电磁谐振产生的原因
电力系统铁磁谐振的产生及消除措施
如发 电机 、 变 压器 、 电压互感 器 、 电抗器 、 消弧线 圈等和 系统 的电容元件 ， 电线路 、 如输 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
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中国新技术新产品
摘 要： 电力 系统 中有很 多铁 芯 电感元 件 ， 系统发 生 故 障或 开关 操作 时 ， 外加 电源的 作 用下 ， 些 电 感可 能 与 电容 （ 导线 电 当 在 这 如 容 ） 生铁 磁谐 振过 电压 。它会破 坏 电气设备 的绝缘 ， 至会烧 毁 电气设备 ， 产 甚 严重 威胁 着 电力 系统 的安全 、 定运行 。本 文分 析 了电 稳 力 系统铁 磁谐振 过 电压 的产 生原理 ， 生原 因 ， 产 并提 出 了具体 的防 范措施 。 关键词 ： 电压互 感 器； 铁磁 谐振 ； 电感 倒 闸操作 引发 电流 、 的冲击扰动 ， 有可能 ０ 即开 口 电压 就 ， 三角绕组被短接 ， 当于电压 互感器 Ｔ 相 发生铁磁谐振。当 Ｐ Ｔ发生 谐振以后 ， 芯里产 型等值电路的二次测短 路。 铁 生零序磁通 ，这个磁通在开 口三角线 圈里感 应 ３ ． ２将互感器高压侧中性 点经高阻抗（ 零序 出零 序电压 ， 现行 的 铁芯截 面积小 ， 一般 运 互感器或可变电阻 ） 。 接地 过电压田 。过 电压造成 励磁 电流剧增 ， 有时 可达 行在励磁 曲线的饱和点 以下 ，一般在线 电压下 在三相 电压互感器 高压侧 中性点 串入 １ 台 额定电流的几 十倍 ， 持续时间较长 ， 就会造成熔 就饱和 了， 导致 的感 抗 ｘ 严重下降 ， 这样就 单相电压互感器的高压线圈 ，而其低压线圈则 断器的熔 断， 设备的烧损或爆炸 ， 乃至大面积停 和线路或母线对地 电容 Ｘ 组成 了谐振 回路 。 串人三相电压互感器低压侧的 中性点接地回路 电事故目 。 ２ ． ２不对称接地故 障引起 的铁磁谐振 中。正常运行时三 相 电压互感器的 中性点电位 １中性点不接地系统中铁磁谐振的产生原 在 中性点不接地系统 中，当发生单相接地 接近 ０ ’ 单相电压互感器 中没有 电流流过。当系 理 故障时 ， 电网电压 、 维持不 变 ， 相位 故障相 电压 统 内出现一相接地时 ，两正常相的对 地电压升 如图 １ 所示 ， 电源变压器 中性点不接地 ， 为 下降为近似零 值 ， 非故 障相 上升为额定 电压近 高 １ ３ 倍 。 ． ２ 但由于三相 电压互感器的中性点对 ７ 了监视绝缘 ，电压互感 器的一次绕组 中性点直 似值 的 １ ３ 倍 ， ． ２ 当系统接地故 障消除 后 ， ７ 非接 地 之间 串联 了 １ 台单相 电压 互感 器 的高压线 接接地 ， 其励磁 电感分 别为 Ｌ 、 与 并联 地相在过 电压期 间 ， Ｉ 、 Ｉ Ｌ 其 Ｌ 由于线路 电容 的作用 ， 已对 圈 ， 这样就相 当于增加 了每一相的励磁 电感 ， 因 的电容 ｃ代表该相导线 和母线 的对地 电容 。Ｃ 线路充人 电荷 ，这部分 电荷在 陛点不接地 系 此铁芯中磁通不会升高到严重饱和的状态口 能 。 。 。 与励磁电感并联后的导纳 为 、 ｗ Ｙ、 。 Ｙ 统 中，只能对 电压互感器的高压绕组 电感线 圈 够使电压互感器各相 电压保持在正常相 电压 附 在正常运行条件下 ， 磁电感 Ｌ － ＝ 故 放电 ，而流人大地 ，在这 个电压 瞬变过渡过程 近而不饱和 ， 励 ￣Ｌ Ｌ ， ｖ 提高了电压互感器零序励磁特性 ， Ｙ＝ ｖ 三相对地 负载是平衡 的 ， ｕ ￣ ， Ｙ Ｙ 中性点 电位 中，非接地相电压互感器一次绕组励磁 电流突 降低电压互感 器的一次 电流 ， ， 同时 也保持 了接 为零 。 然出现数倍于额定 电流的峰值 电流 ，可将一次 地指示装 置对零序 电压幅值 和相 位的灵 敏度 ， 当电网中发生 冲击扰动 ，例如 电源合闸至 电压 互感器保险熔断甚ｊ烧 毁 Ｉ 另外除三相 是一种 比较优越 的消谐 方法 。但是单 相电压互 呷。 空母 线使 互感器一相 或两相 出现涌流现 象 ， 或 电压互 感器外 ， 的主变、 其余 配变 中性点 均不接 感器型号 的选取 要依据 实际情况来选 择 ，如有 线路瞬间单相弧光接地（ 或熄弧 ） ， 后 健全相 （ 或 地 ，当系统发生一个周波重燃多次 的弧 光断续 观 认为 ， 当选取与三相 电压互感器变 比相 应 故障相 ） 突然升 高也会 出现很 大涌流 ， 电压 造成 接地 时 ， 电压互感器成为 系统对地放 电的通 道 。 等 的单相电压互感器 。 该相互感器磁路饱 和 ， 电感 Ｌ相应减小 ， 励磁 这 其放 电电流可达 ２ Ａ左右 ， 是一般 电压互感 器一 ３ ＿ 电源变压器 中性点经过 消弧线圈接 ３将 样三相对地负荷 就变得 不平衡 ，中性点 出现位 次额定 电流 ２ ０ ０ 倍左右 ，这样重燃多次断续放 地 。 移电压 ， 其值为 电， 可能造成 电压互感器因剧烈发热而烧毁 。 在 中性点经消弧线 圈接地 的情况下 ，其 电 ２ ， ３串联谐振 感 值远 比互感器的励磁 电感小 ，回路 的零序 自 ｅ － ｏ－ －一 ㈩ 串联谐振 的现象 ： 电压升 高 、 线 表计 摆动 ， 振频率决定 于电感和电容 ， 感器所引起的谐 互 式中： 赢为中性点位移（ 对地） 电压； 电压互感器开 口三角形 电压超过 １ ０ 。 电线 振 现象也 就成为不可能。３ Ｖ系统发生谐振 ０Ｖ 输 ５Ｋ 为三相电源电压 ； 路中的导线断落 、断路器非全 相运行 以及熔断 时 ， 可采取此法 。需要指 出的是 ， 加装 消弧线 圈 为三相励磁电感 与母线 电容并联 器 的一相或 两相熔断 也可能使系统 中 的电感 、 以后 ，系统 中若发生断线故障或 出现纵 向不对 后的导纳。 电容元件 形成 串联谐 振回路 ， 中电感一般 是 称 电压时 ，消弧线 圈可能与系统 电容和 电压互 其 在正 常运行情况下 ，由于电压互感器励磁 指 空载或轻负载 变压器 的励磁 电感 等 ，电容 一 感器励磁 电感之 间呈现 串联谐振状态 ，同样可 阻抗很大 各相导 纳呈 现容性 ， 而扰动结果使 ｖ 般是指导线 的对地和相 问电容 ，或 电感线 圈的 能引起铁磁谐振问题 。因此加装消弧线圈抑制 相和 Ｗ相 电感 即 Ｌ Ｖ和 Ｌ 减小 ，电感 电流增 对地杂散电容 等。 Ｗ 因此 ， 中． 在 性点不 接地的系统 铁磁谐振的问题需要针对配 电网特点考虑这种 大， 可能使 ｖ相和 ｗ 相导 纳变成感 性 ， 构成 如 网络 中， 断线谐振出现的频率非常高 ， 并且会造 可能性。 图１ 所示 的等值电路图 ， 导纳 和容性导 成各种严重后果 。而且 由于铁芯的磁饱和引起 感性 ４结论 纳 相互抵消 ， 使总导纳 Ｙ ＋ ｖ Ｙ 显著减小 ， 电流 、 波形的畸变 ， ｕＹ＋ｗ 电压 即产生 了谐波 ， 谐振 使 通过 以上分析 ，中性点不直接接地系统 中 位移 电压 Ｅ 大为增加’ ０ ，如果参数配合适 当 ， 总 回路还会对谐波产生谐振。 产生 的铁磁 谐振过电压会 对电力 系统造 成严 重 导纳接近于零 ， 就产生了串联 谐振现象 ， 中性点 ３消除铁磁谐振的措施 的后果 ，因此采用将电压互感器开 口三角短接 位移 电压将急剧上升日 。引起 电磁式 电压互感器 为 了限制和消除这种零序 性质 的谐振过电 或 电压互感器 中性点经高 阻抗接地等措施可大 励磁 电流急剧上升等 ， 即铁磁谐振现象 。 压， 采用下列措施将取得显著效果。 但根据某高 大减少铁磁谐振的发生 ，至于采用何种消谐方 ２常见的铁磁谐振过电压现象 校仿真研究结果 ， 任何措施都有一定局 限性 ， 不 法 ， 根据当地系统的实际情况 ， 应该 结合系统的 ２ 运行开关操作引起的铁磁谐振 ｌ 是绝对可靠的 ， 采用时应予以注意。 运行方式 ， 在充分借鉴和积累的基础上 ， 分别采 在 中性 点不接地系统 中运行 的接地 电压互 ３ 在剩余 电压绕组 开 口三角端 子并接一 取措施 ， ． １ 以达到预期的 目的。 感器 ， 其每相绕组和线路每相 电容并联 ， 形成并 个 电阻 Ｒ或加装 专用消谐器 。 参 考 文 献 联谐 振回路 ， 在暂态激发 的条件 下 ， 、 闸 ， 如开 合 在电网正常运行时 ，开 口三角绕组端 口基 【刘晖． 电力 系统铁 磁谐振过 电压叨 江西 电 １ 】 浅析 ． 本无 电压 ，如果在端 口 力 ．０ ６ ２ｏ． 上接人 电阻 Ｒ 不消耗 李顺福． 电压互感器铁芯饱和谐振过电压的分 能量 ，当系统因单相接 析及预 防措施 青海 电力，０３ ． ２０． 地故障而发生 中性点偏 ［】 ３凌子恕． 高压互感 器技 术手册 北京： 中国电 ｏ５ 移时 ，开 口三角绕组端 力 出版 社 ２ ｏ． Ｌ 二二二二二］一 ＿ Ｉ 口出现 电压 ， Ｒ消耗 能 郭景武 ， 荣新 消 谐装置在 电力 系统 中的应 张 量 ，而且 Ｒ值越小 ， 消 用分析 天津电力技 术，０５ ． ２０ 年增刊． （原理接线 图 ａ ） （等值 电路 图 ｂ ） 耗能量越多 ，限制谐 振 【ｌ ５ 黄建硕铁 磁分频 谐振过 电压 的产生 、 害及 危 图 １中性点不接地 系 中电压互感器谐振接 线图 统 的作用越明 显。 如果 Ｒ 措施加． ＝ 电工技 术应 用，０ ７ ２０．
电动汽车充电站谐振现象及其分析
电动汽车充电站谐振现象及其分析随着汽车电动化的发展，电动汽车充电站的建设日益增多。
在使用过程中，人们偶尔会遇到充电站出现谐振现象的问题。
本文将对电动汽车充电站谐振现象进行分析。
我们先来了解一下什么是谐振现象。
谐振是指在受到周期性外力的作用下，系统的振动频率与外力频率相同或互为整数倍的现象。
在充电站中，谐振现象即指充电设备与电动汽车之间可能发生的共振现象。
在电动汽车充电站中，谐振现象可能发生在充电设备与电动汽车之间的电磁耦合环节。
由于电车与充电设备之间存在电磁波传输，当系统的振动频率与外力频率相就会出现谐振现象。
谐振现象对电动汽车充电站的影响主要体现在以下几个方面：1. 充电效率：谐振现象会导致能量的损耗，使得充电效率降低。
当共振发生时，系统的能量传输效率降低，导致充电时间延长。
2. 系统稳定性：谐振现象会对电动汽车充电系统的稳定性产生负面影响。
共振会导致电动汽车充电站内部电压和电流的波动，增加系统故障的风险。
1. 设备设计问题：如果充电设备的设计不合理，容易引起共振现象。
电动汽车充电设备的电磁屏蔽效果不佳，容易受到外界电磁场的影响，导致谐振现象。
2. 地理环境因素：地理环境因素也可能引发谐振现象。
当充电站的地理位置处于某种频率的辐射范围内时，可能发生共振现象。
3. 外界电磁干扰：外界电磁干扰也是谐振现象发生的原因之一。
周围的无线电设备或其他电子设备的电磁辐射可能对充电设备产生干扰，引起谐振现象的发生。
针对电动汽车充电站谐振现象，我们应采取一些措施来解决和减少其影响：1. 设备设计优化：对电动汽车充电设备进行合理的设计和优化，提高其电磁屏蔽效果，减少共振现象的发生。
2. 地理环境选择：在兴建充电站时，选择距离其他频率辐射源较远的地理环境，降低谐振的风险。
3. 电磁干扰消除：通过采取电磁干扰消除措施，减少外界电磁干扰对充电设备的影响，减少共振现象的发生。
电动汽车充电站谐振现象是一个常见的问题，对充电效率和系统稳定性都有一定的影响。
5.25电磁式电压互感器引发铁磁谐振原因及消谐措施分析
电磁式电压互感器引发铁磁谐振原因及消谐措施分析近年来，在35kV及以下中性点不接地系统中，电磁式电压互感器饱和引发的铁磁谐振过电压，熔断压变熔丝，烧毁电压互感器，甚至是系统事故案例恨多。
那么，一起了解下系统中的电压互感器有什么作用？电压互感器主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电，用来测量线路的电压、功率和电能等，对电力系统很重要。
根据电压互感器行业市场运行的数据现状，了解到配电网电压互感器使用类型占比如下图。
由于电磁式电压互感器存在铁芯，在励磁特性曲线中，当施加的励磁电流增加，而激励出电压值增加幅度较小或不变，出现拐点。
即随着励磁电流的增加，激励出的电压变化很小或不变（在这过程中电感是下降），称为PT的饱和特性。
电压互感器的空母线突然合闸、系统发生单相接地故障。
在这两种情况下,电压互感器一次电流都会出现很大的励磁涌流;使电压互感器一次电流增大60倍左右,造成电压互感器饱和，从而诱发电压互感器产生过电压。
电压互感器发生铁磁谐振时系统的线电压指示不变,还可能引起其高压侧熔断器熔断,造成继点保护和自动装置的误动作，不仅会给电压互感器造成损害，严重时还可能影响电网安全运行。
通常情况下发生铁磁谐振时会产生以下危害：（1）在一次熔断器尚未熔断时;可能使电压互感器烧毁。
（2）在一次熔断器熔断时,则无法读取系统的正确电压值。
系统发生铁磁谐振，通常采用以下消除措施：（1）当只带电压互感器的空载母线产生基波谐振时;应立即投人一个备用设备,改变电网参数,消除谐振。
（2）当发生单相接地产生电压互感器分频谐振时,应立即投人一个单相负荷。
由于分频谐振具有零序性质,故此时投人三相对称负荷不起作用。
（3）铁磁谐振造成电压互感器一次熔断器熔断或电压互感器烧毁，应加装KLMP系列流敏型消谐器和KLMP系列微机消谐装置，消除铁磁谐振，使电压互感器的正常运行。
综上可知，35kV及以下中性点不接地系统中，选用全绝缘电磁式电压互感器加装KLMP系列流敏型消谐装置，有效防止铁磁谐振过电压，确保设备安全运行。
电磁式电压互感器铁磁谐振产生及治理方法
电磁式电压互感器铁磁谐振产生及治理方法摘要：电磁式电压互感器大量应用于35kV及以下中性点不接地电力系统中，铁磁谐振在电力系统中的频发导致电磁式电压互感器烧损，严重时甚至发生爆炸事故。
本文主要针对某330kV变电站发生铁磁谐振导致电磁式电压互感器烧损并进一步导致主变进区短路使主变绕组烧损进行分析，且对电压互感器发生铁磁谐振的原因及防止措施提出可行性意见，保证电网安全稳定运行。
关键词：电磁式电压互感器、铁磁谐振、消除措施1、引言随着电网高速发展，电磁式电压互感器作为保护与计量设备广泛应用于35kV 及以下电压等级的中性点不接地系统中。
但系统中发生单相接地故障或者开关开断操作时，电磁式电压互感器等电磁元件与电网系统中电容元件以及线路对地电容等形成谐振回路，系统中产生能够激发铁磁谐振的谐振频率。
变电站35kV及以下系统大量安装电磁式电压互感器，然而由于电磁式电压互感器电磁特性，经常发生铁磁谐振，导致电压互感器烧损，严重时甚至发生爆炸事故。
本文结合实际事故进行原因分析，并提出相应的预防治理措施。
2、事故现象及初步结论2.1 事故发生过程某日03时10分40秒，某330kV变电站#1主变低压侧35kV#1电容器#3561开关动作合闸，#1主变三侧电压无异常。
03时25分19秒030毫秒，35kV#1电容器#3561开关动作分闸，#1电容器组退出运行，35kV I段母线三相电压发生畸变，故障录波显示最大电压幅值达到56kV如图1所示。
35kV#1电容器、#2电容器、#1所用变保护报频率异常、装置报警。
该过程持续到03时48分52秒910毫秒，故障持续时间为23分34秒。
图1 #1电容器组退出运行后电压开始畸变03时49分24秒794毫秒，#1主变35kV侧C相电压互感器断线，发生35kV I母C相单相接地故障，35kV#1电容器、#2电容器、#1所用变保护报频率异常、03时49分24秒814毫秒，#1主变保护装置运行异常。
谐振知识点总结
谐振知识点总结1. 谐振的基本概念谐振是指系统在受到外力激励的情况下，发生幅度增大的现象。
在固有频率与外力频率相等的条件下，系统的振幅会不断增大，这种现象就是谐振。
谐振可以分为机械谐振和电磁谐振两种。
在机械谐振中，系统通过弹簧和质点的振动来实现谐振；在电磁谐振中，系统通过电感和电容的振动来实现谐振。
2. 谐振的条件谐振的发生需要满足两个条件：一是外力频率等于系统的固有频率，二是系统存在阻尼，但是阻尼又不能太大。
外力频率等于系统的固有频率是谐振发生的基本条件。
当外力的频率与系统的固有频率相等时，系统受到的外力就能够最大程度地推动系统振动，从而产生谐振现象。
系统存在阻尼是保证谐振稳定性的重要条件。
阻尼会限制系统振幅的增长，并且当阻尼过大时，系统的谐振现象也会减小甚至消失。
3. 谐振的特点谐振具有以下几个特点：（1）幅度增大：当外力频率等于系统的固有频率时，系统的振幅会随着时间不断增大，直到受到限制。
（2）频率选择性：只有在外力频率等于系统的固有频率时，系统才会产生谐振现象。
（3）稳定性：在存在适当的阻尼情况下，系统的谐振现象是稳定的。
4. 谐振的应用谐振在日常生活和工程技术中具有重要的应用价值。
（1）调节器件：基于谐振的原理，可以制作调节开关、蜂鸣器等调频器件。
（2）接收信号：在电路中，谐振可以用于接收特定频率的信号，如调谐电路。
（3）减震：在建筑和桥梁工程中，可以利用谐振原理设计减震器来减少振动产生的影响。
（4）医学领域：声波和人体器官之间的共振现象，可以被应用在超声波检查、治疗和成像。
5. 谐振的危害虽然谐振在某些情况下带来便利，但它也可能带来一些危害。
（1）系统损坏：当振幅不断增大时，系统可能无法承受这种振幅而导致损坏。
（2）结构破坏：在受到谐振的外力作用下，结构物体可能发生共振破坏。
（3）能耗增加：在某些机械系统中，谐振会导致振动能量的大量损失，从而增加系统的能耗。
6. 谐振现象的研究方法谐振现象的研究是通过试验、观察和仿真等手段进行的。
铁磁谐振
铁磁谐振，是电力系统自激振荡的一种形式，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。
1、谐振回路中铁心电感为非线性的，电感量随电流增大、铁心饱和而趋于平稳；2、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；3、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；4、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。
铁磁谐振的常用消除办法1)PT一次的中性点加装阻尼电阻。
该方法在已广泛采用，生产定型产品的厂家比较多，在实际运用中都取得了满意的效果。
如西安电瓷厂生产的RXQ系列消谐器，该消谐器串接于PT一次绕组中性点与地之间，内部材料为大容量的非线性碳化硅电阻片及散热片等串联组装于瓷套内而成。
其工作原理为：在低压下消谐器呈高电阻值(可达几百千欧)使谐振在起始阶段不易发展，单相接地时，消谐器上出现千余伏电压，它的非线性电阻下降，使其不影响接地保护的工作。
铁磁谐振的几个特点1)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。
2)PT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。
当回路电阻大于一定的数值时，就不会出现强烈的铁磁谐振过电压。
3)串联谐振电路来说，产生铁磁谐振过电压的的必要条件是因此铁磁谐振可在很大的范围内发生。
4)维持谐振振荡和抵偿回路电阻损耗的能量均由工频电源供给。
为使工频能量转化为其它谐振频率的能量，其转化过程必须是周期性且有节律的，即…1/2(1，2，3…)倍频率的谐振。
5)铁磁谐振对PT的损坏。
电磁谐振(分频)一般应具备如下三个条件。
①铁磁式电压互感器(PT)的非线性效应是产生铁磁谐振的主要原因。
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。
电磁振荡知识点归纳总结
电磁振荡知识点归纳总结电磁振荡的基本概念1. 电磁场的基本特征电磁场是由电场和磁场组成的物理场，它具有电荷和电流的作用和响应能力。
电场和磁场可以相互转化，是相互联系的。
2. 电磁振荡的定义电磁振荡是指在电磁场中，电荷或电流受到外界激励后，产生的周期性运动现象。
这种周期性运动会产生频率一致的电磁波，是无线通信和雷达等技术的基础。
3. 电磁振荡的基本原理电磁振荡的基本原理是在电容器和电感器之间来回转移电荷，并在此过程中产生电场和磁场的震荡。
这种电场和磁场的震荡便是电磁波。
频率与振幅决定了电磁波的特性。
电磁振荡的数学描述1. 电磁场的数学描述电磁场可以用麦克斯韦方程组来描述，其中包括电场和磁场的变化规律。
麦克斯韦方程组包括电场和磁场的高斯定理、法拉第电磁感应定律、安培环路定理和法拉第定律。
2. 电磁振荡的数学描述电磁振荡的数学描述可以用振荡电路的微分方程来表达。
在振荡电路中，电容器和电感器储存了能量，并在这两者之间来回流动，产生了振荡电流和振荡电压。
电磁振荡的特性1. 频率特性电磁振荡的频率与电容器和电感器的参数相关，可以根据电容器和电感器的数学关系来计算振荡频率。
2. 衰减特性在振荡电路中，能量会由于电阻损耗而衰减，导致振荡波的幅度逐渐减小。
这种衰减特性可以用指数函数来描述。
3. 相位特性电磁振荡的相位特性描述了振荡电压和振荡电流之间的相位差，在谐振的情况下相位差为零，在非谐振的情况下相位差会产生偏差。
电磁振荡的应用1. 通信领域电磁振荡是无线通信和雷达等技术的基础，通过调制振荡频率和幅度，可以实现信息的传输和接收。
2. 电子器件电磁振荡在电子器件中应用广泛，例如用于振荡器、谐振器、滤波器等电路中。
3. 科学研究电磁振荡也在科学研究中有着重要的应用，例如在太阳活动、地球磁场等方面的研究中。
总结电磁振荡是电磁场中电荷和电流产生的周期性振动现象，其基本原理是在电容器和电感器之间来回转移电荷，并在此过程中产生电场和磁场的震荡。
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电磁谐振产生的原因、危害及防范措施
摘要：针对二滩电厂6kV系统电压互感器自投产以来频繁损坏的现象，简要阐述电磁谐
振产生的原因、危害及防范措施，同时也提出针对此类故障应从哪些方面入手的意见，希望
能对一些单位有所借鉴。
在6～35kV的中性点非有效接地系统中，由于变压器、电压互感器、消弧线圈等设备铁
心电感的磁路饱和作用，激发产生持续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。这种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，铁心处于高度饱和状态，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PT烧坏。
1 故障现象及相关数据
6kV系统共有八段，采用的是上海华通开关厂生产的电气组合柜，该厂设备自投产以来，
主部件未发生大的缺陷，但其辅助测量PT发生了8台次损坏，现象表现为本体炸裂、内部
绝缘物质喷出故障，致使6kV系统的相关保护不能投运，部分自动功能无法实现。这给厂用
系统的安全稳定运行带来了极大的隐患。
2 故障原因初探
根据故障现象，经过初步判断，估计是由于下述的几个原因所致。
1)产品质量不好：如果由于产品本身绝缘、铁心叠片及绕制工艺不过关等，均可能致使
电压互感器发热过量使绝缘长期处于高温下运行，从而导致绝缘加速老化，出现击穿。该类
型的电压互感器一次侧绕组发生匝间短路，这样电流会迅速增大，铁磁也将迅速饱和从而导
致谐振过电压，使绝缘击穿，高压熔断器被熔断。
2)电压互感器二次负荷偏重，一、二次电流较大，使二次侧负载电流的总和超过额定值，
造成PT内部绕组发热增加，尤其是在电压高于PT额定电压(6kV)情况下，PT内部发热更加
严重;再者，该系统属于中性点非有效接地系统，故一次侧电压在运行中容易发生偏斜，当
某相出现高电压时，该相PT更加容易发生热膨胀爆裂。
编号电压互感器型号现象备注
601VKI7.2C相爆裂，引起匝间短路更换为JDZX8-6型电压互感器后，投运不到两天时
间，又发生B相爆裂，引起匝间短路
603VKI7.2A相爆裂，引起匝间短路
604VKI7.2A相爆裂，引起匝间短路
606VKI7.2A、C相爆裂，引起匝间短路
607VKI7.2A、C相爆裂，引起匝间短路
主要技术参数：变比600/根号3/100根号3/100/3，额定容量90/100VA，上海互感器
厂
注：1)VKI7.2型电压互感器为引进型，国内相应的产品型号为JDZX8-6;6kVⅠ段至Ⅷ段
各有一组(3台)变比为6000/3/100/3/100/3的互感器，2)工艺为树脂浇注式半绝缘，一次
中性点的耐受为3kV(出厂值)。
3) 由于铁磁谐振而造成电压互感器被击穿，因为：被击穿的电压互感器所处的母线带
的负荷呈感性的比较多，特别是Ⅲ、Ⅳ段，带有大容量的深井泵，在负荷分配上其感抗大于
容抗，由于某种原因，而使系统电压波动(如深井泵频繁启停等)，使电路中电流和电压发生
突变，可能导致电压互感器铁心迅速饱和、感抗减小，当感抗小于容抗时，将产生铁磁谐振，
导致电压互感器激磁电流增大几十倍，而过电压幅值将达到近2.5Ue，甚至于达到3.5Ue以
上，而且持续时间较长，电压互感器在这样大电压、大电流下运行，使本身的温度也迅速升
高，导致损坏。根据上述的分析，为此组织QC小组对其原因进行分析，同时派人外出调研，
调研结果表明：(1)应不存在产品质量问题，原因是该互感器在华东地区广泛采用，从收集
的资料上看，该厂产品的业绩是良好的，虽然在某些地方也曾出现过一些问题，但象二滩电
厂这样大量的损坏是没有的。(2)怀疑电压互感器二次负荷偏重导致PT损坏的理由也不成
立，原因是该PT0.5级二次绕组额定容量为90VA，在1998年11月16日，测量了604PT二
次侧星形接线负荷，在二次接线回路上施加100V的三相交流电源(停用备自投)，测得
Ia=0.61A，Ib=1.05A，Ic=0.605A，测得星形接线负荷容量：Sa=35.2VA，Sb=60.6VA，Sc=35VA，
PT总输出容量为105.6VA;次日，测量601PT二次侧星形接线负荷，在二次接线回路上施加
100V的三相交流电源(停用备自投，有一块电度表未装)，测得Ia=0.4A，Ib=0.7A，Ic=0.4A，
测得星形接线负荷容量：Sa=23.09VA，Sb=40.04VA，Sc=23.09VA，PT总输出容量为69.28VA。
通过实际测量结果分析，除604PT有一相超出额定值外，其余均在额定值范围内，同时，按
照PT的容量为一个数列，一般50VA就能满足使用，所以说90VA的容量应该是足够大的。
因此，二滩大量的PT损坏原因应该为电磁谐振所致。
3 铁磁谐振的几个特点
1)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。
2)PT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。当回路电阻大于一定的
数值时，就不会出现强烈的铁磁谐振过电压。
3)串联谐振电路来说，产生铁磁谐振过电压的的必要条件是ω0=1/L0C<ω。因此铁磁
谐振可在很大的范围内发生。
4)维持谐振振荡和抵偿回路电阻损耗的能量均由工频电源供给。为使工频能量转化为其
它谐振频率的能量，其转化过程必须是周期性且有节律的，即…1/2(1，2，3…)倍频率的谐
振。
5)铁磁谐振对PT的损坏。电磁谐振(分频)一般应具备如下三个条件。
①铁磁式电压互感器(PT)的非线性效应是产生铁磁谐振的主要原因。
②PT感抗为容抗的100倍以内，即参数匹配在谐振范围。
③要有激发条件，如PT突然合闸、单相接地突然消失、外界对系统的干扰或系统操作
产生的过电压等。
据试验分频谐振的电流为正常电流的240倍以上，工频谐振电流为正常电流的40～60
倍左右，高频谐振电流更小。在这些谐振中，分频谐振的破坏最大，如果PT的绝缘良好，
工频和高频一般不会危及设备的安全，而6kV系统存在上述条件。
4 铁磁谐振的常用消除办法
根据以上分析配电系统铁磁谐振的特性，就不难找到加以解决的办法。通常的解决办法
有：
1)PT一次的中性点加装阻尼电阻。该方法在已广泛采用，生产定型产品的厂家比较多，
在实际运用中都取得了满意的效果。如西安电瓷厂生产的RXQ系列消谐器，该消谐器串接于
PT一次绕组中性点与地之间，内部材料为大容量的非线性碳化硅电阻片及散热片等串联组
装于瓷套内而成。其工作原理为：在低压下消谐器呈高电阻值(可达几百千欧)使谐振在起始
阶段不易发展，单相接地时，消谐器上出现千余伏电压，它的非线性电阻下降，使其不影响
接地保护的工作。
2)在PT开口三角侧并联固定(或可变)阻尼，一些要求不太高的变