牵引变电所倒闸操作引起谐振过电压原因及对策
阐述牵引变电所倒闸操作引起谐振过电压原因及对策
专 电建 栏ｌ 力 设
阐述牵引变电所倒闸操作引起谐振过电压原因及对策
口 黄 文兴
摘 要 ： 电力系统 中， 在 由于操作引起的 内部过 电压对设备的危害很大。对铁路牵引 变电所操作过 电压的形成 及危害阐述 ， 对一次倒 闸操作 中产生谐振过 电压 造成设备事故 的实例进 行详细分析 ， 明原 因， 对性 的提出 说 针 预 防操作过 电压 的措施。 关键词 ： 变电所 ： ： 谐振 操作过电压 ： 对策
ＧＰ Ｓ Ｃ Ｒ 、 ＤＭＡ一 Ｘ等 作 为 通 信 通 道 ； １ 即将 推 出 的 ３ 通 信 业 务 Ｇ 提 供 了更 好 的选 择 。 实 现 配 电 网 网络 化 继 电保 护 时 ， 力 部 门 可 以根 据 企 业 的 电 资 金 状 况 分 步投 资 ， 以做 到 边 投 资 边 受 益 。 最 终 完 成 基于 配 可 电 网 网络 化 继 电保 护 的网 络 化 、 能化 配 电 网 自动 化 系统 。 智
２０ ０ ５年 ６月 ２日某 站 变 电所 由 ２号 回 路 电源倒 至 １ 回 号 路 电 源供 电（ 电所 主 接线 如 图 １ 示） 变 所 。
图 １ 某 站 变 电锁 主接 线 图
１ 操作 过 电压 的危 害
铁路 牵引供 电系统 常见操作过 电压 有合 闸空 载线路过 电 压 、 闸空 载 线 路 过 电压 、 分 系统 谐 振 过 电压 等 。 某 些 情 况 下 ， 谐 振 发 生 一 段 时 间后 会 自动 消 失 ， 能 自保 持 ， 是 由 于 操 作 引 不 但 起 的谐 振 过 电压 比一 般 的过 电压 持 续 时 间长 ， 时 甚 至 是 稳 定 有 存在 ， 到谐振 条件破 坏为止。操作引起 的谐振过 电压对 牵引 直 供 电 系统 的危 害 性 是 很 大 的 ，其 危 害 程 度 既决 定于 幅 值 大 小 ， 也决定于持续时 间长短 。主 要是危及 电气 设备的绝缘 ， 关系到 系统 中各种 电气设 备绝缘水平 的选择 ，直 接影响造价和投 资， 也 可 能 因 谐 振 持 续 过 电流 烧 毁 感 性 元 件 设 备 （ 电 压 互 感 器 如 等 ）如 果 没 有 适 当的 保 护 设 施 ， 旦 发 生 过 电压 ， 可 能 造 成 长 。 一 将 时间停 电或主要设 备损坏事故 ， 严重影响供 电安全和铁 路运输 生产秩序。
浅析铁路牵引供电系统谐波谐振和抑制
浅析铁路牵引供电系统谐波谐振和抑制摘要：随着我国工业经济快速发展，社会生产生活中高速铁路运输需求量在不断加大。
为了能够有效改善我国铁路的整体运输能力，有效缓解电气化铁路在近年来发展过程中面对的巨大压力，我国在高速铁路技术方面开展了深入研究，且取得了巨大突破。
针对铁路牵引供电系统的谐波和谐振特性进行深入研究有助于提出更加具备可操作性的谐波治理方法，进而充分保障整个铁路系统运行的安全性和稳定性。
本文主要对铁路牵引供电系统谐波谐振的抑制方法进行探讨。
关键词：铁路牵引供电系统；谐波谐振；抑制引言近年来我国高速铁路系统在发展过程中广泛应用了交直交型电力机车，这种汽车与以往的交直型电力机车相比较具有更大的牵引功率，而且实际产生的谐波电流畸变率也相对较小，但是其谐波频谱相对更宽，在这种情况下非常容易出现高次谐波电流，进而导致系统中出现谐波谐振现象，该现象出现考核可能会导致整个系统出现电压保护动作以及避雷器、保护系统相关设备出现爆炸或烧毁等现象，对系统供电可靠性产生巨大影响。
1 铁路牵引供电系统1.1.供电系统特性谐波会对铁路牵引供电系统产生巨大影响，而且谐波传输也主要是以牵引网作为主体路径。
牵引供电系统达到某种参数条件的情况下就会对相应的谐波产生激励作用，最终引发谐振现象，进而引发过电流或过电压故障，此时牵引网中布置的各类设备以及整体的运行稳定性都会受到极大影响[1]。
1.1.铁路牵引供电方式当前铁路牵引供电系统主要可以分为直流和交流制等两种模式，而交流制模式下又可以进一步划分为工频单相交流以及低频单相交流等两种方式。
单相工频交流制供电模式是我国铁路系统应用最为广泛的一种[2]。
在这种模式下利用的主要是单向双绕组主变压器。
其接线方式主要有简单单相接线以及V/V接线等两种方法，简单的单向接线能够体现出经济性和简单化的特征，而且能够全面提升主变压器的容量利用率。
下图1为我国铁路系统较为常用的自偶变压器进入牵引供电方式基本原理。
电力系统中谐振过电压的产生与解决对策
电力系统中谐振过电压的产生与解决对策摘要：除了家电之外，在日常生活中会因为电磁感应产生的振动导致一些细部用电仪器出现损坏以及运作时令的问题，与此同时在一些大型的电力供给、传输运作以及发电上都会有这种问题的出现，所有出现的这种问题都被称作谐振过电压。
本文对电力系统中谐振过电压的产生进行了分析和探讨，并且有针对性的将有效的解决问题的措施提了出来，希望能够对大家有所帮助。
关键词：谐振过电压问题策略引言电路当中如果有电流通过就会产生磁场，在生产电力上电与磁的互相转化使人类的生活得到了极大地帮助。
然而在我国的电力工作当中因为这类问题的出现从而造成了很多的损失，其不仅严重的危害到了国家的财产安全，甚至会经常性的造成人员伤亡状况的出现。
我国的电力专家为了促进过电压危害这一问题的有效解决，对其中的很多方法进行了总结，本文具体的介绍了谐振过电压的现象，并且将有效的解决措施提了出来，供大家参考。
一、谐振过电压概述造成电网过电压现象在电力系统中出现的原因有很多，如果过于频繁的出现谐振过电压等现象，就会产生很大的危害性。
一旦出现过电压现象，就会烧毁以及损坏电气设备，在严重的情况下还会导致停电事故的发生。
由于时间较长的谐振过电压作用。
但是却不可以采用避雷器的方式进行限制，所以在实施保护的这一方面具有相当大的困难。
由铁心电感元件，包括消弧线圈、电抗器、电压互感器、变压器以及发电器等，还有一些系统的电容元件，包括电容补偿器以及输电线路等共同促成了共谐条件的形成，导致谐振过电压在系统当中产生[1]。
二、产生谐振的原因以及将其激发出来的条件作为一个复杂的电力网络，电力系统具有十分重要的作用，有很多的电容元件以及电感元件，特别是铁磁谐振现象经常会出现在不接地系统当中，严重的威胁到了设备的安全运行。
有以下条件会将电压谐振激发出来：①突然投入的电压互感器；②发生单相接地的线路；③突然改变的系统运行方式以及投切的电气设备；④发生较大波动的系统负荷；⑤出现波动的电网频率；⑥不平衡变化的负荷[2]。
浅谈牵引变电所过电压问题
浅谈牵引变电所过电压问题【摘要】过电压是造成电网绝缘损坏的主要原因，也是选择电气设备绝缘强度的决定性因素。
如何防护过电压对变电所设备造成的影响非常重要。
本文首先对电气化铁道牵引变电所的过电压问题进行了总结和分类，并对各种过电压的防护进行了详细的分析说明；对操作过电压的计算公式进行了详尽的推导和说明。
过电压问题是关系到电器设备安全的重要问题，牵引变电所的过电压问题同电力系统变电所的过电压问题基本相同，但是，由于牵引变压器接线方式、负荷特点、运行条件等与电力系统差别很大，在具体应用中应区别对待。
【关键词】牵引变电所；过电压；分类；防护1.过电压的分类过电压是电力系统在特定条件下所出现的超过工作电压从而可能危害绝缘的异常电压。
按其形成机理，分为由于电力系统外部原因产生的过电压和由于电力系统内部原因产生的过电压两种。
由于电力系统外部原因产生的过电压主要是指雷电过电压。
雷电过电压又可分为直击雷过电压和感应雷过电压。
雷闪直接击中电器设备导电部分时引起的过电压称为直击（雷）过电压。
雷闪击中电器设备附近地面，在放电过程中由于空间电磁场的急剧变化而使未直接遭受雷击的电器设备（包括二次设备、通信设备）上感应出的过电压称为雷电感应过电压。
内部过电压主要有暂时过电压和操作过电压两类。
暂时过电压又分为工频过电压和谐振过电压。
在正常或故障时，电力系统中所出现的幅值超过最大工作相电压、频率为工频的过电压称为工频过电压。
由于线路中的电感、电容原件在系统操作或发生故障时形成各种振荡回路，产生谐振现象，在电气设备上产生的过电压称为谐振过电压。
操作过电压是进行断路器操作或突然发生短路而引起的过电压。
常见的操作过电压有空载线路合闸与重合闸过电压、切断空载变压器过电压、弧光接地过电压。
2.过电压的防护2.1牵引变电所的直击雷防护目前牵引变电所普遍装设独立避雷针以防止直击雷过电压。
2.1.1独立避雷针与配电装置带电部分间的距离由上面公式可看出，线路的电容电流流过电源感抗也会造成电压升高，同样会增加电容效应，犹如增加了线路的长度，加剧了空载长线路的末端的电压升高。
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 ，
论谐振过电压产生原因及防治
论谐振过电压产生原因及防治[摘要]谐振过电压在电力系统中屡见不鲜，但在实际运行中，很多人员对谐振过电压的了解很片面。
谐振过电压对电网造成危害极大.诸如造成电压互感器熔丝熔断、电压互感器烧毁、电网设备绝缘损毁，甚至造成相间短路、保护装置误动作等等，所以加深对其认识，并加强防治措施非常必要。
[关键词]谐振过电压产生原因分类中图分类号：tm 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）20-265-01在电力生产和电力运行的中低压电网中，故障的形式和操作方式是多种多样的，谐振性质也各不相同。
因此，应该了解各种不同类型谐振性质与特点，掌握其振荡的性质和特点，制订防振和消振的对策与措施。
l.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不致于引起用户断电，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电电压，一般为3～5倍相电压甚至更高.致使电同中绝缘薄弱的地方放电击穿，并会发展为相问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，所以脱谐度整定的比较大，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。
2.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。
谐振过电压产生及防止措施
谐振过电压产生及防止措施一、释义35kV及以下配电网采取中性点不接地和经消弧线圈接地方式；110kV及以上配电网采取中性点直接接地方式。
过电压种类多，主要有谐振、雷电和操作过电压；其中谐振过电压较常见，作用时间长、次数频繁、危害大，须采取措施预防。
谐振过电压指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。
二、谐振过电压产生原因电网运行中，正常时中性点不接地系统PT铁芯饱和易引起谐振过电压；中性点不接地方式发生单相故障可引起谐振过电压。
运维人员操作或事故处理方法不当亦会产生谐振过电压。
另外设备设计选型、参数不匹配也是谐振过电压产生原因。
谐振过电压对电网造成危害极大，诸如造成电压互感器熔丝熔断、电压互感器烧毁、电网设备绝缘损毁，甚至造成相间短路、保护装置误动作等。
操作过电压和谐振过电压的区别：操作过电压和谐振过电压都属于内部过电压。
操作过电压，顾名思义，是操作高电压大电感-电容元件（比如合/分空载长线路、变压器、并联电容器、高压感应电动机等）以及故障线路跳闸/重合闸等产生的过度过程。
防止操作过电压的措施根据操作的对象不同而有所不同，一般采用重击穿概率低的断路器或设置金属氧化物避雷器限制操作过电压。
谐振过电压，因系统的电感、电容参数配合不当而引起的各类谐振现象及电压升高。
所以防止谐振过电压的措施即破坏谐振条件，使参数配合避开谐振区，需要对系统有整体的参数预测，从而调整电网参数。
三、分类(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。
(2) 铁磁谐振过电压：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。
因铁芯电感元件的饱和现象，使回路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的谐振条件时，会产生铁磁谐振。
论谐振过电压产生原因及防治
论谐振过电压产生原因及防治作者：李成来源：《中国科技博览》2013年第20期[摘要]谐振过电压在电力系统中屡见不鲜，但在实际运行中，很多人员对谐振过电压的了解很片面。
谐振过电压对电网造成危害极大.诸如造成电压互感器熔丝熔断、电压互感器烧毁、电网设备绝缘损毁，甚至造成相间短路、保护装置误动作等等，所以加深对其认识，并加强防治措施非常必要。
[关键词]谐振过电压产生原因分类中图分类号：TM 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）20-265-01在电力生产和电力运行的中低压电网中，故障的形式和操作方式是多种多样的，谐振性质也各不相同。
因此，应该了解各种不同类型谐振性质与特点，掌握其振荡的性质和特点，制订防振和消振的对策与措施。
l.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不致于引起用户断电，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电电压，一般为3～5倍相电压甚至更高.致使电同中绝缘薄弱的地方放电击穿，并会发展为相问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，所以脱谐度整定的比较大，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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
牵引变电所倒闸操作引起谐振过电压原
因及对策
摘要：电网运行过程中产生的谐振过电压，严重影响了电力系统的安全运行。
本文叙述了铁路牵引变电所在运行过程中出现的谐振过电压的产生及其危害性，
对一例倒闸运行过程中出现的谐振过电压造成的设备故障进行了较详尽的分析，
并对其产生的原因进行了阐述，同时还介绍了多种预防谐振过电压的方法。
关键词：变电所；谐振；操作谐振过电压；对策
引言：
在电力系统中，因开关负荷输入或移除、故障等因素，使系统内部状态或参
数产生改变，从而使系统中的电磁能量发生传递或转化，从而产生电压升高，这
就是所谓的内部谐振过电压，给设备带来了严重的损害。
铁路牵引变电所中的变
压所、电压互感器、电抗器以及牵引变电所中的电力机车都是传感装置。
并联用
于变电所的并联接有接地电容的空载线是一种电容装置，该电路由电感与电容构
成一共振环，在正常运行时，其电感、电容均不产生共振，当倒闸开关运行时，
部分线路将被拆分、重装，使传感器、电容式能量存储单元的工作状态改变，在
一定的激发条件下，电磁波的能量振荡会出现共振现象，从而引起工作谐振过电压。
一、变电所操作谐振过电压的原因分析
（一）分合空载线路引起的谐振过电压
油田配电网中，以泵电机和泵井为主的三相负载为主，但因其负载特点，不
能实现自动启动和关闭。
断电后，电动机的负荷需要人工起动，如果在起动前给
配电网提供电源或者重合闸切断，将造成“空载断线”现象，从而引起系统的共
振过压。
在排出并转入无负荷状态时，产生谐振过电压的原因是由于电弧的重复燃烧
所致。
一是断路器的灭弧性与接点间的还原电压，二是接点上的剩余电压；由于
系统中存在较高频率的振荡，会造成空载线路的谐振过电压。
（二）弧光接地谐振过电压
在电网运行过程中，单相接地故障较为普遍。
在大部分单相接地情况下，均
为弧线接地，流经弧线的IJD电流等于地电容正常值的总和。
通常情况下，由于
导热系数过小，不能产生稳定的弧光，导致熄火与重燃弧交替运行的非稳定工况。
该现象会引起电网运行工况的瞬态变化，引起电磁能量的剧烈波动，是造成电弧
谐振过电压的主要原因。
（三）切除空载变压所谐振过电压
空载变压所是一种激励线圈，它的支撑元件，例如断弧线圈，大功率电机，
并联电抗器等，都具有类似的物理特性。
在这张图中，我们能够看到零负载变压
所的等效电路，其中L是功率电感，C是总线到地电容器，LK是C和C电路之间
的连接电感，L是变压所的励磁电感，电容器C由CB变压所的等效容量和变压所
空载侧所有电气设备的总容量组成。
二、变电所操作谐振过电压的应对措施
（一）弧光接地过电压的应对措施
因此，对牵引谐振过电压进行有效的保护是非常必要的。
消弧线圈对地电流
进行了补偿，从而抑制了电弧对地的过压。
消弧线圈是一种大容量的感应线圈，它与变压所的中性点相连，并带有几个
抽头，它的容量可以按一定的等级进行调整，电力系统中的中性点接地通过消弧
线圈而形成的电力系统，又称补偿型电力系统。
消弧线圈的作用既是降低故障点
的剩余电流，促进快速自熄灭，又是在自熄灭的恢复电压缓慢上升，防止再燃。
消弧线圈是一种有效的方法，可使单相接地电弧自动熄灭，并可有效地防止电弧
对地谐振过电压的产生。
（二）防止操作过电压的有关对策
如何有效地控制输电线路的运行过电压，是提高输电线路绝缘性能的一个重
要先决条件，也是保障输电线路安全稳定运行的关键。
过压保护是指通过技术手
段对过压进行防护，将过压控制在容许范围之内，从而减少过压发生的危险，增
强电网运行的可靠性。
总体上讲，大部分的工作过电压都是由断路器的动作引起的。
①改善设备维修质量，保证倒闸工作过程中的并联，增强断路器开关的灭弧
力及动作同步性，并降低工作过电压。
②当倒闸开关时，会破坏谐振状态，从而使铁磁效应的工作程序发生变化。
在牵引变电所负荷时，禁止使用倒闸作业，在牵引变电所逆回路运行时，先将电
容与馈电开关全部关闭，再将逆电源运行，这样既保证了无负荷运行，又保证了
系统的电感量、电容量（理论计算值）基本不变，同时大大降低了系统产生谐振
过电压的几率[1]。
③由于工作过压的持续时间长于闪电过压，所以工作过压的使用将会限制工
作过压。
尽管其幅值很小，但是由于避雷针等的巨大能量，使其对过电电压有一
定的限制，不能承受过多的过电电压。
所以，为防止运行过电压而专门设计的避
雷针，在实际应用中往往起到备用保护的作用。
若采用非线性压阻（ZnO)MOA，
则该MOA在工作时阻抗较高，漏电流为微安，且不会对电力系统造成干扰。
当出
现过电压时，它的电阻会突然降低，并且一般是一个稳定的电压特征，在阀片间
留有一定的电容，用来防止剩余电压的突变。
④用电容型变压器代替27.5kV母线上的电磁型变压器，或者用具有良好饱
和性能的变压器代替，或者在已有变压器上安装消谐器。
采用多种方法对变压器
进行了调整，使变压器的各项参数发生变化，从而打破了变压器发生共振的条件。
（三）防止内部过电压的其他保护措施
①加强对牵引变电所及负荷设备的巡视，保证其正常运行，降低因设备故障
而引起的过电压；
②采用一种暂时的倒闸操作方式，比如调度部可基于系统连接而输入预定的
线或装置，为了防止谐振而改变系统的参数。
③采用并联电阻式断路器、磁风力放电装置或MOA放电装置、并联电抗器、
变流器及自耦合变压所等，可以在空载线路断路时，对过电压进行限制及减小。
采用上述方法，可使无负荷母线断线时的过电压降低到2.5倍[2]。
④当限制负荷被关断时对过压进行约束。
因为该过电压多为短时、高频率、
高频率的震荡波，其隔离作用与雷击波一样，所以可采用磁控或氧化型避雷器加
以抑制，配置并联电阻的开关也能有效地切断由感应负荷引起的过压。
⑤在某些特定条件下，该系统的中线也可因一种电阻而暂时变成地。
三、结束语
油田网运行过电压是一种不可避免的故障，由于采用了高性能的避雷器，使
用了大量的消弧线圈，安装了消谐器等，人们对其的认识还不够透彻。
同时，不
断地对变电所倒闸引起的谐振进行改造，改进变电所的设备，改善变电所的性能，避免或化解过电压。
在实际操作中，应加强配电网络的管理，避免发生单相接地、断线等故障。
参考文献
[1]黄文兴.阐述牵引变电所倒闸操作引起谐振过电压原因及对策[J].广东科技,2008(16):138-139.
[2]杨培斌,张占胜,张金胜,李学山.牵引变电所倒闸操作引起谐振过电压原
因及对策[J].铁道机车车辆,2006(06):68-70.
作者简介：崔立友，男，197703，在大庆油田中油电能电力运维分公司电力
运维四部电工五队，从事变电所的日常倒闸操作，事故处理，巡视及日常维护。