电力系统产生铁磁谐振过电压的原因及消除方法

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谐振产生的原因、分类、危害及防范措施

谐振产生的原因、分类、危害及防范措施

谐振产生的原因、分类、危害及防范措施一、谐振的类型一般可认为电力系统中的电容和电阻元件是线性参数,电感元件是非线性参数。

由于振荡回路中包含不同特性的电感元件,谐振有三种不同的类型:1.线性谐振。

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,其铁芯中有气隙)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.铁磁谐振。

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。

目前在我国的10kV 系统中,运行着大量的电磁式电压互感器(PT),当出现单相直接接地、单相弧光接地、母线空载时突然合闸等情况时,由于电压互感器铁心电感的非线性,很容易发生谐振。

当PT 一次电感与系统对地电容满足谐振条件时,将产生很高的过电压和过电流,从而引起PT一次熔断器烧毁,甚至爆炸,严重威胁电网的安全运行。

3.参数谐振。

谐振回路由电感参数作周期性变化的电感元件(如凸极发电机的同步电抗在Xd-Xq间周期变化)和系统电容元件(如空载线路)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。

二、铁磁谐振的特点铁磁谐振是电力系统自激振荡的一种形式,其本质是一种LC振荡,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。

其主要特点为:1、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;2、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。

3、谐振回路中铁心电感为非线性的,电感量随电流增大、铁心饱和而下降;4、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。

[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。

三种常见铁磁谐振过电压治理方法的对比

三种常见铁磁谐振过电压治理方法的对比

常见的三种铁磁谐振过电压治理方法对比
随着时代的发展,人们对用电安全要求越来越高。

国家对电力建设投入也越来越大,但是电力系统铁磁谐振过电压问题仍频繁发生,始终得不到有效解决。

经市场调研结果显示,目前国内解决铁磁谐振问题的常见方法主要有以下三种:
一、提高PT的抗饱和度
可以减少铁磁谐振发生的机率,保护PT自身和电网的安全运,但PT 的抗饱和倍数不能无限做大,PT的抗饱和度受体积限制,抗饱和度大的电压互感器系统,一旦发生铁磁谐振,谐振过电压会更高,危害性越大。

二、PT 中性点经非线性压敏电阻接地
系统发生谐振时,过电压幅值较低时其呈高阻态,有效抑制谐振起始发展,系统正常运行时,非线性压敏电阻阻抗极大,达到兆欧级,影响PT的测量精度,此外易发生热击穿。

消谐电阻的运行状态无法得知。

三、PT剩余绕组加二次消谐电阻
在PT开口三角侧并联可控阻尼(微机消谐装置)。

由微机控制的智能消谐装置,当发生谐振时,相应地投入“消谐电阻”吸收谐振能量,消除铁磁谐振。

但“消谐电阻”的大小难以控制。

对比得知以上治理铁磁谐振的措施都有欠缺,由此人们提出PT 中性点经非线性流敏电阻接地+二次智能消谐的综合智能治理方案,即流敏消谐治理法。

浅析铁磁谐振现象产生的原因和消除措施

浅析铁磁谐振现象产生的原因和消除措施

浅析铁磁谐振现象产生的原因和消除措施摘要:高压系统谐振过电压是电力系统常见的故障现象之一,其实质是电磁式电压互感器励磁特性饱和,在特定的运行条件下激发铁磁谐振,从而电力设备和系统安全运行带来危害。

文章从故障实例入手,分析了铁磁谐振产生的机理、类型以及铁磁谐振的特性,并提出多种消除谐振的措施。

关键词:铁磁谐振;过电压;产生条件;影响因素;消除措施高压系统谐振过电压是电力系统常见的故障现象之一,其实质是电磁式电压互感器(以下简称TV)励磁特性饱和,在特定的运行条件下激发铁磁谐振。

由于谐振时会产生很高的过电压,危及电力设备和系统安全运行,因此必须采取有效的消除和防护措施。

电力系统的铁磁谐振可分两大类:一类是在66 kV及以下中性点不接地系统中,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;另一类是发生在220 kV(或110 kV)变电站空载母线上,当用220 kV、110 kV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,或切除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。

1故障实例佛子岭水电站地处山区,高压线路架设于崇山峻岭之中,雷雨季节遭受雷击几率较高,铁磁谐振过电压现象时有发生。

2007年7月某日,雷击后,该站发生35 kVⅡ段母线电压一相降低,另两相升高(超过线电压)现象,发“单相接地”信号并熔断2TV高压保险。

35 kV系统接线图如图1所示。

其时,35 kVⅠ、Ⅱ段母线并列运行,两回出线空载。

1TV 与2TV的型号分别为:YDJJ-35、JDJJ2-35。

2008年某日,110 kV母线停电操作过程中,当拉开最后一台高压开关时,母线电压瞬时升高,二次保护回路电压继电器线圈烧毁,如图2所示。

TV型号是JCC6-110,高压开关型号是SW4-110Ⅱ,双断口带有均压电容器。

6kv电力系统铁磁谐振分析

6kv电力系统铁磁谐振分析

6kv电力系统铁磁谐振分析摘要:本文针对油田电力生产中,出现铁磁谐振所引发对电压互感器等电力设备的伤害的问题,以铁芯元件非线性的铁磁特性和产生铁磁谐振的理论条件为基础,指出会引发铁磁谐振现象的条件,论述了抑制铁磁谐振产生的机理,并对目前治理谐振的方法进行了总结,提出了治理铁磁谐振较好的方法。

关键字:铁磁谐振;电压互感器;铁芯电感;铁磁特性0 引言铁磁谐振是小电流接地系统中一种内部过电压故障,在6kv配电网络中时有发生。

铁磁谐振是指在有铁芯电感元件在串联回路中的谐振,当有铁芯电感受到所处系统的干扰后,电感值与系统的电容值形成匹配,形成的一种内部过电压的形式,其电压值一般不超过电源电压的3倍。

由于铁磁谐振的发生有一定的随机性和必然性,很难预测铁磁谐振发生的时间,但一旦发生铁磁谐振会引起一定的经济损失。

本文通过对近些年文献资料的研究和总结,借鉴更高电压等级电力系统对铁磁谐振的抑制方法,提出适合6kv电力系统的抑制铁磁谐振的方法。

1铁磁谐振产生的条件和危害1.1铁磁谐振产生的条件在6kv配电系统中,铁芯电感元件主要是变压器和电压互感器。

变压器主要是短路和操作过程中,其励磁电感与电网电容组成串联谐振回路,产生的铁磁谐振过电压。

电磁式电压互感器为了监察变电所的母线电压,变电所都有安装。

电压互感器的一次侧绕组做星型连接,并让中性点接地。

在某些情况下,电压互感器的励磁阻抗与系统的对地电容会形成非线性的谐振电路。

1.2铁磁谐振的危害铁磁谐振会引起的危害有:1、会烧毁电压互感器保险,造成系统误认为低电压,从而造成,系统低电压误动作,造成停电事故。

2、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,必然造成电压互感器烧损。

如果是一体式电压互感器,就需要整体更换,如果是分体式电压互感器,则需要针对所损坏的部位,分项更换,会造成一定的经济损失。

浅谈铁路10kv电力系统中铁磁谐振现象及防范

浅谈铁路10kv电力系统中铁磁谐振现象及防范

浅谈铁路10kv电力系统中铁磁谐振现象及防范文章对铁路10kv电力系统设备运行中出现的铁磁谐振现象进行研究分析,提出防范措施,以提高电力设备供电可靠性。

标签:铁磁谐振;研究分析;防范措施引言普速铁路10kv电力系统和高速铁路电力配电所调压变压器一次侧中性点不接地,单相接地故障时电流很小,允许运行接地运行2h。

在这种系统中,时常会出现这样一些现象,如:在分、合断路器时,出现瞬时接地信号指示、电压互感器高压保险熔断;在出现单相接地时,电压互感器高压保险熔断或电压互感器烧毁;负载小的时候,出现三相电压指示严重不对称。

这些故障现象很多都是铁磁谐振造成的,为确保供电可靠性,提高信号等重要负荷供电质量,有必要对此进行研究,并提出防范措施。

1 铁磁谐振的原理铁路10kv电力系统中大量存在着有铁心的电感线圈和电容的电器设备及大量电缆,为铁磁谐振的发生创造了条件。

有电感和电容的电路,在一定条件下就会出现谐振。

电容、电感串联的电路,会出现电压谐振;电容、电感并联的电路,会出现电流谐振。

在分、合闸操作时就会引起谐振现象发生。

实际的电力系统电路复杂,不仅是三相的,电容也不一定是明显的电容器,可能是空载电缆线路或架空线路,电感线圈可能是变压器、互感器、电抗器,激发因素也不一定明显。

下面举例说明。

例如:当10kv电力系统发生单相接地时,因铁磁谐振造成电压互感器高压熔断器熔丝熔断。

图1 10KV电力系统接线图图2 等效电路图如图1所示,系统中性点是不接地的,但是电压互感器的中性点是接地的,它的高压绕组与外线对地电容构成L、C并联回路,图中,BI代表变压器的二次绕组,Ca、Cb、Cc代表三相对地电容,La、Lb、Lc代表电压互感器一次绕组,可以看成是带铁心的线圈。

当C相接地时,故障点流过电容电流,该系统的等效电路如图4所示。

因为Cc、Lc被短路,所以图中没有画出,La、Ca组成一个并联回路,两端电压Uca是1.732倍的相电压,在这一瞬间电压突变过程中,电压互感器高压线圈的非接地两相的励磁电流就要突然增大,呈现不同程度的饱和,电压互感器的各相感抗发生变化,各相电感值不相同,中性点位移,产生零序电压。

关于 PT电压互感器防谐振与开口三角接线说明

前言:电压互感器作为开关柜主要设备之一,进行电力计量、测量及继电保护作用。

但是由于电力系统的不稳定性、特别是频繁发生谐振地区,对电压互感器的危害是很大的,大部份都导致电压互感器烧毁。

一、产生铁磁谐振的原因由非线性电感(铁心线圈)和线性电容组成的回路,当外施电压发生变化时,由于电感的变化而产生谐振,这种现象称为铁磁谐振。

1、在中性点不接地系统中,虽然电源侧的中性点不直接接地,但电压互感器的高压侧中性点是接地的,若Ca,Cb,Cc为各回线路(包括电缆出线和架空线路)三相对地的等值电容,而La,Lb,Lc则为母线电压互感器的一次侧三个线圈的对地阻抗(忽略其线圈电阻),假设系统发生单相接地。

此时,电压互感器的铁心线圈相当于与电容器并联,构成了可能产生谐振的并联电路,由于相对地电压升高√3倍,有可能使得电压互感器的铁心出现饱和或接近饱和,阻抗变小,电路中出现容抗和阻抗相等的情况,从而产生了并联谐振,此时互感器一次侧的电流最大,这样有可能使电压互感器的高压侧熔断件熔断,或者烧坏电压互感器。

此种情况往往在变电所投产初期(线路出线回路少)不是很明显,但随着线路出线回路的增多(各回线路对地的等值电容量增大,容抗增大)出现谐振的情况较多。

2、操作过电压:包括互感器在内的空载母线或送电线路的突然合闸,使得PT的某一相或二相绕组内产生巨大的涌流和磁饱和现象;①由于合闸瞬间的三相触头不同期性,此时最慢接触的一相在触头间相当于串联上一个电容(如A相)。

当电容的容抗等于互感器的感抗时即产生谐振,但该状态下只是使中央信号装置的电铃响了一下,仪表摆动一下,但随着操作的完成该现象随之消失。

②由于合闸过程中产生操作过电压,此时假设断路器在合闸操作过程中A相出现过电压,则有可能使A相电压互感器铁心出现饱和,使A相电压互感器线圈感抗变小,从而三相的总阻抗出现不平衡,使电压互感器的中性点对地电压发生位移现象。

3、雷击过电压:由于雷击或其它原因,线路中发生瞬间弧光接地,使得其它两相电压瞬间升到线电压,而故障相电压在接地消失后又瞬间恢复至相电压,以至造成暂态励磁电流的急剧增大和铁芯的磁饱和;4、磁饱和的产生也可能由于另一绕组瞬间传递过来的过电压或者系统运行方式的突然改变、负荷剧烈波动等所引起的系统电压的强烈扰动。

产生谐振过电压的原因

产生谐振过电压的原因
产生谐振过电压的原因有多种,主要包括以下几个方面:
1.系统参数不匹配:当谐振回路的元件参数与谐振频率不完全匹配时,会导致谐振过电压的产生更加容易。

2.三相不平衡:三相不平衡导致各相的电感和电容发生变化,从而形成谐振回路,引发谐振过电压。

3.负荷突变:系统中的负荷突变可能导致贮能器中的能量被释放,形成串联谐振环路,从而引发高电压现象。

4.系统接地方式不当:不合理的接地方式可能导致电容和电感发生变化,形成谐振回路,进而产生谐振过电压。

5.变压器参数不匹配:当变压器在系统中存在较大的不匹配情况时,容易形成谐振回路,引起谐振过电压。

6.其他原因:如线路中的铁磁谐振过电压,因为带铁芯的电感元件容易出现饱和现象,导致回路中的电感参数形成非线性的图像。

为了降低谐振过电压的风险,可以采取一系列防范措施,包括但不限于:降低谐振频率、控制负荷突变、改善系统接地方式、提高设备的绝缘强度、引入谐波滤波器、安装避雷装置等。

10kV配电系统的消谐措施

10kV配电系统的消谐措施在10kV中性点不接地的配电系统中,由于配电网的不断发展使线路参数发生变化,较常出现运行中电压互感器烧损、高压熔丝一相或两相熔断等异常故障。

这不仅影响了电能表的连续、准确计量,而且还导致保护装置的延误动作,危及配电网的安全运行。

其重要原因是:电压互感器励磁电感和配电系统对地电容形成匹配,并在一定条件的激励下,使电压互感器产生磁饱和,引发铁磁谐振。

其谐振过电压的幅值可达相电压的2~3 5倍,可致使电压互感器烧损或高压熔丝熔断。

为此,通过对电压互感器产生铁磁谐振原因的分析,以采取消谐措施。

1电压互感器引发铁磁谐振的原因10kV配电系统采用中性点不接地方式运行,其线路出线(尤其是电缆出线)对地存在分布电容。

当系统运行正常时,各相电压互感器的感抗相等,中性点电压等于零。

当线路因断线、雷击或其他原因而产生单相接地故障时,接地相对地电压降到接近于零,而非故障相对地电压上升√3倍,导致中性点位移,中性点对地电压升高,系统的稳定性和对称性遭到破坏。

在发生单相接地故障时,其接地点电阻较大且接触不良,因而在接地点出现瞬燃瞬熄的电弧放电,从而造成电压瞬高瞬降,而引发电能、磁能的振落。

电压互感器在电磁振荡的激励下极易产生磁饱和,暂态励磁电流急剧增大,电感值下降,从而引发铁磁谐振。

同时,由于各相感抗发生变化,各相电感值不相同,中性线产生零序电压,使电压互感器出现零序电流,与对地电容构成回路。

当感抗大于容抗(WL>1/Wc)时,回路不具备谐振条件。

但在电压互感器铁芯磁饱和后,其电感逐渐减小,当电感降到满足WL=1/WC时,即具备谐振条件,从而产生谐振过电压。

(只有在XC/XL≤0.01时,才不会发生谐振)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。

当电流尚未达到熔断熔丝的情况下,而又超过电压互感器额定电流,若长期处于过电流状况下运行,即造成电压互感器的烧损。

2消除铁磁谐振的技术措施在中性点不接地的10kV配电系统中,产生铁磁谐振的必要条件是:系统产生电磁振荡和电压互感器在电磁振荡的激励下产生磁饱和。

铁磁谐振原理和反铁磁谐振的方法

铁磁谐振原理和反铁磁谐振的方法张烨李中琴(新乡学院,河南新乡453003)应甩科技睛蓟铁磁谐振是电力系统中一种内部过电压现象。

钦磁谐振过电压是电力系统中的一种非线幢共据现象发生时,系统出现明显的高于额定工作,grx而持续时间较长的电压升高和电位差升高而造成的,使电网的安全运行遭到严重破坏,人身安全受到严重威胁。

因此,研究铁磁谐振的原理和反铁磁谐强的方法至关重要。

£;c;键阕]铁磁{毒撂;铁磁谐据电压;反皴磁谐振铁磁谐振是一个长期困扰电力系统安全的复杂问题。

它产生的过电压和过电流通常可达到系统设备额定值的数倍而造成损坏,给电力系统安全带来巨大威盼。

在电力系统的振荡回路中,电压互感器是铁心电感元件,如果有某种大扰动或操作,PT(电压互感器)的非线性铁,0嘻先可能饱和,从而与线路和设备的对地电容形成特殊的单相或三相共振国路,激发起持续的、较高幅值的过电压,这就是铁磁谐振过电压。

1铁磁谐振产生的原理铁磁谐振可以是基波谐振、高次谐波谐振、还可以是分次谐波谐振,如图下图f f r-示,,是最简单的电阻R,电容C和铁心电感L的串联电路。

假设在正常运行条件下其初始感抗大于容抗(c-)L>I/06C),电路T-'-R-备线性谐振的条件,但是当铁心电感两端的电压有所升高时,电感线圈中出现涌流,这就有可能使铁,0饱和,其感抗随之减小,一直可以降到∞L=I/∞C,使之满足串联谐振的条件,在电感、电容两端形成过电压,这种现象称为铁磁谐振现象。

因为谐振回路中的电感和电容不是常数,回路没有固定的宇振频率,同样的回路中,既可以产生谐振频率等于电源频率的基波谐振,也能产生高次谐波和分次谐波,因此具有各种谐波振荡的可能性是铁磁谐振的重要特点。

jRL图1铁磁谐振有以下几个主要特点:1)对铁磁谐振电路,在相同的电源电视作用下,回路可能有不兵—种稳定的工作状态,如基波的非诣振状态和谵锈献态。

宅路到底稳定在哪种状态要看外界;中击引起过度过程的情况。

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电力系统产生铁磁谐振过电压的原因及消除方法
目前,我国的经济发展十分迅速,在电力系统中容易出现铁磁谐振过电压事故,严重威胁着人们的生命财产安全,需要引起高度的重视,有针对性采取解决措施,避免出现铁磁谐振过电压现象。

本文将简述铁磁谐振的危害性,并分析了其产生的原因与条件,最后提出了具体可行的预防对策。

标签:电力系统;铁磁谐振;消除方法
引言
电力系统内设置有众多的储能元件,在系统操作与出现故障以后,变压器、互感器等含铁芯元件的非线性电感元件和系统内电容串联将造成铁磁谐振现象,将严重威胁着电力系统运行的安全性与稳定性。

在出现铁磁谐振过电压以后,会让电压互感器一次熔丝熔断,并将电压互感器烧毁,严重时还会炸毁瓷绝缘子和避雷器,从而以引起系统停运。

且受到电源的作用,还会引起串联谐振的情况,让系统内发生严重的谐振过电压。

对此我们需要引起高度重视,消除铁磁谐振过电压势在必行。

1 电压互感器发生铁磁谐振的机理
谐振是交流电路当中独有的一种现象,通常情况下,交流电路当中出现了电感以及电容的串联现象,会出现感抗等于容抗,从而造成谐振。

一般来说,电力系统当中,受到电容、电感等元件故障影响或者误操作时,就会产生以谐振为代表的震荡回路。

谐振所具有的串谐特征,还会对某些系统元件产生不可逆的破坏性影响,其中电压互感器在谐振影响下的表现十分明显,这是由于电压互感器作为铁芯元件,而铁芯在参与到回路当中所形成的饱和电路会表现为非线性的电感参数,从而造成其严重破坏。

就目前的电力系统谐振问题影响特征来看,谐振问题一般可以依据电网结构分为并联谐振以及串联谐振两种谐振类型,前者表现在小接地单流系统内部,并联状态下的铁磁谐振会使得电容互感器与电压互感器在一次中性接地点的非线性电感之上,构成谐振回路;而后者则是在大接地电流系统当中产生。

电磁式电压互感器会通过非线性电感与断路器断口的电容共同构成谐振回路。

而在众多谐振回路当中,铁磁电压谐振出现最为频繁,同时影响力也最大。

笔者将产生原因总结为接地线路当中的系统冲击、空载线路扰动、断路器三相不同期以及高压保险熔断等几个方面。

由于铁磁谐振会对电网的正常运行产生损害,因此完善电压互感器铁磁谐振解决方案的制定,具有十足的必要性。

通常情况下,与感抗相比,若电网容抗的数值较大,轻易不会产生铁磁谐振现象。

若受开关突然合闸或者弧光接地的影响,则会对电网稳定运行造成冲击,使得感抗降低,产生谐振。

2 铁磁谐振过电压可能产生的危害
铁磁谐振过电压很容易导致设备损坏,在损坏前,各种实验数据都是正常的,
并不会让运行人员发现有所异常。

在电气设备收到损坏后,暂态耦合励磁电流突然增大将导致线圈烧毁,在发生谐振过电压时,电力系统电压可能会出线大小幅值不等的上下波动,相应的表计也会有所显示,当谐振过电压使设备短路时,短路点电压为零但短路电流很大,进而也会导致短路事故的发生。

同时也会因有铁芯的设备迅速饱和,从而导致励磁电流迅速增大,导致电压互感器的绕组烧毁,喷油甚至爆炸,熔断器熔断。

另外,在一定情况下,谐振过电压最大能达到相电压的3倍,会使相关电气设备绝缘被击穿,进而导致这些电气设备损毁,也会引起有污秽的设备瓷群表面发生闪络和爆炸,进而危及现场人员的人身安全。

电力系统中可能并没有接地点的时候发生谐振过电压会造成电压一相降低,两相升高的虚假接地现象,这样容易给运行人员造成错觉,很容易误判,严重时也会造成大范围停电和母线低电压保护误动。

此铁磁谐振过电压还可能通过电气设备的接地引下线进入接地网,从而使接地电压升高,进而危及现场运行操作人员的人身安全。

3 铁磁谐振过电压的预防对策
3.1避免断线过电压措施
为避免出现断线过电压,可以采取以下措施:一是确保断路器三相同期动作,防止出现拒动,不能选择熔断器设备。

二是做好线路巡视与检修工作,防止出现断线。

三是若是断路器操作后出现异常情况,要尽快复原与检查。

四是如果电网中性点直接接地,操作过程中要把负载变压器中性点临时接地,这时已经固定了负载变压器的合闸相绕组电压,对于未合闸相而言,主要利用三角形低压绕组将一个恒定电压感应出来,从而对谐振回路造成破坏。

五是如果有必要,需要将棒间隙装设在变压器中性点上。

3.2电力系统操作规范化
规范化的操作也是避免谐振问题影响扩大的重要举措,笔者通过前文的产生原因分析,总结出电压互感器铁磁谐振的出现除了有电力系统自身装置的问题之外,也包括部分人为因素的影响。

因此在进行谐振控制策略的研究时,笔者也提出了基于操作规范化的控制要求。

具体来说,操作人员应当注重电路断路器端口、电气元件之间的关系。

首先,电容器内部的回路刀闸由于其带断口,因此操作人员不可以对其进行电压互感器母线合闸;其次,该类型的电容器,还不可以直接进行空载母线的切断。

在必须进行切断的场合中,操作人员必须首先拉开电压互感器设备,随后在进行母线的偷空。

此时,母线偷空可以直接实现对于TV的断开,并在切断作业最终完成后进行基于母线的送电。

操作人员在操作过程中还应当注意,母线电压需要在母线操作过程中时刻监视并进行信息获取。

一旦发生电压互感器的铁磁谐振,操作人员需要第一时间完成断路器合闸,切断一切回路电容。

同时投入其他线路,破坏谐振产生的环境条件,从而避免因谐振问题造成电力系统设备过电压,影响电力系统及操作人员的人身安全。

3.3设定高压侧接地方式
在电力系统内部,单相接地需要经过接地开始和接地消失两个过程,其中系统接地的开始需要经由与地面联通的方式,保证未完成接地的两相电源电路形成通道,而在接地完成之后,整个电力系统的充放电过程,电路无法通过电压互感器内部的高压绕组实现流通。

因此,这种接地方式就能够有效避免电压互感器的铁磁谐振问题。

笔者认为通过重新设定高压侧接地方式,可以引导中性点经电阻完成接地,从而实现对于谐振产生条件的抑制。

在接地消失之后,原有的金属通道将不复存在,电流的流通则无法借助原有的流通途径完成,此时电流会直接进入到电压互感器的高压绕组当中,受电的高压绕組内部,会依据三相储电电荷进行放电,此时高压绕组会作为直流源直接与电感线圈进行连接,并发生作用。

电压互感器铁芯则会出现深度饱和。

这种情况下,其所形成的接地相环境,等同于变压器空载下的突然合闸,并出现了暂态涌流的叠加。

为了对其加以处理,可以尝试在高压侧中性点位置安装RO电阻器,借助电阻器实现对于电压互感器产生的电压的分担,避免谐振的产生。

结语
在35千伏和10千伏电压等级的电网所产生的铁磁谐振很容易使铁芯电压互感器烧毁,从而引起大范围的停电事故,进而可能危及到场工作人员的人身安全。

通过改变电力系统相关参数,使谐振条件不成立以及消耗和吸收谐振能量来防止谐振的发生,可以非常有效地削弱甚至消除铁磁谐振,从而消除谐振对电网的不利影响,保证电力系统的可靠性。

通过对铁磁谐振过电压的分析,能够明白其产生的原因及过程,为今后的实际工作中提供了相当大的帮助。

参考文献
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[2]徐正宏,吴奇.电力系统铁磁谐振消谐方法研究[J].电力学报,2014,29(6):532-537.
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