什么叫铁磁谐振过电压,它怎么防治

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浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施

浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施

浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施电压互感器(Voltage Transformer,简称VT)作为电力系统中常用的电测量装置,其主要功能是将高压侧电压降低到安全范围内,以便进行电能测量、保护和控制。

在某些特殊工况下,VT可能会出现铁磁谐振,导致过电压产生,进而对设备和系统安全产生威胁。

对于电压互感器的铁磁谐振过电压防范措施需要引起我们的高度重视。

铁磁谐振是指电力系统中电压互感器产生谐振的现象,主要由于电压互感器的铁心元件与电力系统谐振电容形成谐振回路,使得系统中的电压产生高频振荡,导致过电压的出现。

1.选择合适的电压互感器参数:需要根据电力系统的额定电压和频率,选择合适的电压互感器额定电压和变比。

正确选择电压互感器的参数,可以减小系统中的电流谐振,降低谐振幅值,从而减小谐振过电压的产生。

2.合理设计电压互感器的阻尼电阻:在电压互感器的次级绕组中加入适当的阻尼电阻,可以提高电压互感器的阻尼,降低谐振振荡的幅值,减小谐振过电压的可能性。

阻尼电阻的阻值大小需要根据实际情况进行优化设计。

3.增加铁芯的短路开关:为了在需要的时候能够快速地将电压互感器的铁芯短路,可以在电压互感器的铁芯上增加短路开关。

通过控制短路开关的状态,可以有效地控制铁芯的磁导率,避免谐振过电压的产生。

4.合理布置电力设备和线路:在设计电力系统时,需要合理布置电力设备和线路,减小电力系统中的电感耦合。

通过合理布置线路,降低电力系统中的电感耦合,可以减小谐振回路的形成概率,降低谐振过电压的可能性。

5.增加有源补偿装置:有源补偿装置可以根据电力系统中的谐振情况,实时监测并补偿电气系统中的电能,减小谐振过电压的产生。

通过增加有源补偿装置,可以有效地提高电力系统的稳定性和可靠性。

[整理]铁磁谐振过电压

[整理]铁磁谐振过电压

电压互感器铁磁谐振过电压浅析摘要:高压系统中的铁磁谐振过电压是电力系统常见的过电压之一,是由于变电站倒闸操作或在运行时接地故障消除等原因引起的,其实质就是电磁式电压互感器励磁特性饱和,激发铁磁谐振。

发生铁磁谐振过电压,不但对大量电力设备和系统安全运行带来危害,还严重危及人身安全,必须予以足够重视和防范。

关键词:铁磁谐振过电压防范措施一、引言由于10kV设备多为高压三相设备,当单相接地时,为了保证三相电压还能继续保持平衡、对称的关系,系统能够持续运行,提高供电可靠性,因此10kV系统多采用不接地运行方式。

为了能正确识别单相接地故障,并对电网电压进行监测,这就需要10kV系统中的电压互感器中性点接地。

当母线空载或出线较少时,因合闸充电或在运行时接地故障消除等原因的激发,会使电压互感器过饱和,则可能产生铁磁谐振过电压,出现相对地电压不稳定、接地指示误动作、电压互感器高压保险丝熔断等异常现象,严重时会导致电压互感器烧毁,继而引发其它事故。

二、铁磁谐振过电压原理铁磁谐振仅发生在含有铁芯电感的电路中。

当电感元件带有铁芯时(如变压器、电压互感器等),一般都会出现饱和现象,这时电感不再是常数,而是随着电流或磁通的变化而变化,在满足一定条件时,就会产生铁磁谐振现象。

铁磁元件的饱和特性,使其电感值呈现非线性特性,所以铁磁谐振又称为非线性谐振。

为探讨铁磁谐振过电压最基本的特性,可利用图1的L-C串联谐振电路进行分析。

假设正常运行条件下,其初始感抗大于容抗(ωL > 1/ωC),电路不具备谐振的条件,而电感线圈中出现涌流时就有可能使铁芯饱和,感抗下降,使ωL = 1/ωC,满足串联谐振条件,产生谐振。

图1 串联铁磁谐振电路图2为铁芯电感和电容上的电压(U L、U C)(有效值)随电流变化的曲线。

U C为一直线;在铁芯为饱和时U L基本上是一直线,当电流增大,铁芯饱和后,电感值减小,U L不再是直线,因此两条伏安特性曲线必相交,这时产生铁磁谐振的前提。

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

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。

关于谐振过电压及预防的技术措施

关于谐振过电压及预防的技术措施

关于谐振过电压及预防的技术措施摘要:谐振过电压是因电网储能参数—电感和电容匹配符合谐振条件而引起的过电压。

在电力生产和电力运行的中低压电网中,由于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的性质与特点,掌握其振荡的性质和特点,并制订防振和消振的对策与措施。

关键词:谐振过电压;预防;技术措施1.谐振的危害性在电力供电电网上,谐振过电压在正常运行操作中出现频繁,其危害性较大;过电压一旦发生,往往造成电气设备的损坏和大面积的停电事故。

多年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,所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。

为了尽可能地防止谐振过电压的发生,在设计和操作电网设备时,应进行必要的估算和安排,以免形成严重的串联谐振回路;或采取适当的防止谐振的措施。

目前变电站大部分采用中性点不接地方式运行,而最常见的谐振过电压就是发生在中性点不接地系统中。

从电网的运行实践证明,中性点不接地系统中由于电压互感器铁心饱和引起的铁磁谐振过电压比较多,尽管采取了不少限制谐振过电压的措施,如:消谐灯、消谐器、PT高压中性点增设电阻或单只PT等,但始终没有从根本上得到解决,PT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,允许维持一定的时间,一般为2小时,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亦大幅度增加,单相接地时接地电弧不能自动熄灭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。

2.产生谐振过电压的因素2.1互感器铁磁谐振过电压的因素电压互感器伏安特性的影响。

铁芯电感的伏安特性愈好,即铁芯饱和得愈慢,也即谐振所需要的阻抗参数XC0/XL愈大;反之,谐振所需XC0/XL愈小。

浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施

浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施

浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施1. 引言1.1 电压互感器在电力系统中起着至关重要的作用电压互感器在电力系统中起着至关重要的作用。

它是电力系统中必不可少的设备之一,主要用于测量、监控和传输电力系统中的电压信号。

通过电压互感器,我们可以及时准确地获取电力系统中的电压信息,帮助运行人员了解系统运行状态,及时调整电力系统的运行参数,确保系统的安全稳定运行。

电压互感器广泛应用于电力系统的各个环节,包括高压输配电网、变电站、电力监测系统等。

它能够将高压信号转换为适合测量仪表或保护设备使用的低压信号,为电力系统的运行和管理提供了重要的技术支持。

没有电压互感器,电力系统的安全稳定运行将无法保障,难以及时有效地对系统中出现的问题做出反应和处理。

电压互感器在电力系统中的作用不容忽视。

它不仅是电力系统正常运行的关键设备,同时也是电力系统安全运行的重要保障。

只有充分认识到电压互感器的重要性,才能更好地确保电力系统的安全稳定运行。

【至关重要】。

2. 正文2.1 铁磁谐振对电压互感器的影响铁磁谐振是电力系统中常见的问题,对电压互感器会产生一定的影响。

铁磁谐振是指在电流经过互感器铁芯时,由于其自身的铁磁特性而导致的谐振现象。

这种谐振会导致互感器铁芯中的铁芯损耗增加,同时也会影响其正常的工作状态。

具体来说,铁磁谐振会导致电压互感器的性能受到影响,使其输出的信号出现波动或失真,甚至在严重的情况下可能导致互感器损坏。

对于电力系统而言,互感器是非常重要的设备,一旦出现问题可能会导致系统运行不稳定甚至发生故障。

防范铁磁谐振对电压互感器的影响是非常必要的。

采取一系列的措施来减少铁磁谐振现象的发生,可以有效地保护电压互感器的正常运行和延长其使用寿命。

在日常运行中,需要密切监测互感器的工作状态,及时发现问题并采取相应的措施进行处理,以确保电力系统的安全稳定运行。

通过不断完善措施和技术,可以有效预防铁磁谐振对电压互感器的影响,提高系统的可靠性和安全性。

浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施

浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施

浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施电压互感器是电力系统中常用的测量仪器,也是系统中的重要装置之一。

但是,在电力系统的运行中,电压互感器的使用也面临着很多问题,如铁磁谐振过电压。

铁磁谐振过电压是电压互感器在谐振情况下,长时间处于高电压状态下,容易造成设备损坏,甚至导致安全事故发生。

因此,需要采取有效措施,加强电压互感器的防范措施,以保障电力系统的安全稳定运行。

一、铁磁谐振过电压的成因及危害电压互感器中的铁芯是由硅钢片叠压而成,其导磁特性是非线性的。

一般情况下,电压互感器的负载比较小,电压互感器的电路谐振是极难发生的。

但是,如果出现负载开路(如断路器拆卸等操作),则使得电压互感器中的感应电流大幅度减小,电感值变大,当电容注入电流时,系统中的电容和电感共振,形成铁磁谐振。

当发生脉冲放电或过电流的冲击时,电感器内部的电压猛地升高,这就是铁磁谐振过电压的成因之一。

铁磁谐振过电压会造成设备局部击穿,损坏电容、电抗器等电力设备,对电力系统的可靠性和安全性造成严重威胁。

另外,如果频繁发生铁磁谐振过电压现象,还会造成电网负荷调节不稳定,导致电压波动,影响系统的稳定性。

二、电压互感器的防范措施1.调整电压互感器的谐振频率电压互感器的谐振频率是通过电容和电感器之间建立的谐振回路来实现的。

因此,在设计和安装过程中,可以调整电容和电感器之间的参数,以达到一定的谐振频率,减少铁磁谐振过电压的发生。

2.加装过电压保护装置过电压保护装置是电力系统中重要的防护装置之一,其作用是对电力系统中的过电压进行有效的控制。

在电压互感器的设计和安装过程中,可以增加过电压保护装置的投入,当电压互感器出现谐振时,过电压保护装置可以及时地将过电压抑制在一定范围内,从而保护电力系统的运行安全。

3.系统电容投入系统电容投入可以改善电网系统的功率因数和电压水平,同时还可以抑制铁磁谐振过电压的发生。

在电网系统的设计和运行中,可以根据需要增加系统电容的投入,减少电容和电感器之间的谐振,从而保护电力设备的运行安全。

电压互感器饱和过电压及防止

电压互感器饱和过电压及防止

电压互感器饱和过电压及防止由于电压互感器铁芯饱和而产生的过电压(又称为铁磁谐振过电压)是一种最常见的内过电压现象。

在某些35kV和10KV系统中,这种现象频繁地发生,严重地影响安全供电。

恩平县供电局110kV平富岗变电站35kV系统及35KV城南变电站10kV系统发生电压互感器饱和过电压现象甚为频繁。

据不完全统计,82年以来,平富岗变电站35kV系统高压熔丝烧断三十多次,烧毁电压互感器7台、油开关套管闪络3次、用户降压站避雷器爆炸1台。

城南变电站10kV系统PT饱和谐振现象更严重,84年2—5月发生5次谐振过电压,熔断9支高压保险丝。

5月份发生的两次谐振,烧断5支高压保险丝。

对于这种内过电压现象,许多变电工作人员缺乏理性认识。

由于饱和谐振过电压常常发生在雷雨期间,因此,当电压互感器高压熔丝烧断了,互感器喷油、冒烟,油开关套管闪络,避雷器爆炸等,统统说成是雷害。

把内过电压造成的事故判作外过电压事故,由于判断错误,也就不可能找到正确的预防措施,年复一年,类似的事故不断发生,造成不应有的损失。

一、饱和过电压的产生接于中性点不接地电网中的电压互感器,为取得监视电网对地绝缘状况的讯号,其中性点是接地的。

这种Y接电压互感器的等值电路如图一。

图中C11为线路每相的对地电容,L为电压互感器的铁芯线圈电感。

正常情况下,铁芯不饱和,线圈感抗大于线路容抗,即XL >XC11l,二者并联后相当于一个等值电容C´。

大家知道,铁芯电感线圈是一个非线性电感原件,当加在线圈上的电压增加,使通过线圈的电流增大时,L的电感值由于铁芯饱和而不断下降。

当电压增大到一定数值后,XL <XC11,就构成了铁磁谐振的条件。

这时,线圈电感与线路电容并联相当于一个等效电感L´,它与电源中性点对地电容C(图一中虚线部份)组成串联谐振回路。

饱和谐振可以由几种激发条件造成。

雷雨期间,因雷击或风雨造成线路发生弧光接地是最常遇到的“激发”因素。

浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施

浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施

浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施电压互感器是一种用于测量电力系统中电压的设备,其作用是将高压电网的电压信号变换为低压信号,以便与保护设备或测量设备相连。

当电网中出现铁磁谐振情况时,往往会给电压互感器带来负面影响,甚至引发过电压事故。

对电压互感器的铁磁谐振过电压进行有效的防范措施,显得尤为重要。

铁磁谐振过电压是指在电网中存在电容性电压降与电容性感应电流之间的共振现象,当系统中存在频率相同的电容性电压降和感应电流时,就会形成共振。

在电网中,由于各种原因,例如电容性电压降和高电压电网中的感应电流,会引起电网中的谐振。

而电压互感器作为电力系统中的重要设备之一,其铁磁谐振过电压会导致其损坏,甚至对整个电网的稳定性和安全性造成影响。

为了有效防范电压互感器的铁磁谐振过电压,需要采取一系列的措施。

首先是合理选用电压互感器的类别和型号。

电压互感器的类别和型号应根据具体的电力系统条件和要求来选定,避免盲目选用不合适的电压互感器,导致频率与系统谐振频率相接近,从而产生谐振现象。

其次是合理设置电压互感器的接线方式。

在电网的设计和施工中,应按照要求合理设置电压互感器的接线方式,减少因连接方式不当导致的谐振风险。

还需加强对电网的监测和维护。

通过对电网的实时监测和及时维护,可以及时发现存在的谐振风险,采取相应的措施进行处理,保障电网的稳定运行。

除了以上措施外,还可以采用谐振阻抗装置来防范电压互感器的铁磁谐振过电压。

谐振阻抗装置是一种专门用于防范电网谐振现象的装置,其作用是在谐振发生时,通过调节电路的阻抗来阻止电路共振,从而有效地防范铁磁谐振过电压。

谐振阻抗装置可以根据具体的电网条件和需求设计定制,安装在电网中的关键位置,有效地避免电压互感器因谐振而产生过电压。

加强对电压互感器的维护和检修也是防范铁磁谐振过电压的重要手段。

定期对电压互感器进行检查和维护,及时清除电压互感器周围的杂物,保证电压互感器正常运行,并避免因外界物体的干扰而引起谐振现象。

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系统的中性点不接地系统,当系统遭到一定程度的冲击扰动,从而激发起铁磁共振现象。

由于对地电容和互感器的参数不同,可能产生三种频率的共振:基波共振、高次谐波共振和分频谐波共振。

各种共振的表现形式如下:
基波共振。

系统二相对地电压升高,一相对地电压降低。

中性点对地电压(可由互感器辅助绕组测得电压)略高于相电压,类似单相接地,或者是二相对地电压降低,一相对地电压升高,中性点有电压,以前者为常见。

分频谐波共振,三相电压同时升高,中性点有电压,这时电压互感器一次电流可达正常额定电流的30~50倍以致更高。

中性点电压频率大多数低于1/2工频。

高次谐波共振,三相电压同时升高,中性点有较高电压,频率主要是三次谐波。

在正常运行条件下,励磁电感L1=L2=L3=L0,故各相对地导纳Y1=Y2=Y3=Y0,三相对地负荷是平衡的,电网的中性点处于零电位,即不发生位移现象。

但是,当电网发生冲击扰动时,如开关突然合闸,或线路中发生瞬间弧光接地现象等,都可能使一相或两相对地电压瞬间升高。

如果由于扰动导致A相对地电压瞬间升高,这使得A相互感器的励磁电流突然增大而发生饱和,其等值励磁电感L1相应减小,以致Y1≠Y0,这样,三相对地负荷变成不平衡了,中性点就发生位移电压。

如果有关参数配合得当,
对地三相回路中的自振频率接近于电源频率,这就产生了严重的串联谐振现象,中性点的位移电压(零序电压)急剧上升。

三相导线的对地电压UA、UB、UC等于各相电源电势与移位电压的向量和,当移位电压较低时向量迭加的结果可能使一相对地电压升高,另外两相则降低;也可能使两相对地电压升高,另一相降低。

一般以后者为常见,这就是基波谐振的表现形式。

电压互感器的一组二次侧绕组往往接成开口三角形式,当线路发生单相接地时,电力网的零序电压(即中性点位移电压)就按比例关系感应至开口三角绕组的两端,使信号装臵发出接地指示。

显然在发生上述铁磁谐振现象时,位移电压同样会反映至开口三角绕组的两端,从而发生虚幻接地信号,造成值班人员的错觉。

由模拟试验中得出,分次谐波谐振时过电压并不高,而电压互感器电流极大,可达额定电流的30~50倍,所以常常使电压互感器因过热而爆炸。

基波谐振时过电流并不大,而过电压较高。

高次谐波谐振时,一般电流不大,过电压很高,经常使设备绝缘损坏。

三次谐波电压的产生可以认为是由电压互感器的激磁饱和所引起的。

如中性点绝缘的电源对三相非线性电感供电。

由于未构成三次谐波电流的通路,故各相中出现三次谐波电
压,并在辅助绕组开口三角处产生各相三次谐波电压合成电压。

当不大的对地电容与互感器并联形成振荡回路,其振荡回路的固有频率为适当数值时将引起甚高的三次谐波过电压。

三次谐波共振的发生,需要足够高的运行电压,因为电压低时互感器饱和甚微,它所含的三次谐波将极校基频情况下的电压升高,是因为随铁心电感饱和程度不同,合成导纳可能呈电容性或电感性。

回路中电流变化时,合成导纳的数值和相位将显著变化,显然随三相线路各相中电压电流数值不同,各相合成导纳的数值和相位差别将很大,因而引起中性点位移,并使某些相电压升高。

在分次谐波谐振时,三相电压同时升高;在基波谐振时,两相电压升高,一相电压降低;在三次谐波谐振时三相电压同时升高。

为了消除这种谐波过电压,在中性点非直接接地的系统中,可采取下列措施:
1选用励磁特性较好的电磁式电压互感器或只使用电容式电压互感器。

2在电磁式电压互感器的开口三角形中,加装R≤0.4Xm的电阻(Xm为互感器在线电压下单相换算到辅助绕组的励磁电抗),或当中性点位移电压超过一定值时,用零序电压继电器将电阻投入1min,然后再自动切除。

3在选择消弧线圈安装位臵时,应尽量避免电力网的一部分失去消弧线圈运行的可能。

4采取临时的倒闸措施,如投入事先规定的某些线路或设备等。

5中性点瞬间改为电阻接地。

我局在刘家岭、茶山坳、松柏变电站电磁式电压互感器的二次开口三角线圈两侧加装了灯泡,用以消除电感、电容中的交换能量,破坏谐振的条件,达到了消除铁磁谐振的目的。

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