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。
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。
铁磁谐振过电压
电压互感器铁磁谐振过电压可分两种：一种是中性点不稳定过电压；另一种是中性点位移过电压。
前者多在正常运行的中性点不接地的电网中产生, 例如投入空母线时的过电压；后者均在定相的过程中产生, 这主要是由于定相的方法不当引起的。
经过检修的某些线路、电缆等在恢复送电时, 新建的线路、电缆、变压器等在投入运行时, 以及两部分电网首次并联运行时, 必须事先检查相位, 进行定相, 以免造成严重的设备损坏和人身事故。
在110, 定相通常是利用电压互感器进行的。
利用一台电压互感器, 直接在高压电网中定相时产生的过电压, 主要是由基波谐振引起的, 特性比较稳定, 因此称为中性点位移过电压；利用两台外接的或母线上原有的中性点直接接地的电压互感器, 而在其低压侧定相时产生的过电压, 是由基波、高次谐波或分次谐波谐振所引起,同时具有不稳定的特点, 故称为中性点不稳定过电压。
后者在国内外的电力系统中发生较多,即过去所谓的中性点位移过电压和现在的电压互感器铁芯饱和过电压。
一、中性点不稳定过电压中性点不稳定过电压,不仅可以在定相的过程中发生, 而且在在我国3~220千伏运行的电网中, 也曾普遍发生, 是新建的和经过检修后投入运行的电气设备损坏的重要原因之一,同时也是电压互感器烧毁及其高压保险频繁熔断的主要原因。
1.产生的条件试验研究结果表明, 当发生此种过电压时, 中性点出现显著的位移, 相电压变动并升高, 而线电压保持不变。
因此可以判定此种过电压是零序回路出现的一种谐振现象。
此种过电压对相间电容与三相对称的负荷没有影响。
只要同时符合以下四个条件, 便可能产生此种过电压。
（1）电源变压器为三角形接线或中性点不接地的星形接线, 以及中性点不接地的电网（注：这里指电源侧中性点不接地）（2）单台或多台电压互感器的中性点直接接地, 同时零序电压线圈接近开路状态（注：这里指电压互感器中性点直接接地）（3）母线或电网各相的对地电容与电压互感器各相的对地电感相匹配, 且初始感抗必须大于容抗（4）因电压或励磁涌流的冲击, 使电压互感器的铁芯三相发生不同程度的饱和。
pt谐振过电压波形
pt谐振过电压波形
PT谐振过电压波形，是电力系统中一种非常重要的现象，通常也是电力工程师们研究和解决的重点。
PT谐振过电压波形可以简单地理解为电网系统中的一种电压波形，它发生在系统中由于谐振而产生的电流和电容器之间的耦合作用。
当系统中的电容较大时，电容器的电容值也会很大，这使得系统中的电流和电容造成的谐振频率很容易发生共振，从而产生出谐振过电压波形。
PT谐振过电压波形在电力系统中可能带来很多问题，比如会导致系统中的设备热损失增加、设备寿命缩短、对于灵敏的保护设备也可能造成一定的干扰等。
因此，对于这种谐振现象的研究和预防也变得非常重要。
针对PT谐振过电压波形的研究和预防也是电力工程师们一直在探索的重点之一。
在实际的电网系统中，工程师通常会采用一系列的措施来避免和减轻PT谐振过电压波形引发的问题，比如可以通过使用合适的谐振抑制装置、降低系统中的电容器容量、改善系统的配电方案、提高设备的绝缘强度等方法来实现。
总的来说，PT谐振过电压波形是电力系统中常见的一种现象，其对于电力设备和系统可能产生的影响也是非常显著的。
因此，通过对PT谐振过电压波形的研究和探索，对于实现电力系统的稳定运行、提高电力设备的安全可靠性、保障人们生活和工作的电力供应也将具有重要的意义。
电力系统谐振过电压产生的原因及防范措施
电力系统谐振过电压产生的原因及防范措施摘要电力系统中，厂站因过电压引起故障甚多，特别是谐振过电压，对设备甚至系统安全稳定运行影响大。
分析原因，找出问题，提出防治措施很有必要。
关键词谐振过电压；PT；铁芯饱和；防范措施0 引言我国电力系统分为不同电压等级，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。
1 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。
2 铁磁谐振为满足电网测量、保护需要，电力系统中配置大量电感电容元件，如：互感器、电抗器等电感元件；电容器、线路对地电容等电容元件。
当进行设备操作或系统故障时，电感电容元件构成振荡回路，在一定条件下产生谐振，损坏设备影响系统。
2.1 原因分析图1某水厂单串接线图，采用接线，110kV系统中性点直接接地，变压器、PT等分相运行，变压器、PT高压绕组接成Y0，该厂多次发生铁磁谐振过电压。
原因：图1 某水电站单串接线图1）故障时产生谐振过电压。
当系统发生单相故障时，因整个电网系统中电感电容元件参数不匹配，两者共同作用，为谐振产生创造条件，最终导致铁磁谐振过电压发生；2）操作时产生谐振过电压。
110kV开关为双断口且并联均压电容，停送电操作时，先拉5012、5013，再拉50126，其他刀闸均接通。
110kV环网通过开关断口电容构成带电磁式PT空母线产生谐振。
2.2 等值电路图该厂输出线路发生单相接地故障，瞬时A相线路产生接地电流，因避雷器参数不匹配，构成谐振回路而产生谐振过电压。
图2 简化电路图如图2，L1是1B一次侧电感，L2是2B一次侧电感，Lm是PT一次侧电感，C0是空长线路对地电容，RL是电阻，k为故障点。
电力系统中的谐振过电压
正文标题
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。
20
正文标题
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。
22
正文标题
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 IP
2
3
X r1 Z1ctg(1 1 ) X r0 Z0ctg(0 0 )
X r1 2X r0 0
Z1ctg(1 1 ) 2Z0ctg(1 1 ) 0
16
正文标题
忽略导线电感，令导线的正序和零序电容分别为C1和C0，容抗为－jXC1和 －jXC0，线路首端的入口阻抗为
X r1 1 1 1
X L1 X C1
X r1 2X r0 0
X r0
1
1
1
X L0 X C0
单相开断发生谐振的条件
开断相的电压
11
1111
UA
EA 2
X rN
X r1 2
X
rN
EA
Xr0 Xr1 2Xr0 Xr1
EA
X r1 2
X r1
谐振条件
2 C0
TK
C1 2G
输电线路电容
谐振过电压
谐振过电压
什么是谐振过电压？
因系统的电感、电容参数配合不当，出现的各种持续时间很长的谐振现象及其电压升高，称为谐振过电压。
谐振的几种类型：
(1)线性谐振
谐振回路由不带铁芯的电感元件或励磁特性接近线性的带铁芯的电感元件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)参数谐振
谐振回路由电感参数作周期性变化的电感元件和系统电容元件组成。
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。
(3)铁磁谐振
谐振回路由带铁芯的电感元件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。
发生铁磁谐振时产生的较高过电压和较大的过电流,极易使电力设备的绝缘损坏,严重情况下危及运行人员的安全。
消谐装置的作用就是消除铁磁谐振。
消耗谐振能量方面目前系统中较常使用的有一次消谐器和二次微机消谐器。
一次消谐器是高容量非线性电阻，安装在电压互感器一次绕组中性点，正常运行时阻值很大，单相接地或其他原因中性点电位升高，则电阻值下降，减小中性点偏移度，快速抑制过电压，避免谐振。
二次消谐是在电压互感器的二次开口三角绕组装设的微机消谐装置，能够对PT开口三角电压进行实时循环检测。
变电站及用户常见的操作过电压、谐振过电压及防止操作过电压和谐振过电压措施
Ijd IB cos300 IC sin 300 2 3UxgC0 cos300 3C0Uxg （8–1）
图8–1 单相接地电路图及相量图 （a）电路图 ；（b）相量图
形成电网中有直流电压分量 q 3C0Uxg Uxg 。所以断弧后，
3C0
3C0
导线对地稳态电压由各自电源电势和直流电压-Uxg叠加组成。
断弧后瞬间，B、C相的电源电势为-0.5Uxg，叠加结果为
-1.5Uxg；A 相电源电势为Uxg，叠加结果为零。因此，断弧
后瞬间，各相电压初始值与瞬间稳态值相等，不会引起过渡
—
20
0.06
—
35
0.10
0.12
60
—
0.20
由表8–1可知，当一个10kV电网的架空线路总长度不超过 1000km，一个35kV电网的架空线路总长不超过100km，它们的 单相接地电流 Ijd 将分别不超过30A和10A。运行经验 证明，此时
由于电动力和热空气的作用，接地电弧被拉长，一般能够在
Um
电压大为减缓，从而有利
1.5 8
于接地残流电弧的熄灭。 但实际测量证明，接地残
4
1.0
3 2
流电弧远不是在电流第一
0.5
次通过零点时就熄灭的，
1
0 d
有时电弧可存在几秒钟之
0
1
2
3
4 dt
久。这是因为熄弧后经过
半个迫振周期
0
，由于
图8–5 在不同比值v/d 时恢复电压的包络线
恢复电压幅值达到最大（接近 2Um），而往往再度发生击穿，
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谐振过电压
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，使信号装置发出接地指示。
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置时，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。