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电力系统中谐振过电压的产生与解决对策摘要：除了家电之外，在日常生活中会因为电磁感应产生的振动导致一些细部用电仪器出现损坏以及运作时令的问题，与此同时在一些大型的电力供给、传输运作以及发电上都会有这种问题的出现，所有出现的这种问题都被称作谐振过电压。
本文对电力系统中谐振过电压的产生进行了分析和探讨，并且有针对性的将有效的解决问题的措施提了出来，希望能够对大家有所帮助。
关键词：谐振过电压问题策略引言电路当中如果有电流通过就会产生磁场，在生产电力上电与磁的互相转化使人类的生活得到了极大地帮助。
然而在我国的电力工作当中因为这类问题的出现从而造成了很多的损失，其不仅严重的危害到了国家的财产安全，甚至会经常性的造成人员伤亡状况的出现。
我国的电力专家为了促进过电压危害这一问题的有效解决，对其中的很多方法进行了总结，本文具体的介绍了谐振过电压的现象，并且将有效的解决措施提了出来，供大家参考。
一、谐振过电压概述造成电网过电压现象在电力系统中出现的原因有很多，如果过于频繁的出现谐振过电压等现象，就会产生很大的危害性。
一旦出现过电压现象，就会烧毁以及损坏电气设备，在严重的情况下还会导致停电事故的发生。
由于时间较长的谐振过电压作用。
但是却不可以采用避雷器的方式进行限制，所以在实施保护的这一方面具有相当大的困难。
由铁心电感元件，包括消弧线圈、电抗器、电压互感器、变压器以及发电器等，还有一些系统的电容元件，包括电容补偿器以及输电线路等共同促成了共谐条件的形成，导致谐振过电压在系统当中产生[1]。
二、产生谐振的原因以及将其激发出来的条件作为一个复杂的电力网络，电力系统具有十分重要的作用，有很多的电容元件以及电感元件，特别是铁磁谐振现象经常会出现在不接地系统当中，严重的威胁到了设备的安全运行。
有以下条件会将电压谐振激发出来：①突然投入的电压互感器；②发生单相接地的线路；③突然改变的系统运行方式以及投切的电气设备；④发生较大波动的系统负荷；⑤出现波动的电网频率；⑥不平衡变化的负荷[2]。
10kV电压互感器谐振产生原因及对策作者：张红平来源：《华中电力》2013年第05期摘要：分析了中性点不接地的10kV配电系统中电磁式电压互感器发生铁磁谐振的原因，并指出其对配电系统和设备所产生的危害，以及提出各种消除谐振的措施，且简要分析了各措施的优缺点。
关键词：电压互感器铁磁谐振消谐中图分类号：TM8350 前言中性点不接地的10kV配电系统中，大多采用电磁式电压互感器（PT），其一、二次绕组接成星形，且中性点直接接地，另三次绕组接成开口三角形，用来监测系统是否出现单相接地。
正常运行时，PT的励磁感抗相对于10kV系统的对地容性阻抗大得多，且三相基本平衡，中性点偏移电压很小，系统不会发生谐振。
但发生某些情况时，会使PT三相励磁电感迅速饱和，且各相饱和程度差别很大，致使三相对地阻抗明显不平衡，系统中性点电压产生偏移，参数匹配得当时使PT励磁电感和三相对地电容构成的回路产生谐振过电压。
这种过电压的发生可导致设备的损坏，对系统造成谐波污染等问题。
1 电压互感器产生谐振的原因10kV配电系统是不接地系统，但其星形接法的PT高压侧中性点必须直接接地，同时10kV母线和线路有对地电容，其等值电路见图1，其中EA，EB，EC为三相电源电动势。
此时各相对地励磁电感LA=LB=LC=L0与母线和线路对地等值电容C0间组成独立的振荡回路。
在正常运行条件下，励磁电感LA = LB =LC = L0，各相对地导纳YA=YB=YC=Y0，三相对地负载是平衡的，电网的中性点电位约为零，即不发生中性点电位偏移。
但是当电网发生冲击扰动使一相或两相的对地电压瞬间升高。
现在假定，由于扰动的结果，A相对地电压瞬间提高，这使得A相PT的励磁电流突然增大而发生饱和，其等值励磁电感LA相应减小，以致YA≠Y0，这样三相对地负荷不平衡，中性点发生偏移电压UN，根据基尔霍夫第一定律。
可以得出：导纳YA决定于励磁电感LA和C0大小，如果正常状态下的，那么扰动结果使LA减小，可能使新的。
谐振过电压消谐
谐振过电压是指在电路中发生谐振时，电压可能超过额定值的现象。
在谐振频率附近，电路中的电感和电容会形成一种共振效应，使得电流和电压达到最大值。
当电路中的电流达到最大值时，会导致电压也达到最大值，并可能超过额定值。
消谐是指通过一些措施来减小或消除电路中的谐振过电压。
常见的消谐方法包括添加阻尼电阻、调整电容或电感的数值、增加阻尼电阻等。
这些方法可以降低谐振频率附近的电流和电压，从而减小谐振过电压。
关于电力系统中的谐振过电压的产生以及解决方案[导读]什么是谐振过电压?谐振过电压指电力系统中一些电感、电容元件在系统进行操作或发生故障时可形成各种振荡回路，在一定的能源作用下，会产生串联谐振现象，导致系统某些元件出现严重的过电压。
电网运行中，正常时中性点不接地系统PT铁芯饱和易引起谐振过电压;中性点不接地方式发生单相故障可引起谐振过电压。
运维人员操作或事故处理方法不当亦会产生谐振过电压。
另外设备设计选型、参数不匹配也是谐振过电压产生原因。
什么是谐振过电压?谐振过电压指电力系统中一些电感、电容元件在系统进行操作或发生故障时可形成各种振荡回路，在一定的能源作用下，会产生串联谐振现象，导致系统某些元件出现严重的过电压。
电网运行中，正常时中性点不接地系统PT铁芯饱和易引起谐振过电压;中性点不接地方式发生单相故障可引起谐振过电压。
运维人员操作或事故处理方法不当亦会产生谐振过电压。
另外设备设计选型、参数不匹配也是谐振过电压产生原因。
谐振过电压对电网造成危害极大，诸如造成电压互感器熔丝熔断、电压互感器烧毁、电网设备绝缘损毁，甚至造成相间短路、保护装置误动作等。
操作过电压和谐振过电压的区别：操作过电压和谐振过电压都属于内部过电压。
操作过电压，顾名思义，是操作高电压大电感-电容元件(比如合/分空载长线路、变压器、并联电容器、高压感应电动机等)以及故障线路跳闸/重合闸等产生的过度过程。
防止操作过电压的措施根据操作的对象不同而有所不同，一般采用重击穿概率低的断路器或设置金属氧化物避雷器限制操作过电压。
谐振过电压，因系统的电感、电容参数配合不当而引起的各类谐振现象及电压升高。
所以防止谐振过电压的措施即破坏谐振条件，使参数配合避开谐振区，需要对系统有整体的参数预测，从而调整电网参数。
防止谐振过电压的措施(1)提高开关动作的同期性：由于许多谐振过电压是在非全相运行条件下引起的，因此提高开关动作的同期性，防止非全相运行，可以有效防止谐振过电压的发生。
10kV不接地系统发生谐振的处理系统发生谐振时,在谐振电压和工频电压的作用下,PT铁芯磁密迅速饱和,激磁电流迅速增大,会使PT绕组严重过热而损坏(同一系统中所有PT均受到威胁,甚至引起母线故障造成大面积停电。
因此对发生谐振时,如何快速消除谐振是保证设备安全运行的关键。
一、谐振的分类和谐振现象分析10kV中性点不接地系统的谐振分基波谐振、高频谐振和分频谐振三种,谐振一般由接地和激发产生,根据运行经验,当向仅带有电压互感器的空母线突然充电时易产生基波谐振;当发生单相接地时易产生分频谐振,特别是单相接地突然消失(如拉路时易激发谐振。
发生谐振时,相间电压不变,电压互感三角会出现谐振频率电压,中央信号会报“系统单相接地”信号,若不仔细分析其电压变化,会误认为是系统单相接地故障,对于没有装设消弧线圈的变电站,快速消除谐振更为重要,下面对三种谐振现象进行一一分析:1、基波谐振:发生基波谐振时,相对地电压有以下两种现象:1一相电压下降(不为零,两相电压升高超过线电压或电压表顶表;2两相电压下降(不为零,一相电压升高或电压表顶表;其相对地电压的过电压小于或等于3倍相电压;2、高频谐振:发生高频谐振时,其相对地电压的过电压小于或等于4倍相电压,三相对地电压一起升高,远远超过线电压或电压表顶表。
3、分频谐振:发生分频谐振时,三相对地电压依相序次序轮流升高或同时升高,并在(1.2~1.4倍相电压间做低频摆动,大约每秒一次。
由上述谐振现象可总结如下:现象判断发母线接地信号(开口三角有零序输出一相相对地电压超过线电压二相相对地电压超过线电压基波谐振三相相对地电压超过线电压高频谐振三相对地电压依次轮流升高,但不超过线电压三相对地电压同时升高,但不超过线电压分频谐振二、发生谐振的处理对于我们现在10kV不接地系统来说,主要是投入消弧线圈和改变运行参数,一般投入消弧线圈都能消除谐振,对于发生基波和高频谐振,只要消谐器可靠动作,也能消除谐振,但对于分频谐振具有零序性质,一般消谐器无法消除谐振,投切三相对称负荷不起作用,对于未装设消弧线圈,因此根据实际情况,可按以下方法处理1、基波或高频谐振的处理:1有运行电容器时,切除运行电容器;没有运行电容器时,投入一组电容器;2以上措施无法消谐时,切除该母线所有电容器,向调度申请切除部分馈线,最好是先切长线路。
电力系统中产生铁磁谐振过电压的原因电力系统中的铁磁谐振过电压是指在一些特定的运行条件下，电力系统中的铁磁元件（如变压器、电感器等）由于谐振现象而产生的过电压。
这种过电压会对电力设备和系统的安全稳定运行产生不利影响，因此对于铁磁谐振过电压的产生原因进行深入的研究和分析具有重要意义。
铁磁谐振过电压的产生主要是由于电力系统中的谐振特性和非线性特性的相互作用引起的。
具体而言，以下是造成铁磁谐振过电压的几个主要原因：1. 谐振频率与系统频率接近：电力系统中的铁磁元件具有一定的谐振频率。
当系统频率与铁磁元件的谐振频率接近时，就容易引发谐振现象，从而产生过电压。
这是因为谐振频率附近会出现共振现象，电力系统中的能量在谐振回路中积累，导致过电压的产生。
2. 非线性特性引起的谐波：电力系统中存在各种非线性元件，如变压器的磁化曲线非线性、饱和等。
这些非线性特性会引起系统中谐波的产生和传播，进而导致铁磁谐振过电压的产生。
当谐波频率与铁磁元件的谐振频率相近时，谐波能量会在铁磁元件中积累，导致过电压的产生。
3. 谐振回路的存在：电力系统中的变压器、电感器等铁磁元件与电容器、线路等组成了谐振回路。
当这些元件的参数满足一定的条件时，谐振回路就会形成，从而引起谐振现象和过电压的产生。
4. 突变负载的突发性变化：电力系统中的负载存在突变的情况，例如突然断开大负载或突然接入大负载。
这样的突变负载会导致电力系统中的谐振频率发生变化，从而引起铁磁谐振过电压的产生。
为了避免铁磁谐振过电压对电力系统的影响，可以采取以下几种措施：1. 谐振频率的分析和计算：对于电力系统中的铁磁元件，需要进行谐振频率的分析和计算。
这样可以了解系统中是否存在谐振频率接近的情况，并采取相应的措施来避免谐振现象的发生。
2. 谐振回路的设计和调整：在电力系统的设计和运行过程中，需要合理设计和调整谐振回路。
这包括选择合适的元件参数、合理布置线路等，以降低谐振回路的谐振能力，减少谐振过电压的产生。
( 安全技术 )单位：_________________________姓名：_________________________日期：_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改10kV电压互感器单相接地与谐振(标准版)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes10kV电压互感器单相接地与谐振(标准版)在电力系统中，电压互感器(PT)是一、二次系统的联络元件，它能正确地反映电气设备的正常运行和故障情况。
PT的一次线圈并联在高压电路中，其作用是将一次高压变换成额定100V低电压，用作测量和保护等的二次回路电源，在正常工作时二次绕组近似于开路状态，所以，正常运行中的PT二次侧不允许短路。
1PT单相接地及处理在10kV中性点不接地系统中，为了监视系统中各相对地的绝缘状况以及计量和保护的需要，在每个变电站的母线上均装有电磁式PT。
当系统发生单相接地故障时，将产生较高的谐振过电压，影响系统设备的绝缘性能和使用寿命，进而出现更频繁的故障。
1.1在中性点不接地系统中，当其中一相出现金属性接地时，就会产生激磁涌流，导致PT铁芯饱和。
如A相接地，则Uan的电压为零，非接地相Ubn、Ucn的电压表指示为100V线电压。
PT开口三角两端出现约100V电压(正常时只有约3V)，这个电压将起动绝缘检查继电器发出接地信号并报警。
1.2当发生非金属性短路接地时，即高电阻、电弧、树竹等单相接地。
如A相发生接地，则Uan的电压低于正常相电压，Ubn、Ucn 电压则大于58V，且小于100V，PT开口三角处两端有约70V电压，达到绝缘检查继电器起动值，发出接地信号并报警。
1.3PT二次侧熔断器熔断或接触不良时，中央信号屏发出“电压回路断线”的预告信号，同时光字牌亮，警铃响。
浅析电力系统中谐振过电压的原因及防范措施发表时间：2018-03-23T14:29:03.593Z 来源：《防护工程》2017年第32期作者：宋子健[导读] 但往往不一定能准确及时判断出接地线路，以致延误消振时间，所以，工作中为及时消除谐振一般先考虑选择上述四种途径。
大唐长春第二热电有限责任公司吉林长春 130031摘要：对电力系统中谐振过电压的产生原因进行了分析和探讨，介绍了目前常用的消谐方法及优缺点，提出了防止谐振过电压的措施和谐振事故的处理方法，提高系统运行稳定性。
关键词：电力系统；谐振；过电压；稳定性电力系统中引起过电压的原因很多，其中谐振过电压出现相对频繁，危害性较大。
过电压一旦发生，往往会造成电气设备的损坏、烧毁，甚至发生停电事故。
由于谐振过电压作用时间较长，且不能用避雷器限制，在选择保护措施方面有较大的困难。
谐振是由铁心电感元件，如发电机、变压器、电压互感器、电抗器、消弧线圈等和和系统的电容元件，如输电线路、电容补偿器等形成共谐条件，激发持续铁磁谐振，使系统产生谐振过电压。
1 谐振产生的原因简单的R、C和铁芯电感L电路中，假设在正常运行条件下，其初始状态是感抗大于容抗，即ωL＞（1/ωC），此时不具备线性谐振条件，回路保持稳定状态。
但当电源电压有所升高时，或电感线圈中出现涌流时，有可能使铁芯饱和，其感抗值减小，当ωL＝（1/ωC）时，即满足了串联谐振条件，在电感和电容两端便形成过电压，回路电流的相位和幅值会突变，发生磁谐振现象，谐振一旦形成，谐振状态可能“自保持”，维持很长时间而不衰减，直到遇到新的干扰改变了其谐振条件谐振才可能消除。
下列激发条件造成电压谐振：电压互感器的突然投入；线路发生单相接地；系统运行方式的突然改变或电气设备的投切；系统负荷发生较大的波动；负荷的不平衡变化等。
2 常用的消谐方法及优缺点2.1中性点不接地系统常见的消谐措施（1）采用励磁特性较好的电压互感器电压互感器选型时尽量采用采用励磁特性较好的电压互感器。
电压互感器谐振过电压分析及预防措施电压互感器是电力系统中常用的测量和保护装置，它将高电压侧的电压降低到低电压侧进行测量或传递。
然而，当电压互感器遭受到电力系统中的谐振过电压时，会引起互感器的谐振现象，从而影响电力系统的稳定性和互感器的工作性能。
本文将从谐振过电压的原因和机理、谐振过电压的预防措施等方面进行详细分析。
首先，谐振过电压的原因和机理主要有以下几点：1.系统谐振:当系统中存在谐振的无功电容或电感元件时，谐振过电压现象容易发生。
例如，当系统中存在高频电容器、线路电容或电抗器等无功元件时，谐振过电压现象可能因其与互感器的谐振频率接近而发生。
2.外部故障:外部故障引起的短路或开路等异常情况，会导致电力系统中电流的突然变化，从而引起电压互感器的谐振过电压。
例如，当发生系统短路时，系统中的电流突然增大，产生过大的谐振电压。
3.负荷电压突变:系统中负荷突然增加或减少，使得负荷电流突变，导致电力系统中的电压突变。
当这种电压突变与互感器的谐振频率接近时，会引起互感器的谐振。
为了预防电压互感器谐振过电压的发生，可以采取以下预防措施：1.减小互感器与系统的谐振频率接近:通过调整互感器的参数或改变系统中的无功元件，使得互感器的谐振频率与系统频率之间存在较大差异，从而减小谐振过电压的发生概率。
2.安装绕组电阻:在互感器的一次侧或二次侧绕组中，安装适当的绕组电阻，可以减小谐振过电压的幅值和持续时间。
绕组电阻可以提供额外的阻尼，抑制谐振现象的发生。
3.加大互感器的绝缘能力:选用具有较高绝缘强度的互感器，可以提高其抗击谐振过电压能力。
合理选择互感器的额定电压和绝缘等级，避免绝缘击穿。
4.加强对系统的监测和维护:定期对电力系统进行检测和维护，及时处理系统中的故障和隐患，防止电压互感器谐振过电压的发生。
综上所述，电压互感器谐振过电压是影响电力系统稳定性和互感器工作性能的一个重要问题。
了解谐振过电压的原因和机理，采取相应的预防措施，可以有效减小谐振过电压的发生概率，确保电力系统的正常运行和互感器的可靠工作。
10KV~35KV系统电压互感器因铁磁谐振导致烧损的原因分析及应对措施作者：邹永志来源：《中国新技术新产品》2010年第10期摘要:就10kV～35kV中压系统电压互感器多次发生烧损情况进行了分析,并提出相应的应对措施。
通过此次分析研究,让我们对PT的谐振产生机理及处理方法有了较为全面的了解,为处理类似故障积累了丰富的经验。
关键词:电压互感器;铁磁谐振;消谐措施1 10kV~35kV系统电压互感器的损坏情况10kV~35kV系统一般被称为中压系统,在国内电网都采用中性点不接地方式,使用于该接地方式系统中的电压互感器发生绝缘故障的机率相对较高。
为此,分析互感器的故障原因并找到相应的解决措施,对提高设备运行的安全性和可靠性是很有意义的。
2 电压互感器故障原因的分析通过对发生的事故进行系统的分析,我们会发现它们有几点共同的特点:第一,二次回路的保护熔断器都完好,说明故障并不是由于PT二次回路的短路引起的;第二,烧损的电压互感器均出现爆裂,内部有流质流出,说明内部曾出现过热;第三,从故障录波图可以发现,在事故发生前夕,都曾出现过过电压等情况。
在排除了互感器本身存在绝缘缺陷后,基本可以判定出现故障的原因是由于铁磁谐振过电压及铁芯磁饱和过热导致的。
3 铁磁谐振过电压产生的机理及不利影响由于10kV、35 kV配电系统大多采用中性点不接地方式运行,其线路(尤其是电缆出线)对地存在分布电容,当系统运行正常时,各相电压互感器的感抗相等,中性点电压等于零。
但如果当线路因断线、雷击或其他原因而产生单相接地故障时(如A相),接地相对地电压降到接近于零,而非故障相对地电压上升倍,导致严重的中性点位移,中性点对地电压升高,系统的稳定性和对称性遭到破坏。
另一方面由于中性点不接地运行方式的主要特点是单相接地后,允许维持一定的时间(一般为2h),不致于引起用户断电。
但随着中压电网的扩大,中压电网的电容电流也大幅增加,在发生单相接地故障时,其接地点电阻较大且接触不良,因而在接地点出现瞬燃瞬熄的电弧放电,从而造成电压瞬高瞬低,同时引发电能、磁能的振荡。
供变电 电气化铁道 2005年第3期 2210 kV电力系统谐振过电压的原因及抑制措施 孟繁宏，李学山，张占胜 摘 要：通过对10 kV中性点不接地运行方式下谐振过电压的分析，说明产生谐振过电压的条件、种类及特点，
并提出以下抑制谐振过电压的措施：采用自动调谐接地补偿装置或可控硅多功能消谐装置，在电压互感器的中性点接消弧线圈，或接消谐器等。 关键词：铁路；电力；过电压；抑制措施
Abstract: By analyzing the resonant over-voltage in 10 kV power supply system with its neutral point being
unearthed, illustrates the conditions causing the resonance over-voltage and their types and characteristics, and puts forward the following measures to suppressing resonant over-voltage: by adopting automatic tuned earthing compensation device or silicon-controlled resonance suppressor, connecting the arc-extinguishing coil with neutral point of the voltage transformer or connecting the resonance suppressor. Key words: Railway; power supply system; over-voltage; suppression measure
中图分类号：U223.6 文献标识码：B 文章编号：1007-936X(2005)03-0022-04
0 概述 在10 kV配电所的每段母线上都接有1台电压互感器，其一次线圈中性点直接接地。由于电网对地电容与电压互感器的线圈电感构成谐振条件，在运行中容易产生铁磁谐振，引起内部过电压，这种过电压持续时间长，是导致电压互感器高压熔丝熔断和电压互感器烧损、避雷器爆炸的主要原因，也是诱发某些重大事故的原因之一。近5年以来，在大同西供电段管内共发生谐振过电压烧坏电压互感器高压保险12次，烧毁10 kV电压互感器1台，烧断电压互感器瓷瓶内部引出线1次。 1 谐振过电压产生的条件
1.1 内部条件 铁路10 kV电力系统是中性点不接地系统，为了监视系统的三相对地电压，该配电所每段母线上均接有1台三相五柱电磁式电压互感器，其电气接线原理图略。 母线电压互感器的高压侧在接成Y型时其中性点是接地的，由于铁路10 kV电力系统中电缆较多，各相对地电容较高，电网对地电容与电压互感
作者简介：孟繁宏.朔黄铁路发展有限公司原平分公司，工程师，山西 原平037005，电话：029-93638（路电）； 李学山，张占胜.大秦铁路股份有限公司大同西供电段。
器的电感相匹配构成谐振条件。当发生谐振时，电压互感器感抗显著下降，励磁电流急剧增大，可达到额定值的数十倍，造成电压互感器烧毁或保险熔断。 1.2 外界激发条件 激发产生谐振过电压的外部条件有以下几种：（1）线路发生单相接地或瞬间接地。（2）不带馈线负荷的情况下向带有三相五柱电磁式电压互感器的母线送电。（3）进行空载线路的投切操作。（4）电力线路有雷电感应。（5）电网负荷轻，电压高，发生传递过电压。 2 过电压种类及特点
2.1 过电压种类 铁路10 kV电力系统过电压主要分为谐振过电压、雷电过电压和操作过电压，其中谐振过电压在正常运行操作中出现频繁，危害性较大；一旦产生过电压，往往造成电气设备损坏和大面积停电事故。运行经验表明，铁路10 kV电力系统中过电压大多数都是由铁磁谐振引起的。在实际运行中，故障形式和操作方式多种多样，谐振性质也各不相同。因此，为了制订防振和消振的对策与措施，应该了解各种不同类型谐振的性质与特点。 2.1.1 基波谐振 通常在配电所全所停电作业完成后向带有电10 kV电力系统谐振过电压的原因及抑制措施 孟繁宏，李学山，张占胜 供变电 23磁式三相五柱电压互感器的空母线送电、充电时发生基波谐振。表现为三相中的一相电压降低，但不为零，另外两相电压升高超过线电压，也称作“虚幻接地”，往往引起电压互感器高压熔丝熔断、电压互感器过热冒油甚至烧损。这种现象一般在馈线送电后就可消失。 2.1.2 分频谐振 分频谐振多由雷电感应引起，在线路较短，电磁式电压互感器较多，正常时中性点不平衡电压较高的系统中发生。发生分频谐振时三相电压表的指示轮流升高，且不稳定，升高数值约为线电压值。容易造成电压互感器温度升高，严重时甚至冒油。 2.1.3 高次谐波谐振 在线路电容足够小且负荷较轻，母线电压较高时发生高次谐波谐振。此时三相电压表指示同时升高，数值基本相同，一般不超过线电压值，即在工频电压的谐波上叠加了高次谐波分量（主要是3次谐波）。发生高次谐波谐振时电压互感器温度升高，相应电压等级的设备绝缘较弱部位会出现放电现象。 2.2 谐振过电压的特点 铁路10 kV电力系统发生单相接地时不影响线电压值，允许维持不超过2 h的运行时间，以减少用户断电。大多数单相接地故障因接地点接触不良而形成高阻接地，在接地点出现瞬燃瞬熄的电弧放电，从而造成电压突变，极易引发电能、磁能振荡。单相接地时接地电弧不能自动熄灭，必然产生弧光过电压，一般为3～5倍相电压甚至更高，致使系统中绝缘薄弱的地方击穿放电，并发展为相间短路，造成开关跳闸和设备损坏事故。对于电缆出线回路，由于电容电流大，单相接地后电弧不能自行熄灭，产生的弧光过电压往往导致相间短路使电缆、中间（终端）头及避雷器击穿。 线路发生单相接地时，系统突变两相电压瞬时升高，线路对地电容与中性点接地的电压互感器绕组形成并联振荡回路，电压互感器三相铁心会高度饱和，各相感抗发生变化，电感值不相同，中性点位移，产生零序电压。由于线路电流持续增大，导致电压互感器铁心饱和，其电感迅速减小，当电感降到满足ωL＝1/ωC时，具备了谐振条件，就会产生并联谐振过电压。谐振时，电压互感器一次励磁电流急剧增大，使高压熔丝熔断。如果电流超过了电压互感器额定电流，熔丝却没有及时熔断，电压互感器就会长时间处于过电流状态而烧损。 铁路电力系统由于供电线路长，自闭、贯通线路供电臂一般达到40 km左右，变压器较多，常因电缆及避雷器故障形成单相接地，引起系统谐振，产生间歇性过电压，致使非接地的两相电压升高到线电压，由于不能及时切除故障线路，电缆、避雷器长时间运行在非正常电压下。避雷器流过数倍于正常的泄漏电流，迅速劣化，而电缆的非接地相对地（屏蔽及钢铠）耐压由6 kV提升到10 kV，最终导致避雷器爆炸或电缆击穿。 3 抑制过电压措施
铁磁谐振过电压在铁路10 kV电力系统中频繁发生。这种过电压持续时间长，因而对系统的安全运行威胁极大，它是导致高压熔丝熔断和电磁式电压互感器烧损爆炸的重要原因。铁路10 kV系统一般都是作为沿线各站及区间的信号主备电源，大部分是一级负荷，因此也是重大事故的诱发原因之一。下面就常用的消除谐振过电压的措施分别进行讨论。 3.1 自动调谐接地补偿装置 采用自动调谐原理的接地补偿装置，能够较好地解决谐振过电压的问题。 3.1.1 装置组成 目前自动调谐接地补偿装置组成如图1所示，主要由接地变压器、电动式消弧线圈、微机控制部分、阻尼电阻部分、中性点专用互感器和非线性电阻5个部分组成。
图1 自动调谐接地补偿装置 A
CB
微机控制器非线性电阻 接地变压器
消弧线圈
阻尼箱供变电 电气化铁道 2005年第3期
243.1.2 作用 接地变压器是作为人工中性点接入消弧线圈，并能够当作所用变压器使用。消弧线圈电流通过有载开关调节并实现远方自动控制。采用预调节方式，即在正常运行方式情况下，根据电网参数的变化而随时将消弧线圈的分接头调到最佳位置。利用微机控制器实现自动跟踪和自动调谐的功能。通过测量位移电压和中性点电流与电压之间的相位，能自动计算、判断、发出指令进行调整，显示有关参数，并且能追忆、报警、自动打印和信号远送，满足无人值班变电所的需要。 自动调谐接地补偿装置能够实现全补偿运行或消弧线圈的脱谐度很小，主要是由于在消弧线圈的一次回路中串入了大功率的阻尼电阻，增大阻尼率，降低中性点谐振过电压的幅值使之达到相电压的5%～10%。当系统的电容电流与消弧线圈工作电流相等时，即在谐振时中性点电压限制在允许值以下，这样就可实现全补偿，这是残流最小的最佳工作方式，接地时残流很小，不会引起弧光过电压。 3.2 可控硅多功能消谐装置 可控硅多功能消谐装置，也是抑制铁磁谐振过电压，保护高压熔丝和电压互感器免遭损坏的理想的自动保护装置。 3.2.1 用途 可控硅多功能消谐装置是单一功能消谐装置的升级换代产品。能消除电网中常见的多种频率铁磁谐振。可有效地防止电压互感器的烧损，确保电网的安全运行。 3.2.2 结构与原理 多功能消谐装置主要由变压器、单（双）向可控硅、选频电路、触发电路、计数显示电路等部分组成。 3.2.3 主要功能特点 集多种功能于一体，电路简单，工作可靠，系统正常时，开口三角电压U0≈0，装置处于备用状
态，因此装置功耗可忽略不计，使用寿命长久。 消谐频率范围宽，对电网中常见的17 Hz和25 Hz等各种频率的铁磁谐振均能有效消除。 抗干扰力强，当电网中发生单项接地等异常现
象时，装置可靠不动。 3.3 中性点接消弧线圈 对由电压互感器铁心饱和引起的铁磁谐振过电压的限制，目前虽然有多种方式，但效果大多不够理想，这是由于铁磁谐振过电压本身是一个非线性过程，现象比较复杂。分频谐振的频率为基波的1/2、1/3、1/6及1/8等，高频谐振有2、3次，还有工频谐振，有时几种谐振同时发生，一些消谐措施不那么有效。在系统上有多台电磁式电压互感器时，必须要使系统参数发生较大的变化才能将谐振过电压抑制住。 如果在系统的中性点上接入消弧线圈，破坏它的谐振条件，就能够有效地抑制谐振过电压的发生。其原理也很简单，如图1所示。电压互感器的励磁感抗比较大（千欧至兆欧级），而消弧线圈的感抗（百欧级）比较小，这样谐振条件ωL=1/ωC
很难满足，谐振就不会发生。另一方面无消弧线圈时单相接地发生间歇性电弧时电容上多次充放电造成电压互感器烧毁、熔丝熔断；有了消弧线圈后，电容对小感抗放电，电压互感器中电流很小就不会烧毁了。因此在中性点接入消弧线圈，对于由电压互感器铁心饱和引起的铁磁谐振过电压起到很好的限制作用。 3.4 电压互感器中性点经消谐器接地 消谐器是一种特别配置的非线性复合电阻，串接在电压互感器一次侧中性点回路，其接入相当于在电压互感器一次侧各相对地都接入电阻，能够起到抑制电压互感器过电压、过电流、阻尼和抑制谐波的作用。 安装消谐器后，系统感容等效电路可用图2表示。
