中预 防 电 网 串联 谐 振 过 电压 的产 生 ， 提 并 高 我 们 在 今 后 遇 到 电 网 串联 谐 振 过 电压 时 的应 急 处 理 能 力 。 须 指 出 ， 除谐 振 过 电 必 消 压的 方法各种各样 ， 可根 据 当 时 的 具 体 运 行 方 式 灵 活 运 用 ， 期 杜 绝 因 谐 振 过 电 压 以 造 成 的设 备 损 坏 ， 高 供 电 设 备 运 行 ＴＮＧＦＡ 皿圆■ ＣＥ ＥＯＹＯＴ■置笛 Ｉ ＆ＣＬ ＲＩ Ｕ置 幽 Ｅ ＨＯＩＭＯ Ｎ Ｎ Ｎ —
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8.3 超高压补偿线路中不对称操作引起的谐振
在超高压电网中，为抑制空载长线路的重合闸过电 压，一般采用单相自动重合闸，即电网中单相断路 器操作是一种正常的不对称操作，而且超高压电网 并联电抗器的补偿度TK通常在60%以上。
TK QL QC
系统发生不对称操作情况时，会使健全相对断开相 的相间电容与断开相的对地电抗器形成串联谐振回 路，由于电抗器的线性度很高，这种电感、电容效 应将会产生较高的工频过电压，使得故障开断相的 工频接地电弧（潜供电流）不能熄灭，自动重合闸 也就归于失败。
1 X r0 EA 1 X r0 1 X L1 2 X L1 1 X C1 2 X C1 1 1 X L0 X C 0 1 1 X L0 X C 0
X r1 2 X r 0 0
E A X rN 开断相的电压 U A 2 X r1 X rN 2
谐振条件
C0 C1 TK 2G 2
输电线路电容 C 0
2 C1 3
电抗器采用单相形式， 谐振条件 XL1=XL0，G=1 电抗器采用三相形式， XL0＜XL1，若XL1=2XL0， G=2
TK 1
8 9
TK 3
2 3
为消除电网谐振，要求G＜1，即要求电抗器的零序电 抗大于正序电抗，实际系统就采用并联电抗器的中性 点串接小电抗的方法来满足G＜1的要求。 若线路中不接并联电抗器，当发生单相不对称开断时， 在开断相上亦会产生感应电压。该感应电压是由非开 断相与开断相的相间电容和开断相的对地电容分压传 递而来的。
UC
I C
E
Rc 2
1 0
2
2
2 0 0
E
2 1 0
2
2
回路的阻尼率
R 2L
回路的自振角频率
0
1 LC
L
1 C
0
U L UC I
1 E C R
L C
UC
E
1 ( )2 0
U L UC E
UC U L E
UC (
E
2 ) 1 0
8.2 消弧线圈补偿网络中的谐振
在中性点不接地的配电网中, 消弧线圈的主要作用是补 偿系统单相接地故障的短路电流。
Y1 (U A U N ) Y2 (U B U N ) Y3 (UC U N ) YLU N 0
YU A Y2U B Y3UC 1 UN Y1 Y2 Y3 YL
Y1 jC1 Y3 jC3
并联电抗器的正序与零序电抗分别为XL1和XL0、线路的正序 与零序波阻抗分别为Z1和Z0和导线的正序与零序电角度分别 为λ1和λ0。等值电路图中Zr1为从线路首端求得的正序入口阻 抗。零序入口阻抗等于由线路首端求得的Zr0，在等值电路图 中附加一个接地阻抗ZrN，根据等效原理ZrN应满足
1 tg 1
线性谐振
谐振
参数谐振
铁磁谐振
电路中的电感元件因带有铁芯，会产生饱和现象，这种含有非 线性电感元件的电路，在满足一定条件时，会发生铁磁谐振。 电力系统中发生铁磁谐振的机会是相当多的。国内外运行经验 表明，它是电力系统某些严重事故的直接原因。
8.1 线性谐振的条件
et 2 E sint
I jd I2 I3
I jd I 2 cos300 I3 cos300 2I 2 cos300
2 3U xgC0 cos300 3C0U xg
系统运行经验表明，当10kV线路的Ijd不超过30A（即：架 空线路长度不超过1000km）和35kV线路的Ijd不超过10A （即：架空线路长度不超过100km）时，接地电弧一般能 够自熄，这可避免单相电弧接地故障跳闸，这是中性点不 接地电网的优点。但当超过上述允许值时，接地电弧往往 不能自熄，并将产生间歇性电弧接地过电压。 在变压器中性点上接消弧线圈L。当系统中性点接有消弧 线圈时，单相接地时流过消弧线圈的电流为
高压牵引线路与信号电缆间存在耦合电容，而信号电 缆芯线本身也有对地电容，通过这些分布电容会在信 号电缆上产生静电传递电压。传递电压值与电缆间几 何尺寸、电缆金属护套的连接方式等因素有关，这种 影响称为容性耦合影响，也就是静电影响。 在实际工程中，按相关规程要求信号电缆的金属护套 应接地，所以高压牵引线路与信号电缆平行铺设时， 在信号电缆芯线上不会产生静电感应分量。
在高压牵引线路的工作电流作用下，在空间产生交变磁 场，其磁力线交链邻近信号线路，在信号线路上会产生 感应电动势（电力电缆与信号电缆间存在互感），通过 这种感性耦合在通信电缆上感应出电动势。由于此感应 电动势是沿着通信线路芯线轴向分布的，又称为纵向感 应电动势。 铁路供电强电线路在信号电缆的芯线上产生的纵向感应 电动势，与强电线路中的影响电流、信号电缆的金属护 套屏蔽层、信号电缆的直径、信号电缆屏蔽层的接地方 式以及它们之间的距离等因素有关。
消弧线圈调谐至使脱谐度Vc=0时 ， L 系统将发生谐振现象。
1 3C0
我国电力行业规程规定，中性点经消弧线圈接地系统 应采用过补偿方式，其脱谐度不超过10%，同时还要 求中性点位移电压一般不超过相电压的15%。 现实际系统中使用的消弧线圈一般采用随调式消弧线 圈，即系统正常运行时，将消弧线圈的脱谐度调大， 使其不放大系统的位移电压，而当系统发生单相接地 故障时，自动调小脱谐度使其发挥补偿作用。但对这 种调谐方式，要求消弧线圈应有尽快的响应时间，系 统故障时能快速发挥补偿作用。
当信号电缆屏蔽层不接地时，强电线路有影响电流，会通过互感抗在 信号电缆屏蔽层和线芯产生磁感应电势分别为 I
P
E1P jM1P I1 E1A jM1A I1
屏蔽层两端接地 屏蔽层电流
一、平行线路间的电压传递
电气化铁路的高压（27.5kV）牵引线路与铁路沿线铺 设的信号电缆。牵引供电线路与信号电缆处于同一电 磁环境中，牵引线路中的交变电流在其周围会产生交 变电磁场，通过回路间的电容耦合和电感耦合作用， 在信号电缆中将感应电压和电流，可能危及信号系统 的正常运行和设备绝缘。（平行多导体系统）
Y2 jC2 1 YL j L
j (C1U A C2U B C3U C ) j (C1U A C2U B C3U C ) UN 1 1 j (C1 C2 C3 ) j j 3C0 j L L
C1 C2 C3 C0 3
uh (t ) U A (cos t et cos 0t )
消弧线圈的功能有：补偿系统单相接地电容电流、延 缓恢复电压的上升速度促使电弧自熄。
从减小残流、熄灭接地电弧来说，消弧线圈的脱谐度 越小越好。 实际系统中消弧线圈又不宜运行在全补偿状态，因为 系统正常运行时，电网三相对地电容不对称，可能在 系统中性点上出现较大的位移电压。当系统接入消弧 线圈后，恰好形成零序谐振回路，在系统位移电压的 作用下将发生线性谐振现象。
IL U xg
L
流过故障点的电流 Ic
IC I jd I L
消弧线圈的补偿可由脱谐度Vc
IC I jd I L 1 C 1 2 1 ( 0 )2 I jd I jd 3 C0 L
0 1 1 C 3C0 L
利用消弧线圈灭弧后，故障相恢复电压的自由振荡的 角频率与系统电源的角频率相接近，恢复电压将以拍 频的规律缓慢上升，从而可以保证电弧不再发生重燃 和最终趋于熄灭，使系统恢复正常运行。 系统装设消弧线圈后，熄弧后故障点的恢复电压为
X rN EA UA 2 X r1 X rN 2 X r 0 X r1 EA 3 2 X r1 X r 0 X r1 2 3
单相开断时，电网发生谐振的条件为
X r1 X r 0 X r1 0 2 3
X r1 2 X r 0 0
X r1 Z1ctg(1 1 ) X r 0 Z 0 ctg(0 0 )
谐振的类型
电感元件是线性的；完全满足线性谐 振的机会极少，但是，即使在接近谐 振条件下，也会产生很高的过电压。 线性谐振条件是等值回路中的自振频 率等于或接近电源频率。其过电压幅 值只受回路中损耗（电阻）的限制。 电感参数在某种情况下发生周期性的 变化 ；参数谐振所需能量来源于改变 参数的原动机，不需单独电源，一般 只要有一定剩磁或电容的残余电荷， 参数处在一定范围内，就可以使谐振 得到发展。电感的饱和会使回路自动 偏离谐振条件，使过电压得以限制。
I
E R 2 (L 1 2 ) C
2 0 1 2
U L IL
E
2 2 0 R 1 L 2
E 2 0 0
8.4 传递过电压
在电力系统中，当发生不对称接地故障或断路器的不 同期操作时，将会出现零序电压和零序电流，通过静 电和电磁耦合，会在相邻的低压平行线路中感应出传 递过电压； 当变压器的高压绕组侧出现零序电压时，会通过绕组 间的杂散电容传递至低压侧，危及低压绕组绝缘或接 在低压绕组侧的电气设备。
Z1 X L1
电抗器的正序与零序补偿角
忽略线路电阻，Zr1=jXr1、 Zr0=jXr0
0 tg 1
Z0 X L0
空载长线路末端接有电抗器的等值入口阻抗表达式
X r1 Z1ctg(1 1 ) X r 0 Z 0 ctg(0 0 )