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113鐵磁諧振的基本原理電力系統(tǒng)含有大量含鐵芯的電感,比如:變壓器激磁電感、電磁式電壓互感器、鐵芯電抗器等;含鐵芯的電感,電感值隨電壓和電流而變化,不是一個(gè)常數(shù)。UI113鐵磁諧振的基本原理ULUC諧振發(fā)生的必要條件:
ωL>1/ωC因?yàn)殡姼胁皇浅?shù),所以諧振頻率也不是常數(shù);工頻諧振高頻諧振分頻諧振113鐵磁諧振的基本原理ULUCE?Ua1a2a3P113鐵磁諧振的基本原理a1是穩(wěn)定工作點(diǎn),電路呈感性,電容、電感電壓較低,回路電流較小,是非諧振工作點(diǎn)。a2是不穩(wěn)定工作點(diǎn),微小擾動(dòng)可使工作點(diǎn)偏離a2;a3是穩(wěn)定工作點(diǎn),電路呈容性,電容電感電壓和電流急劇增大,稱(chēng)為諧振狀態(tài)的工作點(diǎn)。為什么P點(diǎn)(ωL=1/ωC)不是諧振點(diǎn)?因?yàn)镻點(diǎn)不是穩(wěn)定工作點(diǎn),回路將偏離P點(diǎn),最終工作點(diǎn)穩(wěn)定在a3點(diǎn)。因?yàn)閍3點(diǎn)已經(jīng)出現(xiàn)諧振過(guò)電壓和過(guò)電流,因此將a3稱(chēng)為諧振點(diǎn)。113鐵磁諧振的基本原理Emn?UI外電源E的增大超過(guò)m點(diǎn)后,回路電流從感性突變?yōu)槿菪?,并進(jìn)入諧振工作點(diǎn)n113鐵磁諧振的基本原理1)工作電壓較低時(shí),存在兩個(gè)工作點(diǎn)a1和a3
;2)工作電壓超過(guò)一定值時(shí),只存在一個(gè)工作點(diǎn)a3
;3)存在兩個(gè)工作點(diǎn)時(shí),正常時(shí)處于a1工作點(diǎn);當(dāng)出現(xiàn)劇烈過(guò)渡過(guò)程時(shí),工作點(diǎn)可能越變到a3
,激發(fā)諧振現(xiàn)象。113鐵磁諧振的基本原理發(fā)生鐵磁諧振的必要條件是ωL>1/ωC;滿(mǎn)足必要條件前提下,回路存在不止一種工作狀態(tài),是否進(jìn)入諧振狀態(tài),要看電源過(guò)渡過(guò)程劇烈程度;鐵磁諧振產(chǎn)生過(guò)電壓與過(guò)電流,且能自我保持;鐵磁諧振的發(fā)生是因?yàn)殍F磁元件的飽和。過(guò)電壓受鐵芯飽和和回路損耗的限制;諧振頻率不是常數(shù),可以等于電源頻率(50Hz)、可以為工頻倍數(shù)(高次諧波)、可以為分?jǐn)?shù)次諧波;113鐵磁諧振的基本原理Emn?UIR1R2R2>R1回路損耗阻礙了回路從正常工作點(diǎn)躍變到諧振點(diǎn)的過(guò)程。113鐵磁諧振的基本原理以三次諧波為例,中性點(diǎn)出現(xiàn)較高三次諧波電壓,與工頻電壓疊加。往往使三相電壓同時(shí)升高或一相升高。較高的高次諧波諧振過(guò)電壓可能引起電壓互感器絕緣損壞或避雷器爆炸;113鐵磁諧振的基本原理不僅具有一定幅值的過(guò)電壓,也會(huì)在電感線圈中出現(xiàn)極大的過(guò)電流倍數(shù)(可達(dá)額定電流的幾百倍以上);往往造成TV高壓熔斷器熔絲燒斷、嚴(yán)重的燒毀TV;因?yàn)轭l差,三相電壓表出現(xiàn)低頻擺動(dòng);分頻諧振常常發(fā)生在有串聯(lián)補(bǔ)償?shù)碾娋W(wǎng)中;113鐵磁諧振的基本原理中性點(diǎn)出現(xiàn)位移電壓;某一相電壓數(shù)值降低,但不為零;其余兩相對(duì)地電壓升高,其值超過(guò)線電壓,產(chǎn)生“虛幻接地”現(xiàn)象。零序電壓往往同時(shí)出現(xiàn)過(guò)電壓;113鐵磁諧振的基本原理鐵磁諧振的發(fā)生是因?yàn)殍F磁元件的飽和;發(fā)生鐵磁諧振的必要條件是ωL>1/ωC;電源出現(xiàn)劇烈擾動(dòng)時(shí),回路可能進(jìn)入諧振狀態(tài);諧振頻率可以是工頻、高次諧波和分次諧波;回路損耗對(duì)諧振起到限制作用;113鐵磁諧振的基本原理傳遞過(guò)電壓斷線諧振過(guò)電壓電磁式電壓互感器鐵磁諧振過(guò)電壓113鐵磁諧振的基本原理是一種線性諧振,但有時(shí)會(huì)激發(fā)鐵磁諧振;電網(wǎng)出現(xiàn)不對(duì)稱(chēng)接地,斷路器非全相或不同期操作時(shí),中性點(diǎn)電壓將顯著增大;通過(guò)靜電、電磁耦合,在不同繞組間或相鄰線路間發(fā)生電壓傳遞現(xiàn)象;在不利的參數(shù)配合下,出現(xiàn)線性串聯(lián)諧振或鐵磁諧振狀態(tài)。防止傳遞過(guò)電壓的方法:避免出現(xiàn)中性點(diǎn)位移電壓,可盡量使斷路器三相同期動(dòng)作,不出現(xiàn)非全相操作;選擇消弧線圈的脫諧度,錯(cuò)開(kāi)串聯(lián)諧振條件;113鐵磁諧振的基本原理電力系統(tǒng)中常見(jiàn)基波鐵磁諧振。斷線諧振一般包括以下情況:線路故障斷線;斷路器不同期合閘;熔斷器不同時(shí)熔斷;只要電源側(cè)或負(fù)荷側(cè)有一側(cè)中性點(diǎn)不接地,可能組成復(fù)雜的非線性諧振回路,出現(xiàn)諧振過(guò)電壓。113鐵磁諧振的基本原理113鐵磁諧振的基本原理113鐵磁諧振的基本原理發(fā)生基波鐵磁諧振的必要條件:113鐵磁諧振的基本原理保證斷路器的三相同期動(dòng)作;避免發(fā)生拒動(dòng);不采用熔斷器;加強(qiáng)線路的巡視和檢修,預(yù)防發(fā)生斷線;斷路器操作后又異?,F(xiàn)象,可立即復(fù)原,并進(jìn)行檢查;中性點(diǎn)接地電網(wǎng)中,操作中性點(diǎn)不接地的負(fù)載變壓器時(shí),應(yīng)將變壓器中性點(diǎn)臨時(shí)接地。113鐵磁諧振的基本原理113鐵磁諧振的基本原理下面分析正常時(shí)和劇烈擾動(dòng)時(shí)的TV上的電壓和電流113鐵磁諧振的基本原理正常時(shí),中性點(diǎn)電位等于零,回路呈容性;當(dāng)出現(xiàn)劇烈擾動(dòng)時(shí),鐵芯電感飽和;當(dāng)參數(shù)配合不當(dāng),發(fā)生串聯(lián)諧振,在中性點(diǎn)(對(duì)地電容)出現(xiàn)很高的電壓;中性點(diǎn)位移,將引起TV三相電壓發(fā)生變化113鐵磁諧振的基本原理1)選用勵(lì)磁特性好的TV或用電容式電壓互感器(CVT);2)增大對(duì)地電容,使容抗(Xc)與感抗(XL)的比值小于0.01可避免諧振
。3)在出現(xiàn)諧振時(shí),可臨時(shí)投入線路,增大電容消除諧振;4)中性點(diǎn)可經(jīng)消弧線圈接地。5)在零序回路中接入阻尼電阻。
TV開(kāi)口三角繞組短時(shí)接入R;
TV一次繞組中性點(diǎn)對(duì)地接入非線性消諧電阻;113鐵磁諧振的基本原理我國(guó)有關(guān)規(guī)程規(guī)定:R<=0.4Xm
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