从技术上考虑，为了避免铁磁谐振的发生，可以采取以下措施：选择励磁特性好的电压互感器或改用电容式电压互感器；在同一个lOkV配电系统中，应尽量减少电压互感器的台数；在三相电压互感器一次侧中性点串接单相电压互感器或在电压互感器二次开口三角处接入阻尼电阻；在母线上接入一定大小的电容器，使容抗与感抗的比值小于0. 01，避免谐振；系统中性点装设消弧线圈；采用自动调谐原理的接地补偿装置，通过过补、全补和欠补的运行方式，来较好地解决此类问题。

    当发生电压互感器铁磁谐振时，一般应区别情况进行如下处理。

    (1)当只带电压互感器的空载母线产生电压互感器基波谐振时，应立即投入一个备用设备，改变网络参数，消除谐振。

    (2)当发生单相接地产生电压互感器的分频谐振时，应立即投入一个单相负荷，由于分频谐振具有零序性质，故此时投入三相对称负荷不起作用。

    (3)谐振造成电压互感器一次熔断器熔断时，谐振可自行消除，但可能带来继电保护和自动装置误动作，此时应迅速处理误动作的后果，如检查备用电源开关的联投情况，如没联投应立即手投，然后迅速更换一次熔断器，以恢复电压互感器的正常运行。

    (4)发生谐振尚未造成电压互感器一次熔断器熔断时，应立即停用有关失压容易误动的继电保护和自动装置，母线有备用电源时，应切换到备用电源，以改变系统参数消除谐振，如果用备用电源后谐振仍不消除，应拉开备用电源开关，将母线停电，或等电压互感器一次熔断器熔断后谐振便会自行消失。

    (5)由于谐振时电压互感器一次线圈电流很大，应禁止用拉开电压互感器或直接取下一次侧熔断器的方法来消除谐振。

　　【摘 要】铁磁谐振是由变压器、电压互感器等铁磁电感的饱和作用引起谐振现象。本文在对电压互感器发生铁磁谐振的机理进行综合阐述的基础上，提出了消除谐振的方法，以期为相关人士提供参考。
　　【关键词】电压互感器；铁磁谐振；容抗
　　前言：电力系统发生谐振，会导致电压互感器电流增大，严重时会损坏母线电压互感器，甚至会导致电压互感器爆炸。铁磁谐振的发生时间较长，且无法采取保护措施，因此，应重视做好铁磁谐振的预防工作，对选择电压互感器型号的过程中，对电压值进行合理估算，并设置科学的消谐方案，防范串联谐振现象的发生，形成电力系统正常运行的保障。因此，探讨电压互感器铁磁谐振解决方案，具有十分重要的意义。
　　1电压互感器发生铁磁谐振的机理
　　谐振是交流电路当中独有的一种现象，通常情况下，交流电路中出现了电感以及电容的串联现象，会出现感抗等于容抗，从而造成谐振。电力系统中，受到电容、电感等元件故障影响或误操作时，会产生以谐振为代表的震荡回路。谐振所具有的串谐特征，还会对某些系统元件产生不可逆的破坏性影响，其中电压互感器在谐振影响下的表现十分明显，这是由于电压互感器作为铁芯元件，而铁芯在参与到回路当中所形成的饱和电路会表现为非线性的电感参数，从而造成其严重破坏。就目前的电力系统谐振问题影响特征来看，谐振问题一般可以依据电网结构分为并联谐振以及串联谐振两种谐振类型，前者表现在小接地单流系统内部，并联状态下的铁磁谐振会使得电容互感器与电压互感器在一次中性接地点的非线性电感之上，构成谐振回路；而后者则是在大接地电流系统当中产生。电磁式电压互感器会通过非线性电感与断路器断口的电容共同构成谐振回路。而在众多谐振回路中，铁磁电压谐振出现最为频繁，同时影响力也最大。笔者将产生原因总结为接地线路当中的系统冲击、空载线路扰动、断路器三相不同期以及高压保险熔断等几个方面。由于铁磁谐振会对电网的正常运行产生损害，因此完善电压互感器铁磁谐振解决方案的制定十分必要。
　　通常情况下，与感抗相比，若电网容抗的数值较大，轻易不会产生铁磁谐振现象。若受开关突然合闸或者弧光接地的影响，则会对电网稳定运行造成冲击，使得感抗降低，产生谐振。
　　2电压互感器铁磁谐振的消除方法

摘要：本文主要介绍了变配电所母线电压互感器加装消谐装置的原理，特别针对不接地系统中电压互感器铁芯饱和引起的工频位移过电压和铁磁谐振过电压，分析讨论在实际应用中采用一次和二次消谐器进行消谐的优越性和局限性，提出利用消弧、消谐、选线及过电压综合保护的优势。
关键词：中性点不接地系统 消弧线圈 铁磁谐振过电压 间歇性弧光接地过电压

kV以下系统大多数采用中性点不接地运行方式。这种接地方式发生单相接地时，如C相单相接地，那么完好的A、B两相对地电压都由原来的相电压升高到线电压，即升高为原对地电压的√3倍，C相接地的电容电流为正常运行时每相对地电容电流的3倍。当发生一相接地时，因为线路的线电压无论相位和量值均未发生变化，允许短时间带故障运行。但随着城乡电网的扩大和电缆出线的增多，单相接地电容电流也将进一步增加，当电网对地电容电流达到一定值时，单相接地后故障点的电弧就不能够自熄，从而产生间隙性弧光接地过电压，损坏线路设备。

在电网中性点不接地系统中其母线上电磁式压互一次绕组成为中性点不接地电网

对地的唯一金属通道，电网相对地电容的充、放电途径必然通过压互一次绕组。当系统发生单相接地时，故障点会流过电容电流，未接地相(A、B)的电压升高到线电压，其对地电容上充以与线电压相应的电荷。在接地故障期间，此电荷产生的电容电流，以接地点为通路，在电源-导线-大地间流通。由于压互的励磁阻抗很大，其中流过的电流很小。一旦接地故障消失，这时电流通路被切断，而非接地相必须由线电压瞬间恢复到正常相电压水平。但是由于接地故障已断开，非接地相在接地期间已经充电至线电压下的电荷，就只有通过压互高压绕组，经其原来接地的中性点进入大地，压互一次绕组中会出现数安培幅值的涌流，将压互高压熔丝熔断。在这一瞬变过程中，压互高压绕组中将会流过一个幅值很高的低频饱和电流，使压互铁芯严重饱和，饱和后的电压互感器励磁电感变小，系统网络对地阻抗趋于感性，此时若系统网络的对地电感与对地电容相匹配，就形成三相或单相共振回路（见图1），可激发各种铁磁谐振过电压。另外电网中的单相弧光接地，由于雷击或其他原因线路瞬时接地，使健全相电压突然上升，产生很大的涌流，也会使压互烧毁。

 图1 铁磁谐振等值电路

在实际运行参数下，系统的谐振频率列中，主要是1／2次分频及基波谐振。必然或可能发生、不可能发生谐振的区域，如图2所示。

图2谐振发生概率分布图

根据以上分析，可以采取适当的措施消除谐振，限制这种过电压，可采用的措施是多种多样的，较普遍的是采用在压互二次侧开口三角形绕组两端接消谐器和在压互一次侧中性点对地接消谐的等方法，下面就这些消谐方法做一比较，以便因地制宜，合理选用。

1在压互一次绕阻中性点与地之间加装非线性电阻（一次消谐器）

在压互高压绕组中性点接入一个足够大的接地电阻（见图3），起阻尼与限流的作用，在单相故障消失时，低频饱和各电流经过电阻Ro后进入大地，由于大部分压降加在电阻上，从而大大抑制了低频饱和电流，使压互高压熔丝不易熔断；同时由于在零序电压回路串联的这个电阻Ro，使压互饱和过电压的大部分电压降落在电阻Ro上，从而避免了铁芯饱和，限制了压互饱和过电压的发生。

其局限性是由于电网的复杂性，各配网电容电流大小、线路故障性质、压互伏安特性以及消谐器的运行环境等情况有所不同，一次消谐器自身的热容量有限，难以保证在压互中性点装设消谐器后设备万无一失，尤其是当间歇电弧接地持续时间较长时，个别消谐电阻将因过热而损坏，从而引起高压熔丝熔断，甚至压互烧损，相对较大的一次消谐阻尼器在持续时间较长的间歇电弧接地过电压激发下，仍可损坏装置；Ro的数值若选用太小，相当于没有增加零序电阻，限制压互饱和过电压的作用不大，从阻尼的角度来看电阻值愈大愈好，若Ro→∞，即压互高压侧绕组中性点变为绝缘了，压互的电感量不参与零序回路，也就不存在压互饱和过电压，但Ro太大，当网络出现单相接地时，大部分零序电压降在Ro上，会使开口三角形电压太低(电网对地电压在压互励磁电感Lp与Ro间分压)，压互零序电压U0的测量值有误差，影响接地指示灵敏度和保护装置正常动作，因此不适宜使用在对零序电压幅值和角度精度要求较高的场合（如微机接地选线装置）。而且一次消谐器只能限制本压互不发生谐振，对电网中的其他压互无效，当发生单相接地故障时，且系统中有多台高压侧中性点接地的压互同时运行，则必须每台压互均在中性点安装消谐方有效。

2在压互柜的互感器二次侧加装二次消谐器（阻尼电阻）

在压互二次侧开口三角形绕组两端接入阻尼电阻Ro，相当于在压互高压侧Yo结线绕组上并联一个电阻，而这一电阻只有在电网有零序电压时才出现，正常运行时，零序电压绕组所接的Ro不会消耗能量。Ro值越小，在压互励磁电感L上并联电阻就越小，当Ro小于一定值时，网络三相对地参数基本上由等值电阻决定，这时由压互饱和而引起电感的减小不会明显引起电源中性点位移电压。当Ro→0，即将开口三角形绕组短接，则压互三相电感值就变成漏感，三相相等，压互饱和过电压也就不存在了。

其局限性是当电网内发生单相接地时，压互开口三角形绕组两端会出现100V的工频零序电压，这样阻尼电阻的容量就要求足够大，当阻尼电阻太小，一方面电阻本身可能因过热而烧坏，另一方面，压互也可能因电流过大而烧损。当涌流发生时，它会将二次开口三角短路，这反而会增大涌流幅值。

在压互二次开口三角绕组加装微机消谐装置，当判断为存在工频位移过电压或铁磁谐振过电压后，就进行消谐程序，发出高频脉冲群，使反并在开口三角形绕组两端的两只晶闸管交替过零触发导通，将开口三角形绕组短接(若系统发生单相接地，则不起动消谐装置)，使压互饱和过电压迅速消除。由于短接时间极短，故不会给压互带来负担。

其局限性是在中性点不接地电网中，电磁式压互高压熔丝熔断，并不一定都是由于压互饱和过电压引起的。当电网对地电容较大，而电网间歇接地或接地消失时形成的低频饱和电流在单相接地消失后1/4～1/2工频周期内出现，电流幅值可远大于分频谐振电流(分频谐振电流约为额定励磁电流的百倍以上)。由于低频饱和电流具有幅值高、作用时间短的特点，在单相接地消失后的半个周波即可熔断熔丝，加装微机消谐装置无法抑制低频饱和电流，适用于电网较小、对地电容不大的场合；微机消谐装置还难以正确区分基波谐振和单相接地。目前，对基波谐振和单相接地故障判据的主要区别在于零序电压U0的高低。通常，当U0≥150V时定为基频谐振；当30 V≤U0＜145V时定为单相接地故障。为了防止在单相接地时由于装置误动使压互长时间过负荷而烧毁的情况发生，通常微机消谐装置基频谐振的判据电压定得比较高。这样，在工频位移电压不是很高的情况下（如空母线合闸）装置将无法动作，就可能使某些励磁特性欠佳、铁心易饱和压互的熔丝熔断。此外，在持续时间较长的间歇电弧过电压激发下，流过压互高压绕组的电流将显著增大，仍可能会烧坏压互。

4在压互中性点串接一只额定电压为线电压的单相压互

在压互中性点串接一只额定电压为线电压的单相压互（见图4），即零序电压互感器，各电压互感器的一次绕组接成星形，主电压互感器的二次绕组其中一组给测量保护用，另一组接成闭口三角的方式，不带任何负载，只起消谐作用，零序电压互感器的二次绕组当发生单相接地时作为告警之用。通过同时采用中性点串电阻（即零序电压互感器的等效电阻R0，随着R0的增大，谐振范围减少，当R0大于某一临界值之后，谐振范围消失，即不发生谐振）和闭口三角绕组接线方法（使开口三角接线阻尼电阻值达到最小值），使它们之间相互配合、相互作用，加强消谐作用。

其局限性是压互柜PT手车较小，装四个压互有困难；谐振是一种LC振荡，中性点串接单相压互还是可以简化成LC回路，其主要作用来自振荡点的偏移，并未改变振荡的性质，理论上还存在谐振的可能；二次接线繁琐，容易接错；由于零序感抗的影响，对测量可能造成误差；R0的阻值和容量的确定与系统的参数有关，计算复杂，为发挥强有力的阻尼作用必须选用高阻值的专用零序互感器。

5 消弧、消谐选线及过电压保护的综合应用

综上所述，各种消谐装置的消谐效果各有利弊，要对配电系统采取消谐措施时，除了选用励磁特性良好、铁心不易饱和的电磁式电压互感器，要根据电网的具体情况而定，可将一次消谐装置与二次消谐装置二者相互配合使用，进行优势互补，保证压互自身不参与谐振，在同一配电网中，在尽可能采用一次消谐和二次消谐措施的同时，为确保设备安全，还应采取限制间歇性弧光接地过电压的措施。采用消弧消谐选线及过电压综合保护，限制电网中的各类过电压（弧光接地过电压、谐振过电压、操作过电压）并准确选出系统的接地线路，对加强电力系统的运行维护管理，保障电网的安全、稳定和可靠运行将具有相当积极的作用。

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