浅析系统谐振过电压及抑制措施

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1、浅析系统谐振过电压及抑制措施字体大小：大-中-小whwugao 发表于10-09-0909:53  阅读(53) 评论(0)  分类：[摘要]高压系统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。发生铁磁谐振事件，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]铁磁谐振过电压抑制措施  1.引言高压系统铁磁谐振过电压是电力系统常见的过电压之一，是中性点不接地系统中最常见，且造成事故最多的一种内部过电压。而在中性点有效接地的高压

2、系统中，由于中性点电位基本固定，该类过电压发生的几率要少得多，但在一些特殊情况下，仍有可能被激发，最常见的就是在变电站倒闸操作过程中，出现的断路器断口电容器与电磁式电压互感器及空载母线构成的串联谐振回路，由于变电站倒闸操作引起的操作过电压作用，电磁式电压互感器励磁特性饱和，激发铁磁谐振。2.故障现象下面分析一下近期发生的由于PT饱和产生的有效接地系统的谐振过电压如：2000年5月20日18时25分，某局某站220kV#2母线电压互感器，在进行对#2母线送电操作过程中，发生爆炸事故；2001年3月13日某220kV某站，在运行方式由双母线并列运行转

3、为Ⅱ母线单母线运行中，值班员进行停Ⅱ母线操作激发铁磁谐振；2001年3月28日220kV某站正常运行中，12时52分由于110kV乙母线单相接地，110kV母差保护动作切除乙母线的过程中，触发乙母线PT铁磁谐振过电压；2001年4月15日，某220kV某站在进行变电站送电操作过程中，发生PT铁磁谐振事件3.故障分析分析发生的历次投切空母线激发的PT铁磁谐振过电压的过程，主要有以下两种情况：①投空母线开关操作前，合被投母线侧刀闸引起的谐振过电压；②切空母线开关分断时激发的谐振过电压。它们主要的共同特点是：·被操作的母线是空母线，在母线上只挂有电磁式

4、电压互感器及避雷器，断路器的断口并联有均压电容器。·母线电压表上稳定地显示出谐振过电压的有效值，当关合充电断路器的瞬间，谐振立即消失，母线电压恢复到正常水平。这些事件再次使我们清醒地认识到：投切空母线激发的PT铁磁谐振过电压可能对系统安全运行带来的危害，特别是某局某站220kV#2母线电压互感器由于长时间谐振，电压互感器长时间承受过电压及过负荷，导致爆炸，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。下面分析一下谐振过电压，进一步探讨一下高压系统铁磁谐振过电压。有电感和电容原件向串联可以构成一个串联谐振电路

5、，其谐振条件为感抗和容抗相等，即：XL=XC,或ωL=1/ωC.因此可求出谐振频率为f0=1/2 称为固有自振频率。对于复杂的电路，可以组合成一系列的具有不同的自振频率的振荡回路。在进行开关操作时，由于瞬变过程波形会引起某种变化，非正选的电源波形含有一系列的谐波。当电路中的自振频率之一与电源谐波之一正好相等时，就出现这一频率的谐振过电压。谐振是一种稳态现象，谐振过电压的持续时间可能很长，因此，这种过电压一旦发生，往往造成严重的后果。3.1线性谐振过电压线性谐振市电力系统中最简单的一种谐振形式，其特点是电感和电容都为恒定的常数，当电源中某次的谐振的

6、频率正好与电路的自振频率相等时，如果电阻为零，则谐振时电流为无限大，电压也为无限大。实际上电阻不可能是零，则可能出现额定电压K倍数的过电压。如果电路的自振角频率ω0=2f0不相等，虽然也能出现串联谐振过电压，但是过电压的数值较小。通过典型的实例计算证明，当电源谐波频率小于0.7f0或大于1.25f0时，谐振电压数值一般小于额定电压的两倍，这也是线形谐振过电压的一个特点。3.2铁磁谐振过电压铁磁谐振过电压的特点：在正常运行条件下，电感、电容串联回路中串联回路中一般感抗要大于容抗，由于出现某种因素电感两端电压有所升高，使电感铁芯饱和，感抗减少，出现感

7、抗和容抗相等，甚至感抗小于容抗，形成相位反转，引起铁磁谐振，当上述谐振现象的频率等于工频时，称为基波谐振过电压。其他还有高磁谐波谐振和分次谐波谐振，下面举例说明：设有如图1-1（a）所示之电感电容电路，图1-1（b）中曲线UL（I）表示电感L上的电压随着电流I变化的伏安特性曲线，直线UC（I）表示电容C上的电压随着电流的I变化的伏安特性曲线。△u则表示电路中总的电压降，它等于电感和电容上的压降的代数和，根据电势平衡条件应有E=△u。 正常时，电路工作在a1点，电感上的压降UL1要大于电容上的压降UC1，电流落后于电源电压。当电源电压E小于△u曲线

8、部分的最高点U`时，电路是稳定的。即使电源有某种程度的波动，仍可回到工作点a1。但当电源电压瞬间超过U`时，电感由于铁芯和感抗下降，电感