铁磁谐振过电压原因分析及预防

江西电力第33卷2009年第4期

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文章编号：1006-348X（2009）04－0027－03

铁磁谐振过电压原因分析及预防

杨华安

（国电黄金埠发电有限公司，江西余干335101）

摘要：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了阐述；并结合产现场实际

发生的一次铁磁谐振现象，分析了具体原因，并制定了切实可行的防范措施。关键词：发电厂；电压互感器；铁磁谐振；条件；现象；措施中图分类号：TM451

文献标识码：B

Abstract:Thepaperpresentedharm,reasonsandconditionofferroresonance.Also,solutionfordealingwithferroresonanceinoperationwasintroduced.Accordingtoferroresonancehappenedinworkingprocess,reasonswereanalyzedandmeasurestopreventferroresonancewereputforward.

Keywords:powerplant;voltagetransformer;ferroresonance,condition;phenomenon;measure

0引言

电力系统中存在着许多储能元件，当系统进行

2产生铁磁谐振的条件

1）中性点不接地系统发生单相接地、单相断线

操作或发生故障时，变压器、互感器等含铁芯元件的非线性电感元件与系统中电容串联可能引起铁磁谐振，对电力系统安全运行构成危害。在中性点不接地的非直接接地系统中，铁磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压是常见的，是造成事故较多的一种内部过电压。这种过电压轻则使电压互感器一次熔丝熔断，重则烧毁电压互感器，甚至炸毁瓷绝缘子及避雷器造成系统停运。在一定的电源作用下会产生串联谐振现象，导致系统中出现严重的谐振过电压。

或跳闸、间歇性放电、三相负荷严重不对称等。

2）铁磁谐振和铁心饱和有关，一般TV铁芯过

早饱和使伏安特性变坏，特别是在中性点不接地系统中使用中性点接地的TV时更容易产生铁磁谐振。

3）倒闸操作过程中运行方式恰好构成谐振条件

或投三相断路器不同期时，都会引起电压、电流波动，引起铁磁谐振。

4）断开断口装有并联电容器的断路器时，如并

联电容器的电容和回路TV的电感参数匹配时也会发生铁磁谐振过电压，造成设备损坏。

1产生铁磁谐振的原因

电力系统内，一般的回路都可简化成电阻R，感

5）投入和断开空载母线、TA突然合闸、单相接

地突然消失、外界对系统的干扰。

抗ωL，容抗1/ωC的串联和并联回路．当回路中出现

ωL=1/ωC的情况时，这个回路就会出现谐振，在这

个回路的电感元件和电容元件上就会产生过电压和过电流。由于回路的容抗在频率不变的情况下基本上是个不变的常数；而感抗一般是由带铁芯的线圈产生的，在电压发生突变时，铁芯会迅速饱和，铁芯饱和时感抗会变小。因此，常因铁芯饱和出现ωL=1/ωC而产生谐振。

收稿日期：2009－04－28

3产生铁磁谐振的现象

根据不同的感抗与容抗的比值，铁磁谐振的现

象也不尽相同，下面分3种情况进行阐述：

1）基频谐振

当比值XC/XL接近于1时，发生谐振的谐振频

率与电网频率相同，故称之为基频谐振。其表现为：

作者简介：杨华安（1971-），男，大专，工程师，从事发电部电气技术工作。

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三相电压表中指示数值为两相升高、一相降低，或两相对地电压降低，一相升高；线电压正常；过电流很大，往往导致电压互感器熔丝熔断，严重时甚至会烧坏互感器；过电压不超过3.2倍相电压，伴有接地信号指示，称为虚幻接地现象。

2）分频谐振

当比值XC/XL较小（在0.01～0.07）时发生的谐

振是分频谐振。电容和电感在振荡时能量交换所需的时间较长，振荡频率较低，表现为：过电压倍数较低，一般不超过2.5倍相电压；三相电压表的指示数值同时升高或依此轮流升高，并周期性摆动，线电压正常。

3）高频谐振

当比值XC/XL较大（在0.55～2.8）时发生的谐振

是高频谐振。发生高频谐振时线路的对地电容较小，振荡时能量交换较快。表现为过电压倍数较高；三相电压表的指示数值同时升高，最大值可达到4～5倍相电压，线电压基本正常；谐振时过电流较小。

4运行中发现铁磁谐振的处理

根据以上铁磁谐振现象，如判断确为铁磁谐振，

可进行如下处理：

1）立即投入一个备用设备，如启动一台电动机

等，改变电网参数，消除谐振。

2）如母线有备用电源，可切换到备用电源，以改

变系统参数，消除谐振。

3）发生谐振，电压互感器一次熔断器熔断后，

谐振会自行消除；在电压互感器熔断器尚未熔断时，应立即停用有关失压容易误动的保护装置；在熔断后应迅速更换，恢复电压互感器的正常运行。

4）发生谐振时，由于电压互感器一次绕组电流

很大，应禁止用拉开电压互感器或直接取一次熔断器的方法消除谐振。

5）在母线可以停电的情况下，对母线进行停

电；对电压互感器等设备检查正常后再恢复送电。5一起铁磁谐振过电压分析

事故经过：2009年4月15日，1号机停运，380V

机PC1A段供保安PC1B段，同时保安PC1B段供网控保安MCC段，上述母线负荷较轻，出现谐振事件时未操作任何设备；11：16，380V机PC1A段、保安

PC1B段母线电压开始波动性跳变，NCS发直流系统故障，1号柴发自启，保安PC1B段及机PC1A段发 …… 此处隐藏：2670字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……