电网谐振过电压的限制方法探究

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1、电网谐振过电压的限制方法探究周炜山国网福建省永春县供电有限公司目前，我国的电力系统中，电力供电的电网上经常会有因电压不稳定导致出现事故的事情发生，尤其是在电网谐振过电压方面，出现的故障较多。如果没有一定的限制方法，随时随地都有可能发生危害人生安全的事故，也会对整个电力系统的安全运行产生很大的影响。因此，本文通过对其设备生产等缘故进行分析，并找出和应问题，提出一定的限制方案，保证电力系统的稳定运行。关键词：电网谐振;谐振过电压;限制方法;2017-9-9Received：2017-9-9当前我W的电力系统中电压等级还

2、是很多的，35kV及以下的配电网大多采用的是中性点不接地运行模式，还有一部分釆用的是经消弧线圈接地；110kV及以上配电网则采用中性点直接接地运行模式。过电压的种类也冇很多，但主要的冇谐振过电压、雷电过电压和操作过电压三种方式，其屮我们生活屮常用的就是谐振过电压，因其所需电源容量少、设备重量和体积也不是很大等便捷的优点，但其使用次数和对频繁，危害同样也很大，所以在使用过程中，一定要采取限制的措施，在设计或是操作电网的设备时，进行有效的估算，避免因谐振回路，造成严重的危害。1谐振过电压产生原在电力系统的电网实际运营中

3、，出现过电压的原因有很多。比如中性点不接地系统电压互感器铁芯饱和会引起谐振过电压；中性点不接地运行方式发生单相故障也会引起谐振过电压;运营工作人员操作或事故处理方法不当同样也很容易产生谐振过电压。但最主要的原因还是因为所需设备的设计选型、参数不匹配等导致产生谐振过电压。同时过电压还分为外部过电压和内部过电压两种：(1)外部过电压。外部过电压就是我们通常讲的大气过电压。主要是因直击雷、感应雷以及入侵雷电波所引发的过电压。（2）内部过电压。内部过电压主要是因电网工作人员的操作失误或是出现的临时障碍所引发的事故造成的，这

4、种突发的事故会使电网系统的状态发生崩塌，引发一定程度的变化，将原本稳定的系统转换过渡到另一个状态，这时系统内部会有电磁能的振荡，会因积聚在一起而产生电压升高的现象，从而引发过电压。内部过电压还分为以下两种状态：（1）暂态性过电压。因其长线发生电容效应、或是不对称接地故障和以及甩负荷引起的分工频过电压和线性谐振、铁磁谐振和参数谐振引起的谐振过电压。（2）操作过电压。主要是因切除空载线路、空载线路合闸、系统解列和电弧接地以及切空载变压器引起的过电压。2谐振过电压的种类虽然电压等级过多，但不同的电压等级也会因电压结构的不

5、同所产生不同状态的谐振过电压，所以可以根据电压的性质区分谐振过电压的种类。基本分为三种类型，分别为线性谐振过电压、铁磁谐振过电压和参数谐振过电压。（1）线性谐振过电压。线性谐振回路屮的电感参数L与电容C都是一个常量，它们不会随着元件上的电流、电压等变化而发生改变。线性谐振回路主要是指不带铁芯的电感元件（如输电线路电感、变压器漏感）或是励磁特性接近线性含有铁芯的电感元件（如消弧线圈）与系统中的电容元件所形成的串联谐振回路。在正弦交流电源的作用下，电源频率与L-C自振频率相一致吋，就会出现强烈的谐振现象，元件上也将产生

6、很高的过电压。（2）铁磁谐振过电压铁磁谐振过电压通常情况下都是与电感铁芯的饱和度有着密切的联系。乂因电感铁芯的磁通性与电流感应是非线性的关系，因此其电感并不算常量。电M系统中的铁磁谐振冋路一般都是由空载变压器或者电压互感器与电容元件组合而形成的。因此，在铁磁谐振回路满足一定的谐振条件时，便会产生铁磁谐振。（3）参数谐振过电压。参数谐振过电压主要是由于电网系统中一些元件的参数在外在因素下发生周期性的变化（通常是电机旋转吋电感的周期变化），从而引起的参数谐振过电压。据调査分析，电力系统在生产以及运行中发生的事故现象显示

7、，中、低压障碍或是事故大部分是由谐振过电压而引发的。所在，必须采取相应的限制措施來防止产生严重的谐振过电压。3谐振过电压的分析据资料显示，某净化厂出现过因电网谐振过电压引发的事故，据了解该厂事故发生时电压等级过高，导线也已断线，主要原因是铁磁谐振过电压所造成的母线TV发生损坏，从而引发TV内部间隙电弧接地，造成了事故的扩大。由此可知，在电网10kV的中性点不接地系统中，会通过测量三相对地电压进而来监视绝缘的具体状态，在因此通过变电站母线上接上Y接线的电磁式电压互感器。于是，网络对地参数除了电力设备和导线（或母线）对

8、地电容C0外，还存在电压互感器的励磁电感L。图110kV中性点不接地系统图网络电路如阁1（a）所示，网络等值电路如阁1（b）示。通常情况下，TV的励磁阻抗和对较大，即oL〉〉l/oC（其中，L为电感量;C为电容量；f）。由此可以看出，三相状态基木上一致，中性点的偏移电压则相对过小（实际运行中不超过10V）。但由于电网也会经常出现某种形式上的扰动（如单相接地的