電力系統(tǒng)中的諧振過電壓

電力系統(tǒng)中的諧振過電壓作者：朱明龍單位：百色供電局系統(tǒng)運(yùn)行部課程目錄線性諧振二鐵磁諧振三參數(shù)諧振四電力系統(tǒng)諧振簡介一電力系統(tǒng)包含有許多電感和電容元件L：發(fā)電機(jī)、變壓器、互感器、電抗器、消弧線圈等;C：線路對地電容、導(dǎo)線間電容、補(bǔ)償用的并、串聯(lián)電容、高壓設(shè)備的雜散電容、均壓電容等。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行操作或發(fā)生故障時(shí)，這些電感、電容元件形成各種振蕩回路，在一定條件下，可以產(chǎn)生串聯(lián)諧振現(xiàn)象，導(dǎo)致系統(tǒng)中某部分或某元件上出現(xiàn)嚴(yán)重的諧振過電壓。諧振過電壓持續(xù)時(shí)間比操作過電壓長得多，甚至可穩(wěn)定存在，直到破壞諧振條件為止。但在某些情況，諧振發(fā)生一段時(shí)間后會自動消失，不能自保持。諧振過電壓的危害性既決定于其幅值大小，也決定于持續(xù)時(shí)間長短。諧振過電壓將危及電氣設(shè)備絕緣，也可能因諧振持續(xù)的過電流燒毀小容量電感元件設(shè)備(如電壓互感器)。

電力系統(tǒng)諧振現(xiàn)象正文標(biāo)題電路中的電感元件因帶有鐵芯，會產(chǎn)生飽和現(xiàn)象，這種含有非線性電感元件的電路，在滿足一定條件時(shí)，會發(fā)生鐵磁諧振。電力系統(tǒng)中發(fā)生鐵磁諧振的機(jī)會是相當(dāng)多的。國內(nèi)外運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，它是電力系統(tǒng)某些嚴(yán)重事故的直接原因。鐵磁諧振電感參數(shù)在某種情況下發(fā)生周期性的變化；參數(shù)諧振所需能量來源于改變參數(shù)的原動機(jī)，不需單獨(dú)電源，一般只要有一定剩磁或電容的殘余電荷，參數(shù)處在一定范圍內(nèi)，就可以使諧振得到發(fā)展。電感的飽和會使回路自動偏離諧振條件，使過電壓得以限制。參數(shù)諧振電感元件是線性的；完全滿足線性諧振的機(jī)會極少，但是，即使在接近諧振條件下，也會產(chǎn)生很高的過電壓。線性諧振條件是等值回路中的自振頻率等于或接近電源頻率。其過電壓幅值只受回路中損耗（電阻）的限制。線性諧振諧振的類型正文標(biāo)題線性諧振01線性諧振的條件02消弧線圈補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)中的線性諧振03超高壓補(bǔ)償線路中不對稱操作引起的諧振04傳遞過電壓05超高壓電網(wǎng)中的潛供電流回路的阻尼率回路的自振角頻率線性諧振的條件正文標(biāo)題線性諧振的條件正文標(biāo)題注意：上述結(jié)果忽略了電阻分量

比較電源頻率與回路自振角頻率的大小關(guān)系，當(dāng)電源頻率與回路自振角頻率相等時(shí)，回路發(fā)生線性諧振，諧振過電壓的大小由回路的阻尼率決定。在中性點(diǎn)不接地的配電網(wǎng)中,消弧線圈的主要作用是補(bǔ)償系統(tǒng)單相接地故障的短路電流。

消弧線圈補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)中的諧振正文標(biāo)題此時(shí)相電壓升高√3倍系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，當(dāng)10kV線路的Ijd不超過30A（即：架空線路長度不超過1000km）和35kV線路的Ijd不超過10A（即：架空線路長度不超過100km）時(shí)，接地電弧一般能夠自熄，這可避免單相電弧接地故障跳閘，這是中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)。但當(dāng)超過上述允許值時(shí)，接地電弧往往不能自熄，并將產(chǎn)生間歇性電弧接地過電壓。在變壓器中性點(diǎn)上接消弧線圈L。當(dāng)系統(tǒng)中性點(diǎn)接有消弧線圈時(shí)，單相接地時(shí)流過消弧線圈的電流為：，中性點(diǎn)電壓上升為相電壓流過故障點(diǎn)的電流Ic消弧線圈補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)中的諧振正文標(biāo)題消弧線圈的補(bǔ)償可由脫諧度Vc

消弧線圈補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)中的諧振正文標(biāo)題利用消弧線圈滅弧后，故障相恢復(fù)電壓的自由振蕩的角頻率與系統(tǒng)電源的角頻率相接近，恢復(fù)電壓將以拍頻的規(guī)律緩慢上升，從而可以保證電弧不再發(fā)生重燃和最終趨于熄滅，使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行。系統(tǒng)裝設(shè)消弧線圈后，熄弧后故障點(diǎn)的恢復(fù)電壓為消弧線圈的功能有：補(bǔ)償系統(tǒng)單相接地電容電流、延緩恢復(fù)電壓的上升速度促使電弧自熄。從減小殘流、熄滅接地電弧來說，消弧線圈的脫諧度越小越好。消弧線圈補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)中的諧振正文標(biāo)題實(shí)際系統(tǒng)中消弧線圈又不宜運(yùn)行在全補(bǔ)償狀態(tài)，因?yàn)橄到y(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，電網(wǎng)三相對地電容不對稱，可能在系統(tǒng)中性點(diǎn)上出現(xiàn)較大的位移電壓。當(dāng)系統(tǒng)接入消弧線圈后，恰好形成零序諧振回路，在系統(tǒng)位移電壓的作用下將發(fā)生線性諧振現(xiàn)象。我國電力行業(yè)規(guī)程規(guī)定，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)應(yīng)采用過補(bǔ)償方式，其脫諧度不超過10%，同時(shí)還要求中性點(diǎn)位移電壓一般不超過相電壓的15%?，F(xiàn)實(shí)際系統(tǒng)中使用的消弧線圈一般采用隨調(diào)式消弧線圈，即系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，將消弧線圈的脫諧度調(diào)大，使其不放大系統(tǒng)的位移電壓，而當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，自動調(diào)小脫諧度使其發(fā)揮補(bǔ)償作用。但對這種調(diào)諧方式，要求消弧線圈應(yīng)有盡快的響應(yīng)時(shí)間，系統(tǒng)故障時(shí)能快速發(fā)揮補(bǔ)償作用。消弧線圈補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)中的諧振正文標(biāo)題消弧線圈調(diào)諧至使脫諧度Vc=0時(shí)，系統(tǒng)將發(fā)生諧振現(xiàn)象。

消弧線圈補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)中的諧振正文標(biāo)題在超高壓電網(wǎng)中，為抑制空載長線路的重合閘過電壓，一般采用單相自動重合閘，即電網(wǎng)中單相斷路器操作是一種正常的不對稱操作，而且超高壓電網(wǎng)并聯(lián)電抗器的補(bǔ)償度TK通常在60%以上。系統(tǒng)發(fā)生不對稱操作情況時(shí)，會使健全相對斷開相的相間電容與斷開相的對地電抗器形成串聯(lián)諧振回路，由于電抗器的線性度很高，這種電感、電容效應(yīng)將會產(chǎn)生較高的工頻過電壓，使得故障開斷相的工頻接地電弧（潛供電流）不能熄滅，自動重合閘也就歸于失敗。超高壓補(bǔ)償線路中不對稱操作引起的諧振正文標(biāo)題

并聯(lián)電抗器的正序與零序電抗分別為XL1和XL0、線路的正序與零序波阻抗分別為Z1和Z0和導(dǎo)線的正序與零序電角度分別為λ1和λ0。等值電路圖中Zr1為從線路首端求得的正序入口阻抗。零序入口阻抗等于由線路首端求得的Zr0，在等值電路圖中附加一個(gè)接地阻抗ZrN，根據(jù)等效原理ZrN應(yīng)滿足電抗器的正序與零序補(bǔ)償角忽略線路電阻，Zr1=jXr1、

Zr0=jXr0

空載長線路末端接有電抗器的等值入口阻抗表達(dá)式超高壓補(bǔ)償線路中不對稱操作引起的諧振正文標(biāo)題單相開斷時(shí)，開斷相（圖中A相）的電壓表達(dá)式為

單相開斷時(shí)，電網(wǎng)發(fā)生諧振的條件為超高壓補(bǔ)償線路中不對稱操作引起的諧振正文標(biāo)題忽略導(dǎo)線電感，令導(dǎo)線的正序和零序電容分別為C1和C0，容抗為－jXC1和－jXC0，線路首端的入口阻抗為單相開斷發(fā)生諧振的條件開斷相的電壓超高壓補(bǔ)償線路中不對稱操作引起的諧振正文標(biāo)題電抗器的補(bǔ)償度諧振條件輸電線路電容

電抗器采用單相形式，XL1=XL0，G=1電抗器采用三相形式，XL0＜XL1，若XL1=2XL0，G=2諧振條件超高壓補(bǔ)償線路中不對稱操作引起的諧振正文標(biāo)題為消除電網(wǎng)諧振，要求G＜1，即要求電抗器的零序電抗大于正序電抗，實(shí)際系統(tǒng)就采用并聯(lián)電抗器的中性點(diǎn)串接小電抗的方法來滿足G＜1的要求。若線路中不接并聯(lián)電抗器，當(dāng)發(fā)生單相不對稱開斷時(shí)，在開斷相上亦會產(chǎn)生感應(yīng)電壓。該感應(yīng)電壓是由非開斷相與開斷相的相間電容和開斷相的對地電容分壓傳遞而來的。

超高壓補(bǔ)償線路中不對稱操作引起的諧振正文標(biāo)題超高壓補(bǔ)償線路中不對稱操作引起的諧振正文標(biāo)題在電力系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生不對稱接地故障或斷路器的不同期操作時(shí)，將會出現(xiàn)零序電壓和零序電流，通過靜電和電磁耦合，會在相鄰的低壓平行線路中感應(yīng)出傳遞過電壓；當(dāng)變壓器的高壓繞組側(cè)出現(xiàn)零序電壓時(shí)，會通過繞組間的雜散電容傳遞至低壓側(cè)，危及低壓繞組絕緣或接在低壓繞組側(cè)的電氣設(shè)備。傳遞過電壓正文標(biāo)題傳遞過電壓電氣化鐵路的高壓（27.5kV）牽引線路與鐵路沿線鋪設(shè)的信號電纜。牽引供電線路與信號電纜處于同一電磁環(huán)境中，牽引線路中的交變電流在其周圍會產(chǎn)生交變電磁場，通過回路間的電容耦合和電感耦合作用，在信號電纜中將感應(yīng)電壓和電流，可能危及信號系統(tǒng)的正常運(yùn)行和設(shè)備絕緣。（平行多導(dǎo)體系統(tǒng)）正文標(biāo)題平行線路間的電壓傳遞高壓牽引線路與信號電纜間存在耦合電容，而信號電纜芯線本身也有對地電容，通過這些分布電容會在信號電纜上產(chǎn)生靜電傳遞電壓。傳遞電壓值與電纜間幾何尺寸、電纜金屬護(hù)套的連接方式等因素有關(guān)，這種影響稱為容性耦合影響，也就是靜電影響。在實(shí)際工程中，按相關(guān)規(guī)程要求信號電纜的金屬護(hù)套應(yīng)接地，所以高壓牽引線路與信號電纜平行鋪設(shè)時(shí)，在信號電纜芯線上不會產(chǎn)生靜電感應(yīng)分量。在高壓牽引線路的工作電流作用下，在空間產(chǎn)生交變磁場，其磁力線交鏈鄰近信號線路，在信號線路上會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢（電力電纜與信號電纜間存在互感），通過這種感性耦合在通信電纜上感應(yīng)出電動勢。由于此感應(yīng)電動勢是沿著通信線路芯線軸向分布的，又稱為縱向感應(yīng)電動勢。鐵路供電強(qiáng)電線路在信號電纜的芯線上產(chǎn)生的縱向感應(yīng)電動勢，與強(qiáng)電線路中的影響電流、信號電纜的金屬護(hù)套屏蔽層、信號電纜的直徑、信號電纜屏蔽層的接地方式以及它們之間的距離等因素有關(guān)。正文標(biāo)題平行線路間的電壓傳遞當(dāng)信號電纜屏蔽層不接地時(shí)，強(qiáng)電線路有影響電流，會通過互感抗在信號電纜屏蔽層和線芯產(chǎn)生磁感應(yīng)電勢分別為

屏蔽層兩端接地屏蔽層電流屏蔽層電流在電纜線芯上產(chǎn)生感應(yīng)電勢為電纜線芯的磁感應(yīng)電勢正文標(biāo)題平行線路間的電壓傳遞信號電纜線芯的磁感應(yīng)電勢與強(qiáng)電線路的影響電流成正比關(guān)系，還和強(qiáng)電線路與信號電纜間的互感系數(shù)、信號電纜屏蔽層的自電感和電阻有關(guān)。

正文標(biāo)題平行線路間的電壓傳遞當(dāng)信號電纜屏蔽層兩端接地時(shí)，屏蔽層中產(chǎn)生的感應(yīng)電流起了去磁的作用，使電纜芯線的感應(yīng)電勢減小。信號電纜的屏蔽系數(shù)定義為：有金屬護(hù)套時(shí)電纜線芯上的感應(yīng)電動勢與無金屬護(hù)套時(shí)相同電纜線芯上的感應(yīng)電動勢之比：

當(dāng)屏蔽層兩端的接地電阻等于零時(shí)，屏蔽層的屏蔽系數(shù)稱為理想屏蔽系數(shù)S0

正文標(biāo)題平行線路間的電壓傳遞當(dāng)信號電纜無金屬護(hù)套時(shí)信號電纜的理想屏蔽系數(shù)為

正文標(biāo)題平行線路間的電壓傳遞在變壓器的不同繞組之間亦會發(fā)生電壓的傳遞現(xiàn)象。如果傳遞的方向是從高壓側(cè)到低壓側(cè)，那就可能危及低壓側(cè)的電氣設(shè)備絕緣的安全。若與接在電源中性點(diǎn)的消弧線圈或電壓互感器等鐵磁元件組成諧振回路，還可能產(chǎn)生線性諧振或鐵磁諧振的傳遞過電壓。正文標(biāo)題變壓器組間的電壓傳遞若不考慮低壓側(cè)的等值電感L的作用，則傳遞到變壓器低壓繞組側(cè)的電壓為若考慮低壓側(cè)的等值電感L的作用，則傳遞到變壓器低壓繞組側(cè)的電壓為正文標(biāo)題變壓器組間的電壓傳遞

,L與3C0呈并聯(lián)諧振，等值電路相當(dāng)于開路，零序電壓全部傳遞到低壓繞組側(cè)在過補(bǔ)償狀態(tài)，＜0，等值電路呈串聯(lián)諧振狀態(tài)。會急劇增大低壓繞組側(cè)電壓增高后，消弧線圈會趨于飽和，使得自動增大，過電壓也就受到限制。

正文標(biāo)題變壓器組間的電壓傳遞抑制傳遞過電壓的措施：避免出現(xiàn)系統(tǒng)中性點(diǎn)位移電壓，如盡量使斷路器三相同期操作；裝設(shè)消弧線圈后，應(yīng)當(dāng)保持一定的脫諧度，避免出現(xiàn)諧振條件；在低壓繞組側(cè)不裝消弧線圈的情況下，可在低壓側(cè)加裝三相對地電容，以增大3C0。正文標(biāo)題變壓器組間的電壓傳遞系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，采取跳開故障相線路兩側(cè)的斷路器來排除故障，然后再重合閘使系統(tǒng)恢復(fù)正常運(yùn)行（單相重合閘操作）系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，非故障相的工作電壓和負(fù)載電流可以通過相間電容和互感對故障相產(chǎn)生靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)，使故障相在與電源斷開后仍能維持一定的接地電流，被稱為潛供電流（二次電流）。正文標(biāo)題超高壓電網(wǎng)中的潛供電流潛供電流以電弧的形式存在，而潛供電流的自熄是單相自動重合閘成功的必要條件。潛供電流的自熄取決于潛供電流的大小及電弧熄滅后作用于故障點(diǎn)的恢復(fù)電壓。電弧的自熄時(shí)間為潛供電流自熄后，為防止故障點(diǎn)的電弧重燃，還要求電弧熄滅后作用于故障點(diǎn)的恢復(fù)電壓不能太大。故障相導(dǎo)線的恢復(fù)電壓仍由靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)兩個(gè)分量組成。故障點(diǎn)恢復(fù)電壓的電磁感應(yīng)分量與故障點(diǎn)的位置有關(guān)。

正文標(biāo)題超高壓電網(wǎng)中的潛供電流潛供電流和恢復(fù)電壓均由靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)兩個(gè)分量組成，而起主導(dǎo)作用的是靜電感應(yīng)分量，靜電感應(yīng)分量是通過相間電容傳遞過來的。要限制潛供電流和接地故障點(diǎn)的恢復(fù)電壓，可采取在導(dǎo)線間裝設(shè)一組三角聯(lián)接的電抗器，補(bǔ)償相間電容，使相間阻抗趨向無窮大，這樣潛供電流的橫分量和恢復(fù)電壓的靜電感應(yīng)分量都將趨于零（補(bǔ)償法）?？紤]系統(tǒng)限制空載長線路工頻電壓升高的要求，系統(tǒng)應(yīng)裝設(shè)一組星形聯(lián)接而中性點(diǎn)接地的電抗器。正文標(biāo)題超高壓電網(wǎng)中的潛供電流超高壓和特高壓電網(wǎng)中可采用快速接地開關(guān)HSGS(HighSpeedGroundingSwitches)來限制潛供電流（故障轉(zhuǎn)移法）?？焖俳拥亻_關(guān)HSGS是接在輸電線路兩端對地的一組開關(guān)，其工作原理是將故障點(diǎn)的開放性電弧轉(zhuǎn)移至兩側(cè)接地開關(guān),使故障相上的電壓和故障點(diǎn)的潛供電流大大降低,從而使電弧易于熄滅。正文標(biāo)題超高壓電網(wǎng)中的潛供電流正文標(biāo)題超高壓電網(wǎng)中的潛供電流鐵磁諧振01鐵磁諧振簡介02斷線引起的鐵磁諧振過電壓03電磁式電壓互感器飽和引起的鐵磁諧振過電壓04鐵磁諧振過電壓特性及其控制措施產(chǎn)生串聯(lián)鐵磁諧振的必要條件是：電感和電容的伏安特性曲線必需相交在相同的電源電勢作用下，回路有兩種不同性質(zhì)的穩(wěn)定工作狀態(tài)。在外界激發(fā)下，電路可能從非諧振工作狀態(tài)躍變到諧振工作狀態(tài)，相應(yīng)回路從感性變成容性，發(fā)生相位反傾現(xiàn)象，同時(shí)產(chǎn)生過電壓與過電流。非線性電感的鐵磁特性是產(chǎn)生鐵磁諧振的根本原因，但鐵磁元件飽和效應(yīng)本身也限制了過電壓的幅值。此外，回路損耗也是阻尼和限制鐵磁諧振過電壓的有效措施?；ㄨF磁諧振、高次諧波諧振、分頻諧振正文標(biāo)題鐵磁諧振的概念

忽略回路電阻正文標(biāo)題鐵磁諧振的特點(diǎn)斷線泛指導(dǎo)線因故障折斷、斷路器拒動以及斷路器和熔斷器的不同期切合等。正文標(biāo)題斷線引起的鐵磁諧振過電壓正文標(biāo)題斷線引起的鐵磁諧振過電壓非全相運(yùn)行時(shí)的諧振電路，在一定的參數(shù)配合和激發(fā)條件下，可能會產(chǎn)生基頻、高頻或分頻諧振。當(dāng)發(fā)生基頻諧振時(shí)，會出現(xiàn)三相對地電壓不平衡，如一相電壓升高、兩相電壓降低，或兩相電壓升高、一相電壓降低的現(xiàn)象。在負(fù)載變壓器側(cè)可能發(fā)生負(fù)序電壓占主要成分的情況，引起系統(tǒng)相序反傾，造成小容量電機(jī)反轉(zhuǎn)的現(xiàn)象。

正文標(biāo)題斷線引起的鐵磁諧振過電壓為防止斷線過電壓，可采取下列的限制措施：保證斷路器的三相同期動作，不采用熔斷器設(shè)備；加強(qiáng)線路的巡視和檢修，預(yù)防發(fā)生斷線；若斷路器操作后有異?，F(xiàn)象，可立即復(fù)原，并進(jìn)行檢查；不要把空載變壓器常期接在系統(tǒng)中；在中性點(diǎn)接地的電網(wǎng)中，合閘中性點(diǎn)不接地的變壓器時(shí)，先將變壓器中性點(diǎn)臨時(shí)接地。這樣做可使變壓器未合閘相的電位被三角形聯(lián)接的低壓繞組感應(yīng)出來的恒定電壓所固定，不會引起諧振。正文標(biāo)題斷線引起的鐵磁諧振過電壓近年來，我國中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)規(guī)模越來越大，相應(yīng)線路的對地電容很大，這種系統(tǒng)中發(fā)生接地故障消失擾動，仍可能發(fā)生電壓互感器的高壓熔斷器頻繁熔斷的故障。這種故障是由于系統(tǒng)單相接地消失引起了超低頻振蕩現(xiàn)象，在超低頻情況作用下，電壓互感器的感抗大幅度降低，故在電壓互感器中會產(chǎn)生嚴(yán)重的過電流，引起高壓熔斷器的熔斷。在110、220kV電網(wǎng)中，當(dāng)斷路器的斷口采用均壓電容時(shí)，系統(tǒng)處于熱備用狀態(tài)，則有可能發(fā)生由斷口均壓電容與接在系統(tǒng)母線上的電磁式電壓互感器構(gòu)成的鐵磁諧振。這種諧振也可僅僅具有正序或負(fù)序性質(zhì)。這種諧振有別與不接地系統(tǒng)中的電壓互感器飽和引起的諧振，諧振一旦產(chǎn)生要消除更困難，而應(yīng)從根本上采取措施避免諧振發(fā)生。

正文標(biāo)題電磁式電壓互感器飽和引起的鐵磁諧振過電壓

正常運(yùn)行時(shí)，電壓互感器的勵磁阻抗很大，所以每相對地阻抗（L和C0并聯(lián)后）呈容性，三相基本平衡，系統(tǒng)中性點(diǎn)0的位移電壓很小。但當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)某些擾動，使電壓互感器三相電感飽和程度不同時(shí)，系統(tǒng)中性點(diǎn)就有可能出現(xiàn)較高的位移電壓，激發(fā)起諧振過電壓。正文標(biāo)題電磁式電壓互感器飽和引起的鐵磁諧振過電壓常見的使電壓互感器產(chǎn)生嚴(yán)重飽和的情況有：電源突然合閘到母線上，使接在母線上的電壓互感器某一相或兩相繞組出現(xiàn)較大的勵磁涌流，而導(dǎo)致電壓互感器飽和；由于雷擊或其它原因使線路發(fā)生瞬間單相電弧接地，使系統(tǒng)產(chǎn)生直流分量，而故障相接地消失時(shí)，該直流分量通過電壓互感器釋放，而引起電壓互感器飽和；傳遞過電壓，例如高壓繞組側(cè)發(fā)生單相接地或不同期合閘，低壓側(cè)有傳遞過電壓使電壓互感器產(chǎn)生飽和。正文標(biāo)題電磁式電壓互感器飽和引起的鐵磁諧振過電壓由于電壓互感器飽和程度不同，會造成系統(tǒng)兩相或三相對地電壓同時(shí)升高，整個(gè)電網(wǎng)對地電壓的變動表現(xiàn)為電源中性點(diǎn)0的位移（電網(wǎng)中性點(diǎn)的位移過電壓）。中性點(diǎn)的位移電壓也就是電網(wǎng)的對地零序電壓，將全部反映至互感器的開口三角繞組，引起虛幻的接地信號和其它的過電壓現(xiàn)象，造成值班人員的錯(cuò)覺。中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的情況下，消弧線圈的電感值遠(yuǎn)小于電壓互感器的勵磁電感,相當(dāng)于電壓互感器的電感被短接,電壓互感器的不會出現(xiàn)此類諧振過電壓。正文標(biāo)題電磁式電壓互感器飽和引起的鐵磁諧振過電壓系統(tǒng)中性點(diǎn)的位移電壓為當(dāng)系統(tǒng)遭受干擾，使電壓互感器的鐵芯出現(xiàn)飽和，例如，B、C兩相電壓升高，電壓互感器電感飽和，則流過和的電感電流增大，使其等值電感減小，B、C相的對地導(dǎo)納變成電感性，即為感性導(dǎo)納，而A仍為容性導(dǎo)納。由于容性導(dǎo)納與感性導(dǎo)納相互抵消的作用，造成系統(tǒng)中性點(diǎn)位移電壓大大增加。正文標(biāo)題電磁式電壓互感器飽和引起的鐵磁諧振過電壓由互感器引發(fā)的基波諧振表現(xiàn)為一相電壓降低，兩相電壓升高超過線電壓，且中點(diǎn)移到線電壓三角形之外；或者兩相電壓降低、一相電壓升高超過線電壓，如下圖所示，基波諧振產(chǎn)生的過電壓幅值一般不高，對地穩(wěn)態(tài)過電壓不超過2倍，暫態(tài)過電壓也不過3.6；虛幻接地現(xiàn)象是電磁式電壓互感器飽和引起工頻（基頻）諧振過電壓的標(biāo)志。正文標(biāo)題工頻諧振的特性正文標(biāo)題工頻諧振的波形在中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)中，由于電源不能向電壓互感器提供三次諧波勵磁電流，而使鐵芯中磁通為平頂波，含有三次諧波磁通，對于三個(gè)單相電壓互感器而言，三次諧波磁通可在每相電壓互感器鐵芯上流通，因而產(chǎn)生三次諧波電勢，使中點(diǎn)位移產(chǎn)生而發(fā)生諧振。高頻諧振通常在空母線合閘的激發(fā)條件下產(chǎn)生。有時(shí)，變電站出線很短是也會發(fā)生。。系統(tǒng)出現(xiàn)高頻諧振的表現(xiàn)是三相電壓同時(shí)升高，即在工頻電壓下迭加三次諧波電壓，因?yàn)楦飨嗷妷号c三次諧波電壓均相等，所以三相電壓指示相同。高頻諧振會產(chǎn)生較高的過電壓，最高可達(dá)3。正文標(biāo)題高頻諧振的特性正文標(biāo)題高頻諧振的波形當(dāng)系統(tǒng)線路較長時(shí)，等效電容大，回路的自振角頻率低，可能激發(fā)分頻諧振過電壓，發(fā)生分頻諧振的頻率為24～25Hz，存在頻差，會引起配電盤上的表計(jì)指示有抖動或以低頻來回?cái)[動現(xiàn)象，且三相對地電壓同時(shí)升高。1/2分頻諧振時(shí)，其諧波波源必然存在電源中點(diǎn)與互感器高壓繞組中點(diǎn)之間，即在UNN‘，中，它是零序性質(zhì)的。因此，分頻諧振電壓一般都認(rèn)為每相對地電壓為電源電勢（基波）和中點(diǎn)位移電壓（1/2次諧波）的相量和。其均方根值為，—電源相電壓，—次諧波諧振時(shí)中點(diǎn)位移電壓。1/2分頻諧振過電壓不高（不超過2），這是由于鐵芯深度飽和所致。因?yàn)轭l率減半，互感器鐵芯中磁密要比額定時(shí)大1倍，互感器等值感抗降低，會造成勵磁電流急劇增加勵磁感抗急劇下降，因而高壓繞組流過極大的過電流，一般可達(dá)幾十倍甚至上百倍額定電流，使互感器過熱并產(chǎn)生電動力的破壞，引起高壓熔斷器熔斷，甚至造成電壓互感器燒毀。正文標(biāo)題分頻諧振的特性正文標(biāo)題分頻諧振的波形

電壓互感器二次側(cè)開三角繞組接阻尼電阻（二次消諧）。原理：電壓互感器發(fā)生鐵磁諧振時(shí)，中性點(diǎn)產(chǎn)生位移，使三相電壓不對稱，互感器飽和，出現(xiàn)零序磁通，高壓繞組流過零序電流，在開口三角兩端將感應(yīng)出零序電壓，接有電阻時(shí)，則有零序電流流通。這個(gè)電流是對高壓繞組中的零序電流所建立的磁通起去磁作用的。缺點(diǎn)：利用可控硅，在發(fā)生諧振時(shí)，由CPU采集數(shù)據(jù)，超過正常電壓值后使可控硅導(dǎo)通，使諧振瞬間消除。諧振消失后，可控硅又恢復(fù)阻斷狀態(tài)，只允許運(yùn)行1s以內(nèi)。因此一旦可控硅阻斷失效，即開口三角處于永久性短路，在單相接地或其他故障使三相電壓不平衡時(shí)，電壓互感器即處于短路運(yùn)行，會燒壞互感器。

正文標(biāo)題鐵磁諧振過電壓控制措施

采用勵磁特性較好的電壓互感器。原理：電壓互感器伏安特性非常好,電壓互感器有可能在一般的過電壓下還不會進(jìn)入較深的飽和區(qū)，從而不易構(gòu)成參數(shù)匹配而出現(xiàn)諧振。在母線上裝設(shè)中性點(diǎn)接地的三相星形電容器組。原理：諧振區(qū)域與阻抗比XCo/XL有直接關(guān)系,對于1/2分頻諧振區(qū),阻XCo/XL約為0.01~0.08；基波諧振區(qū)，XCo/XL約為0.08~0.8；高頻諧振區(qū)，XC0/XL約為0.6~3.0。增加對地電容Co,使XCo/XL<0.01時(shí)(諧振區(qū)為小于0.01或大于3)回路參數(shù)超出諧振的范圍，可防止諧振。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地。原理：相當(dāng)于在電壓互感器每一相勵磁電感上并聯(lián)一個(gè)消弧線圈的電感，消弧線圈的電感較電壓互感器對地的電感小幾個(gè)數(shù)量級，完全打破了參數(shù)匹配的關(guān)系，使鐵磁諧振不易發(fā)生。消弧線圈可有效抑制單相接地電容電流，有效避免間歇性放電產(chǎn)生過電壓，對全網(wǎng)電力設(shè)備起保護(hù)作用；

正文標(biāo)題鐵磁諧振過電壓控制措施

互感器高壓側(cè)中點(diǎn)經(jīng)電阻接地。原理：單相接地消失時(shí)，線路在由線電壓恢復(fù)到相電壓的過渡過程中，電容放電電流只能通過電壓互感器高壓繞組入地，放電電流的頻率很低，特別是電容較大的網(wǎng)絡(luò)中其頻率只有幾個(gè)HZ。我們稱此為超低頻振蕩電流。放電電流一般可達(dá)到上百倍互感器正常的勵磁電流，因而會使互感器飽和，激發(fā)諧振也會使高壓熔斷器熔斷，而保護(hù)了互感器，但有時(shí)這個(gè)電流小于熔斷器瞬時(shí)熔斷值，而引發(fā)諧振，則燒壞互感器。當(dāng)在中點(diǎn)經(jīng)電阻接地后，這個(gè)電阻即限制了放電電流，從而防止了熔斷器熔斷和諧振。缺點(diǎn)：即電阻的熱容量如果不夠的，會引起電阻的損壞，而失去消諧作用，一次消諧電阻如果過大，會產(chǎn)生危及N端對地的耐壓水平。此外，三次諧波電流在電阻上產(chǎn)生壓降，已使開口角回路濾出的三次諧波電壓影響正常運(yùn)行，也造成三相電壓不平衡。

正文標(biāo)題鐵磁諧振過電壓控制措施

互感器高壓側(cè)中點(diǎn)經(jīng)電阻接地。原理：單相接地消失時(shí)，線路在由線電壓恢復(fù)到相電壓的過渡過程中，電容放電電流只能通過電壓互感器高壓繞組入地，放電電流的頻率很低，特別是電容較大的網(wǎng)絡(luò)中其頻率只有幾個(gè)HZ。我們稱此為超低頻振蕩電流。放電電流一般可達(dá)到上百倍互感器正常的勵磁電流，因而會使互感器飽和，激發(fā)諧振也會使高壓熔斷器熔斷，而保護(hù)了互感器，但有時(shí)這個(gè)電流小于熔斷器瞬時(shí)熔斷值，而引發(fā)諧振，則燒壞互感器。當(dāng)在中點(diǎn)經(jīng)電阻接地后，這個(gè)電阻即限制了放電電流，從而防止了熔斷器熔斷和諧振。缺點(diǎn)：即電阻的熱容量如果不夠的，會引起電阻的損壞，而失去消諧作用，一次消諧電阻如果過大，會產(chǎn)生危及N端對地的耐壓水平。此外，三次諧波電流在電阻上產(chǎn)生壓降，已使開口角回路濾出的三次諧波電壓影響正常運(yùn)行，也造成三相電壓不平衡。

正文標(biāo)題鐵磁諧振過電壓控制措施

正文標(biāo)題鐵磁諧振過電壓控制措施互感器高壓側(cè)中點(diǎn)串接單相電壓互感器。原理：由4臺單相電壓互感器組成，其中3臺為主電壓互感器(三組線圈分別為P1、P2、P3，其中P1為一次線圈，P2為二次輔助線圈，P3為二次線圈)，一臺為零序電壓互感器(一、二次線圈分別為P4、P5)。主電壓互感器一次線圈P1接成星形，其中性點(diǎn)經(jīng)