浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施
浅析电网谐振过电压的限制措施
科技资讯 SC I EN C E &TE C HN O LO G Y I NF O R MA T IO N 动力与电气工程电网中过电压现象普遍存在,过电压的发生随时都可能导致区域性的停电、电力设施的损坏,进而影响社会安定,造成极大的经济损失。
过电压包括操作过电压、谐振过电压及雷电过电压三种形式。
其中,在电网的正常运行操作过程中,谐振过电压的发生概率最高,危害性也最大。
谐振过电压一旦发生,常常会导致电器设备受损及大面积的断电。
多年的统计资料显示,大多数的中低压电网事故都是由谐振过电压引起的。
谐振过电压具有形成原因多、作用时间长凳特点,在限制措施的选择和实施上有一定的难度。
1 电网谐振过电压危害性概述在电网中谐振过电压是一种稳态的现象,其存在与电力系统操作或事故的过渡过程,并且可能在过渡过程结束后的很长一段之间之内依然存在,只有当新的操作发生,谐振条件被破坏之后才能够存在。
此外,谐振过电压相比于操作过电压,时间更长,当谐振电压一旦发生,在电网的某一部分就会形成过电压,导致电器设备绝缘性遭到破坏,所产生的电流会将设备烧毁,从而使得电压互感器中的铁芯饱和,致使互感器烧毁或熔断器熔断。
一些情况下,谐振过电压也会对电压保护装置的运行条件产生影响,形成保护的误动。
一般而言,为了能够防止这种情况的发生,防止谐振过电压带来的不必要的损失,所以要在设计和操作电网设备时进行估算和安排,估算和安排可以带来很大的成本上和时间上的精简,防止一些不必要的损失,例如过电压所形成严重的串联谐振回路,或采取适当的防止谐振的措施。
中低压电网中,电力生产和电力运行中,很多解决方式都是不同的,故障的形式多种多样,其中可能发生的谐振性质也各有不同,所以应该在实际解决中对症下药,能够应对各种不同类型谐振的性质与特点,制订防振和消振的对策与措施。
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,尽管采取了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解决问题。
浅析电压互感器谐振分析及抑制措施
浅析电压互感器谐振分析及抑制措施发表时间：2018-03-14T11:16:35.520Z 来源：《电力设备》2017年第29期作者：王晓峰[导读] 摘要：电力系统谐振过电压危害很大，严重影响系统的安全稳定运行。
（山东电力建设第三工程公司 266100）摘要：电力系统谐振过电压危害很大，严重影响系统的安全稳定运行。
通过对谐振过电压的研究探讨，提出了抑制铁磁谐振的措施，对电网安全起到有效防范作用。
关键词：铁磁谐振因素原理措施0引言通常情况下，直接接地系统和不接地系统共同组成电力系统接地系统。
直接接地系统的特点是容易产生并联谐振，不接地系统的特点是当发生单相接地时，容易出现串联谐振。
长期以来，电网的安全、稳定运行受到电力系统谐振过电压的严重影响和制约。
铁磁谐振在中性点不接地系统中所占的比例比较大。
当前，铁磁谐振问题随着电网的不断发展，在中性点直接接地系统中变得越加突出、严重，发生的概率也在逐渐增大，公司系统多次发生铁磁谐振引起的过电压案例，对电网的冲击很大，危害很深，应引起足够的重视。
1产生谐振的原因分析1.1外部因素。
有以下4种情况：其一，线路对地电容和线路电阻随着电力线路长度在电力系统中发生的变化也将发生变化，空母线充电或倒母线时，易产生对地电容引起的并联谐振。
其二，在暂态激发条件下，当系统的运行方式发生变化时，电压互感器容易发生铁磁饱和，其电感量L处于非线性变化，当发生雷电感应侵入或线路瞬间接地，特别是当系统出现单相接地时，串联谐振在一定程度上就会容易产生。
其三，直接投入系统的电容发生变化，进而在一定程度上造成谐振，如投入补偿电容器，打开断路器断口时，并联电容容易发生并联谐振。
其四，运行状态发生突变时，分次谐波就会产生，进而在一定程度上使ω发生变化，如拉、合隔离开关，可能产生串联或并联谐振。
1.2内部因素。
也有以下4种情况：其一，由于安装维修人员在变电站施工安装时未对电压互感器有关知识进行培训，对电压互感器工作原理、接线原理知识不扎实，致使电压互感器L端、N端所接二次回路全部重复接地，当系统发生接地后导致电压互感器线圈烧毁。
浅谈10kV系统产生谐振过电压原因及控制对策
浅谈10kV系统产生谐振过电压原因及控制对策摘要在10kV配电网中，常常发生电磁式电压互感器烧毁的现象，其原因都是因为某些故障或者不正常运行致使电压互感器内的铁芯饱和，诱发铁磁谐振的产生，致使电压互感器内部产生过电压，过电流，严重威胁电力系统的安全运行。
本文通过对配电系统电压互感器频繁损坏的现象，简要阐述铁磁谐振的现象与机理，产生的条件，提出了控制谐振过电压的措施，与大家交流学习。
关键词铁磁谐振；过电压；防范措施引言长期以来，电力系统铁磁谐振过电压严重威胁着电网的安全运行，在10kV 系统中，电磁式电压互感器引发的铁磁谐振过电压导致的设备事故时有发生。
这种过电压持续时间长，对系统的安全运行构成很大威胁，轻者可导致电压互感器烧损，高压熔丝熔断及匝间短路或爆炸；重者发生避雷器爆炸、母线短路等事故。
本文通过对配电系统电压互感器频繁损坏的现象，简要阐述铁磁谐振的现象，产生的条件及防范措施，总结了针对此类故障采取防范措施的一些运行经验。
1 铁磁谐振过电压产生的机理[1-2]目前，我国企业在35kV或者是其以下的配电网，有许多都是采用中性点和不接地的方式进行运行的，因此其中的很大一部分选用的都是比较传统的消线圈完成接地。
因此在其具体进行运行的问题可以看出，中性点的不接地系统，会受到电压的互感器铁心饱和使得铁磁谐振过的电压相对多一些。
中性点不接地运行方式的电力系统单相接地后，两相电压瞬时升高，三相铁心受到不同的激励而呈现不同程度的饱和，电压互感器各相感抗发生变化（各相电感值不同），中性点位移，产生零序电压。
由于线路电流持续增大，导致电压互感器铁心逐渐磁饱和，其电感值迅速减小，当满足ωL=1/ωC时，产生谐振过电压。
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，可造成电压互感器烧损。
电力系统中存在着许多非线性感性元件，如发电机、变压器、电压互感器等，这些感性元件和系统中存在的分布电容组成复杂的LC振荡回路，有可能激发铁磁谐振产生过电压。
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。
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。
铁磁谐振原因分析及预防措施
当 电 网 运 行 正 常 时 ， 电 压 互 感 器 二 次 侧 开 口三 角 处 绕 组 两 端 没 有 电压 ， 或
仅 有极 小的 不对称 电压 。 当电 网发生 单
冲击 ，一 般运行 不得超 过 ２ ｈ，长 期运行 】相 接 地 故 障 时 ， 由于 此 电阻 阻 值较 小 ， 可 能造 成 击穿 故障 ；全绝 缘 电压 互感 器 ｛ 故绕组 两 端近 似于 短接 ，起到 了改变 电 在 系 统 单 相 接 地 时 ，承 受 的是 额 定 电
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对铁磁 谐 振 产 生 的危 害 、原 因、 条件 、
现 象及 运 行 中发 生铁 磁 谐振 如何 处理 进 行
以上 分析可 知 ．在 中性 点 不接地的 ６ ／ｌ ０
能 量转 化 为其 它谐振 频 率的 能量 ，其转
了阐述 并结 合产现 场 实际 发生的 一次 钦磁 谐振 现象 ，分析 ７具体 原 因 ，并制
３ 铁磁谐振引起的原因及现象
电压互 感器 ；铁磁 谐振 条
３ １ 拉 合闸 、倒 闸操 作 引起的铁 磁 ： 性 效 应 是 产 生 铁 磁 谐 振 的 主 要 原 因 。 ． ②Ｐ Ｔ感抗为容抗 的 ｌ ０倍以内 ，即 ｏ 谐振 ｝ 当母 线空 载 或 出线较 少 时 ，因合 闸 参 数 匹配在 谐振 范 围 。
充 电 、倒 闸操 作 引发 引发 电流 、 电压 的 冲 击扰 动 ，就 有可 能 发生铁 磁 谐振 。 当 压互感器铁芯饱 和过 电压 ，是一种 内部过 电磁 式 电压互 感 器 发生 谐振 以后 ，铁 芯 电压现象 ， 多发生干 ６ ５ Ｖ不接地系统 ～３ ｋ 里 产 生零 序磁 通 ，这个 磁通 在开 Ｉ三 角 Ｓ １ 中。在开关操作或 系统发生故障时 ，系统 线 圈里 感应 出零 序 电压 ，现 行 电磁式 电 中的电感和电容元件可能形成不同 自振 频 压互感器的铁芯截面积小 ，一般运行在
35KV及以下系统谐振的原因分析、危害及防范措施
35KV及以下系统谐振的原因分析、危害及防范措施摘要：由于系统铁磁谐振过电压所引发的电磁式电压互感器(以下简称PT)一次侧熔断器熔断的问题，通过故障统计并结合电压互感器的等值电路进行详细分析，得出了在电力系统发生电压互感器铁心深度饱和激发铁磁谐振，严重时甚至导致PT爆炸，严重威胁电网的安全运行。
本文对一起 35kV 系统电磁式电压互感器铁芯饱和引起铁磁谐振过电压，造成互感器爆炸，高压熔断器烧毁事故的原因进行分析，提出了防范措施。
关键词：电压互感器铁磁谐振过电压1.前言电力系统中存在着许多电感元件和电容元件，对于配网系统来说，如变压器，互感器，消弧线圈，电抗器等均属于电感元件，而线路导线对地电容，相间电容以及高压设备的杂散电容等都属于电容元件。
由于电压互感器属铁芯电感元件，正常情况下，电感，电容参数的配合远离谐振区，不会发生铁磁谐振，而当系统中发生某种扰动(如操作冲击，雷电等产生涌流)时，电压互感器的非线性铁芯就可能磁饱和，使得感抗迅速下降，当系统的容抗和电压互感器感抗相等或接近时，就容易发生铁磁谐振，产生谐振过电压。
铁磁谐振的危害是铁芯磁通密度增大，激磁电流大大增加，绕组过热，而且持续时间长，可能维持数分钟以上，对电气设备绝缘构成严重威胁，可能引起电压互感器熔丝熔断，喷油，绕组烧毁甚至爆炸等事故。
另外，当这种过电压发生时，还会出现虚接地现象，其实电网并没有真正接地。
特别是在6~35kV 中性点绝缘的配电网系统中，由于电磁式电压互感器引起的铁磁谐振事故较为频繁，是造成事故最多的一种内部过电压。
试验研究表明，当谐振发生时，中性点出现显著的位移，此时相电压将发生变化，而线电压却保持不变，因此，可以判定铁磁谐振过电压具有零序分量的性质。
所以，系统中性点绝缘是发生铁磁谐振的必要条件，因为只有电源中性点对地绝缘才有可能发生中性点位移，对于中性点经消弧线圈接地或中性点直接接地系统，只有当消弧线圈脱离运行或直接接地的中性点断开而变成中性点绝缘系统时才有可能发生这种过电压。
10KV~35KV系统电压互感器因铁磁谐振导致烧损的原因分析及应对措施
10KV~35KV系统电压互感器因铁磁谐振导致烧损的原因分析及应对措施作者：邹永志来源：《中国新技术新产品》2010年第10期摘要:就10kV～35kV中压系统电压互感器多次发生烧损情况进行了分析,并提出相应的应对措施。
通过此次分析研究,让我们对PT的谐振产生机理及处理方法有了较为全面的了解,为处理类似故障积累了丰富的经验。
关键词:电压互感器;铁磁谐振;消谐措施1 10kV~35kV系统电压互感器的损坏情况10kV~35kV系统一般被称为中压系统,在国内电网都采用中性点不接地方式,使用于该接地方式系统中的电压互感器发生绝缘故障的机率相对较高。
为此,分析互感器的故障原因并找到相应的解决措施,对提高设备运行的安全性和可靠性是很有意义的。
2 电压互感器故障原因的分析通过对发生的事故进行系统的分析,我们会发现它们有几点共同的特点:第一,二次回路的保护熔断器都完好,说明故障并不是由于PT二次回路的短路引起的;第二,烧损的电压互感器均出现爆裂,内部有流质流出,说明内部曾出现过热;第三,从故障录波图可以发现,在事故发生前夕,都曾出现过过电压等情况。
在排除了互感器本身存在绝缘缺陷后,基本可以判定出现故障的原因是由于铁磁谐振过电压及铁芯磁饱和过热导致的。
3 铁磁谐振过电压产生的机理及不利影响由于10kV、35 kV配电系统大多采用中性点不接地方式运行,其线路(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。
但如果当线路因断线、雷击或其他原因而产生单相接地故障时(如A相),接地相对地电压降到接近于零,而非故障相对地电压上升倍,导致严重的中性点位移,中性点对地电压升高,系统的稳定性和对称性遭到破坏。
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2h),不致于引起用户断电。
但随着中压电网的扩大,中压电网的电容电流也大幅增加,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低,同时引发电能、磁能的振荡。
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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，用于测量高压侧电压并降低电压信号到可
检测范围。
在电网发生故障时，电压互感器可能会产生铁磁谐振过电压，对设备安全造成
威胁。
必须采取相应的防范措施来避免以上问题。
为了防止铁磁谐振过电压，可以提前对电压互感器进行仿真分析，找出引起铁磁谐振
过电压的原因和特点，以此为基础采取相应的防范措施。
对电压互感器的磁路结构进行优
化设计，选择合适的铁芯材料和尺寸，减小谐振频率，降低谐振过电压的发生概率。
对于已经安装在系统中的电压互感器，可以采取补偿电感等措施来减小谐振过电压。
补偿电感可以通过串联补偿电抗器或并联补偿电容器来实现，通过调节补偿元件的参数，
使得谐振过电压与标称电压频率之间的差异达到最小化，从而降低谐振过电压。
还可以对电压互感器进行电抗耦合处理，通过提高互感器的阻抗，增加耦合电感的阻值，从而降低互感器阻抗的谐振幅值，减小谐振过电压。
在互感器的接线处设置避雷器来
防止瞬态过电压的影响，设备本体有条件的，可以装设短路器、隔离开关等用于限制电压
互感器工作电压的额定值，降低谐振过电压。
应加强电力系统的绝缘监测和维护，及时发现并修复可能引起谐振过电压的潜在问题，如设备的阻抗不合理、绝缘损耗过大等。
还可以借助故障检测仪器对电压互感器进行在线
监测，及时发现并处理异常情况，以降低谐振过电压的发生和影响。
电压互感器铁磁谐振过电压是一个重要的安全隐患，需要采取一系列的措施来防范。
通过优化设计、补偿电感、电抗耦合和绝缘监测等手段，可以有效地减小铁磁谐振过电压
的概率和幅值，提高电力系统的安全稳定性。