中性点不接地系统中的铁磁谐振过电压探讨

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1、中性点不接地系统中的铁磁谐振过电压探讨刘丽萍（包头供电局，内蒙古包头014030） 【摘要】：铁磁谐振过电压是一种常见的内部过电压，多发生在中性点不直接接地的配电网中，但在中性点直接接地的高压电网中，这种事故也常有发生。本文列举几个典型事例从理论上阐述系统产生铁磁谐振的原理，并提出抑制谐振的方法，供广大电气运行人员参考。【关键词】：中性点不接地系统、铁磁谐振、过电压、消谐措施Treatingofferro-resonanceofisolatedneutralsystem’sovervoltageL

2、IULi-pingBaotouPowersupply,BaotouInnerMongolia14030Abstract:Ferroresonanceisaninternalovervoltage,whichalways　occursinneutralisolateddistributionnetwork,andsometimesalsooccursinhighvoltagesnetwork.Theresearchdevelopmentsonferroresonanceareanalyzed,inc

3、ludingtheirfundamentalprinciples,characteristicsandsometypicalexamples.Italsointroducesseveraltreatmentsofferroresonanceeliminatinganditsprinciple.Finallythefurtherresearchtrendsareproposed.　　Keywords:powersystem;ferroresonance;overvoltage;treatmento

4、fresonanceeliminating一、概述我局仅农电系统直属的变电站有62座，供电母线200余条，这些变电站中压母线35kV系统和10kV系统均采用中性点不接地方式运行。随着高压用户的增加，用户进线高压计量柜不断增加，系统内电磁式电压互感器也相应增加，由于系统运行参数发生变化引发的铁磁谐振过电压故障给供电质量带来了一定危害。铁磁谐振过电压故障表现形式不同，损坏程度不一，因此，运行人员不好判断故障原因。一但系统发生铁磁谐振现象，轻则使熔断器熔断、7互感器线圈烧毁，重则使变压器和断路器套管发

5、生过电压闪络或崩裂造成严重后果。系统在正常的稳定状态下运行时不会发生振荡，当系统某处发生故障或某种操作过程中使电网参数变化就可能激发铁磁谐振。例如：1、99年3月21日，6月17日轻质变先后两次B相接地，A相电压9.2千伏，C相电压9.6千伏，B相电压2.8千伏，引发母线工频谐振，烧坏母线电压互感器，两次的表象基本一致，2、09年9月张家营变电站110kV系统用母联开关由Ⅰ母向Ⅱ母出线充电时，Ⅱ母电压互感器的电感和母线开关均压电容及母线对地电容形成谐振，造成A、B两相电压互感器烧坏喷油。与此同时，

6、10kV系统也产生谐振，导致10kV电压互感器一次保险熔断，电压互感器一次绕组烧坏。二、铁磁谐振产生的现象和机理笔者根据多年工作经验将中压系统的铁磁谐振产生原理及现象做如下三个方面的探讨：1、铁磁谐振过电压产生的机理电网系统是由大量的储能元件如：电压互感器、变压器、电抗器、电容器、线路对地电容、断路器的断口电容等等构成的串联或并联电路。其中，产生铁磁谐振过电压的等值电路如图1中（a）为最简单的电阻R、电容C和铁芯电感L的串联电路，图（b）为电路中电压与电流的相量图： 设电流为正弦波，并以为参考相量

7、，和分别为L和C上的电压。当略去铁损而把线圈的电感用等效电感代替，其等效正弦电压相量即比超前90°。当铁芯线圈用等效的非线性电感表示时，其伏安特性与铁磁物质的磁化曲线相似，如图1（c）中UL7(I)所示。电容上的电压UC=，与电流的关系为一直线关系，如图（c）中UC(I)所示。为简单起见，令R=0，则有　　由于和为反相，故上式可改写为　　E=△U，△U=｜UL－UC｜在电源电压E一定的条件下，电路出现a、b、c三个平衡点，其中b点是不稳定的。在b点时，回路中电流有任何微小扰动，都会使其倾向a

8、或c两个稳定点中的一个，故b点不成为回路的实际工作点。回路工作在a点时，UL＞UC，整个回路为感性，电感和电容上电压都不高，电流也不大，处于非谐振状态。当工作在c点时，UC＞UL，回路呈容性，电流增大，电容和电感都出现较高的过电压，此时回路处于谐振状态。2、几种铁磁谐振的表象[3]对于中性点不接地系统，当系统遭遇到一定的冲击扰动就可能激发起铁磁谐振。由于系统对地电容或互感器参数发生变化，可能引起以下三种频率的谐振或共振现象：基波揩振、高次谐波谐振、分频谐波谐振，每种谐振的表现形式不