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电磁式电压互感器引发铁磁谐振原因及消谐措施分析近年来，在35kV及以下中性点不接地系统中，电磁式电压互感器饱和引发的铁磁谐振过电压，熔断压变熔丝，烧毁电压互感器，甚至是系统事故案例恨多。
那么，一起了解下系统中的电压互感器有什么作用？电压互感器主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电，用来测量线路的电压、功率和电能等，对电力系统很重要。
根据电压互感器行业市场运行的数据现状，了解到配电网电压互感器使用类型占比如下图。
由于电磁式电压互感器存在铁芯，在励磁特性曲线中，当施加的励磁电流增加，而激励出电压值增加幅度较小或不变，出现拐点。
即随着励磁电流的增加，激励出的电压变化很小或不变（在这过程中电感是下降），称为PT的饱和特性。
电压互感器的空母线突然合闸、系统发生单相接地故障。
在这两种情况下,电压互感器一次电流都会出现很大的励磁涌流;使电压互感器一次电流增大60倍左右,造成电压互感器饱和，从而诱发电压互感器产生过电压。
电压互感器发生铁磁谐振时系统的线电压指示不变,还可能引起其高压侧熔断器熔断,造成继点保护和自动装置的误动作，不仅会给电压互感器造成损害，严重时还可能影响电网安全运行。
通常情况下发生铁磁谐振时会产生以下危害：（1）在一次熔断器尚未熔断时;可能使电压互感器烧毁。
（2）在一次熔断器熔断时,则无法读取系统的正确电压值。
系统发生铁磁谐振，通常采用以下消除措施：（1）当只带电压互感器的空载母线产生基波谐振时;应立即投人一个备用设备,改变电网参数,消除谐振。
（2）当发生单相接地产生电压互感器分频谐振时,应立即投人一个单相负荷。
由于分频谐振具有零序性质,故此时投人三相对称负荷不起作用。
（3）铁磁谐振造成电压互感器一次熔断器熔断或电压互感器烧毁，应加装KLMP系列流敏型消谐器和KLMP系列微机消谐装置，消除铁磁谐振，使电压互感器的正常运行。
综上可知，35kV及以下中性点不接地系统中，选用全绝缘电磁式电压互感器加装KLMP系列流敏型消谐装置，有效防止铁磁谐振过电压，确保设备安全运行。
电磁式电压互感器发生铁磁谐振的危害及解决措施发表时间：2016-11-09T09:25:29.473Z 来源：《电力设备》2016年第16期作者：程新恒张献红[导读] 谐振的危害非常大必须采取措施加以解决。
在常村变10KV电压互感器一次侧加装消谐器后再没有发生谐振现象。
（国网河南叶县供电公司河南平顶山 467200）摘要：电力系统中电磁式电压互感器由于激磁特性的非线性，当系统进行操作及发生故障等造成电压发生波动时，一旦满足电网感抗等于容抗条件时便发生串联谐振，产生谐振过电压。
且过电压倍数高，持续时间长。
轻者造成电磁式电压互感器熔丝熔断、电压互感器烧毁、重者造成电网设备绝缘损毁、相间短路、保护装置误动作等，因此必须采取措施，加装一次消谐器。
破坏谐振发生条件，预防谐振发生。
关键词：电磁式电压互感器谐振；危害；处理引言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串联振荡回路，在一定的能源作用下，导致系统某些元件出现严重的过电压，给电网安全稳定运行带来不利影响，这种现象称为串联谐振现象，由于电磁式电压互感器激磁特性的非线性，当电压发生波动使网络中感性阻抗等于容性阻抗时，便产生串联谐振过电压。
这种谐振过电压统称为铁磁谐振过电压。
特别是遇有激磁特性不好（易饱和）的电磁式电压互感器及系统发生单相对地闪络或接地时，更容易引发谐振过电压。
轻者令到电磁式电压互感器的熔断器熔断、匝间短路或爆炸；重者则发生避雷器爆炸、相间短路、保护装置误动作等严重威胁电力系统和电气设备运行安全的事故。
一、铁磁谐振发生的原因电路是电流流通的路径，在具有电阻、电感和电容的电路里，对电路中的电流所起的阻碍作用叫做阻抗。
阻抗常用Z表示，是一个复数，实部称为电阻，虚部称为电抗。
电抗呈现感性或容性，电力系统正常运行时，电抗呈感性，当长距离输电且负荷较小时或系统投入电容器较多时则电抗呈容性。
而一旦，虚部为零（感抗等于容抗），即阻抗完全为电阻时，就构成了触发谐振的条件，谐振便产生了。
电磁式电压互感器铁磁谐振产生及治理方法摘要：电磁式电压互感器大量应用于35kV及以下中性点不接地电力系统中，铁磁谐振在电力系统中的频发导致电磁式电压互感器烧损，严重时甚至发生爆炸事故。
本文主要针对某330kV变电站发生铁磁谐振导致电磁式电压互感器烧损并进一步导致主变进区短路使主变绕组烧损进行分析，且对电压互感器发生铁磁谐振的原因及防止措施提出可行性意见，保证电网安全稳定运行。
关键词：电磁式电压互感器、铁磁谐振、消除措施1、引言随着电网高速发展，电磁式电压互感器作为保护与计量设备广泛应用于35kV 及以下电压等级的中性点不接地系统中。
但系统中发生单相接地故障或者开关开断操作时，电磁式电压互感器等电磁元件与电网系统中电容元件以及线路对地电容等形成谐振回路，系统中产生能够激发铁磁谐振的谐振频率。
变电站35kV及以下系统大量安装电磁式电压互感器，然而由于电磁式电压互感器电磁特性，经常发生铁磁谐振，导致电压互感器烧损，严重时甚至发生爆炸事故。
本文结合实际事故进行原因分析，并提出相应的预防治理措施。
2、事故现象及初步结论2.1 事故发生过程某日03时10分40秒，某330kV变电站#1主变低压侧35kV#1电容器#3561开关动作合闸，#1主变三侧电压无异常。
03时25分19秒030毫秒，35kV#1电容器#3561开关动作分闸，#1电容器组退出运行，35kV I段母线三相电压发生畸变，故障录波显示最大电压幅值达到56kV如图1所示。
35kV#1电容器、#2电容器、#1所用变保护报频率异常、装置报警。
该过程持续到03时48分52秒910毫秒，故障持续时间为23分34秒。
图1 #1电容器组退出运行后电压开始畸变03时49分24秒794毫秒，#1主变35kV侧C相电压互感器断线，发生35kV I母C相单相接地故障，35kV#1电容器、#2电容器、#1所用变保护报频率异常、03时49分24秒814毫秒，#1主变保护装置运行异常。
1、铁磁谐振：电网中大量非线性电感元件（变压器、电磁式电压互感器）在正常状态下，工作在励磁特性的非饱和区，但在暂态过程中（例如由于接地故障或断路器操作），电感工作状态会跃变到饱和区，电感上电压或其中通过电流突然异常上升，这种现象就是铁磁谐振。
2、谐振原因：中性点接地系统的110、220kV变电站母线上，通常连接电磁式电压互感器，因而PT是一种非线性电感元件，当发生断路器或刀闸操作，导致母线通过断路器的均压电容供电时，暂态过程可诱发铁磁谐振，结果引起PT和母线上电压急剧增加，PT中电流大幅上升，导致PT烧毁，外绝缘闪烙或避雷器爆炸等事故。
3、谐振分类：依据谐振电压的频率，铁磁谐振可分为工频、分频、和高频谐振，在中性点接地系统空母线上发生较多的是工频谐振。
下面就发生单相接地时开口三角电压的计算做一下讲解，首先来了解两个概念，大电流直接接地系统和小电流不接地或间接接地系统。
这涉及到不同的接地系统开口三角PT变比的选择不一样，一次侧发生接地时计算开口三角电压的向量图也不一样。
小接地电流系统：中性点不接地或经过消弧线圈和高阻抗接地的三相系统。
在我国划分标准:X0/X1＞4～5的系统属于小电流接地系统。
大接地电流系统：在接地电力系统中性点直接接地的三相系统，一般110kV及以上系统或380/220V的三相四线制系统。
我国标准为：X0/X1≤4～5的系统属于大接地电流系统。
其中:X0为系统零序电抗,X1为系统正序电抗。
浅谈电压互感器铁磁谐振产生原因及消除措施发布时间：2023-03-08T04:25:05.108Z 来源：《福光技术》2023年3期作者：周家典[导读] 本文结合新疆金晖110KV变电站项目10KV二段PT柜由于发生三相铁磁谐振而烧毁电压互感器的案例分析其铁磁谐振特点并给出其相关的抑制措施。
福建中能电气有限公司摘要：根据电压互感器在现场运行发生铁磁谐振当时的内外部电网环境，从而对其产生原理及特点进行分析，提出了5条有效的抑制方案。
关键词：电压互感器、铁磁谐振引言：本文结合新疆金晖110KV变电站项目10KV二段PT柜由于发生三相铁磁谐振而烧毁电压互感器的案例分析其铁磁谐振特点并给出其相关的抑制措施。
在电力系统的输配电回路中，由于电磁式电压互感器是非线性的铁芯电感元件，如果系统出现电力参数的突然变动，则电压互感器的铁芯就有可能饱和，从而造成LC共振回路，激发起持续的、较高幅值的过电压，这就是铁磁谐振过电压。
根据这几十年来电网运行情况表明，在 10kV及以下的中性点不接地系统中，电压互感器引起的铁磁谐振现象是一种常见的故障，严重威胁到了电网的安全运行。
由于单相铁磁谐振的电路是电力系统中最常见的铁磁谐振，因此本文结合我公司客户新疆金晖110KV变电站项目10KV二段PT柜由于发生单相铁磁谐振而烧毁电压互感器的案例，分析其铁磁谐振特点并给出其相关的抑制措施。
案例：新疆金晖工业园区采用110/10KV的供电方式，10KV供电采用电缆敷设；另外10KV采用中性点不接地的供电方式（小电流接地）。
另外发生事故时，多数线路处于空载运行状态，用电负荷很小；整个工业园区正处于紧锣密鼓的安装施工中，由于管理混乱，施工中经常出现10KV电缆被挖断的事故；110KV变电所10KV二段电压互感器柜由于发生铁磁谐振，造成电压互感器烧毁，I段10KV进线柜和110KV 1号主变出线柜失电跳闸事故（2号主变未投运）。
本次故障就现场的情况分析跟10KV电缆经常被挖断有关，造成了单相接地或弧光接地，而后值班人员发现后切除该条线路（造成单相接地或弧光接地突然消失），为铁磁谐振的形成创造了条件，从而导致发生了较为严重的铁磁谐振故障，电压互感器击穿烧毁。
第32卷增刊2 电网技术 V ol. 32 Supplement 22008年12月 Power System Technology Dec. 2008文章编号：1000-3673（2008）S2-0311-03 中图分类号：TM64 文献标志码：A 学科代码：470·4051电压互感器铁磁谐振分析梅成林，张超树（广东省电力工业局试验研究所，广东省广州市 510600）Analysis of Voltage Transformer FerroresonanceMEI Cheng-lin，ZHANG Chao-shu（Guangdong Power Test & Research Institute，Guangzhou 510600，Guangdong Province，China ）摘要：铁磁谐振是电力系统中的一种常见现象，文中论述了电力系统中串、并联铁磁谐振的发生机理，介绍了不同频率铁磁谐振的特点。
针对一起发电机出口侧电压互感器烧毁事故进行了深入分析，得出此次铁磁谐振的发生机理。
最后总结了当前消除和防止铁磁谐振的方法。
关键词：中性点不接地系统；电压互感器；铁磁谐振0 引言在中性点不接地系统中，为了监视三相对地电压，电磁式电压互感器(potential transformer，PT 的一次绕组接成星形，中性点直接接地。
这种情况下，除了系统的对地电容外，还有PT 对地的励磁电感，正常运行时，PT 励磁绕组感抗很大，远远大于对地电容，PT 三相基本平衡，中性点的位移电压很小，系统不会发生谐振[1-2]。
铁磁谐振一般由单相接地、合闸等引发，单相接地或合闸等情况可使电压互感器饱和，电感减小，出现电感与系统电容相等的情况，引发铁磁谐振[3]。
1 谐振的原理及分类电力系统的谐振根据谐振电路分为串联谐振和并联谐振[4]。
串联谐振的示意图如图1所示。
设基波时的电容容抗为X C ，电感的感抗为X L ，谐波源的频率与基波频率的比值为N 。
电磁式电压互感器铁磁谐振的原理及其消除措施白瑞雪,高红杰,李亚峰（西安供电局，陕西西安，710032）摘要：电磁式电压互感器的铁磁谐振是非有效接地系统中常见的一种现象。
HAROLD A.PETERSON建立了铁磁谐振的经典研究模型。
本文阐述了谐振产生的机理，应用PETERSON铁磁谐振经典模型对电压互感器的各种防铁磁谐振措施的原理和其优缺点进行了分析，并对指出在设计中应注意的问题。
关键词铁磁谐振；消谐措施；消谐器；设计；Principle of Electromagnetism Type V oltage Transformer’s Ferro-resonance and VariousTreatments to Eliminate Ferro-resonanceBAI Ruixue, GAO Hongjie, LI Yafeng(Xi’an Power supply Bureau, Xi’an 710032, China)Abstract:E lectromagnetism Type V oltage Transformer’s ferro-resonance is common in non-effective earthing system. HAROLD A. PETERSON builds the classic model for researching ferro-resonance. This paper discusses the mechanism of resonance, and by using HAROLD’ model, analyses the merit and the fault of the various treatments of eliminating ferro-resonance, points out the key factors in design of eliminating ferro-resonance.Key words: Ferro-resonance; Treatments to eliminate ferro-resonance；Resonance eliminator; Design0引言在电力系统中引起电网过电压的原因很多，其中谐振过电压出现频繁，其危害性较大。
电磁式电压互感器铁磁谐振现象浅析论文摘要：某燃机电厂发生了电磁式电压互感器铁磁谐振现象，针对该现象I简要分析产生电压互感器铁磁谐振的原因及铁磁谐振的危害，并总结了限制电压互感器铁磁谐振的一些措施。
关键词：电压互感器;铁磁谐振;消谐电阻一、绪论铁磁谐振也叫非线性谐振是指发生在含有非线性电感如铁芯电感元件的振荡回路。
铁磁谐振是由铁芯电感元件，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，激发持续的谐振，使系统产生谐振过电压的过程。
引起铁磁谐振的种类很多，电磁式电压互感器引起的铁磁谐振是一种。
当由于外界原因造成互感器铁芯不同程度的饱和时，系统就会产生谐振现象。
下面为一个电压互感器铁磁谐振的例子。
某燃机电厂有三台机组，均为调峰用机组，机组启动时由静止变频器SFC拖动，转速达到700rpm每分钟700转时，燃机点火，后再经SFC拖动到自持转速2000rpm左右，然后SFC退出，燃机可自行升速到3000rpm。
该厂每台发电机出口接有三组电磁式电压互感器PT，其中第一组PT和第二组PT-次绕组中性点直接接地，第三组PT中性点接至发电机中性点并且经单相电压互感器接地。
该厂燃机在启动时要经SFC带动，带动过程发电机从盘车状态3rpm升速到2000rpm，在这个过程中，发电机工作在低频工况，发电机电压同时又存在谐波，容易发生铁磁谐振。
2021年，该厂一台机组启动过程中，出现了PT铁磁谐振现象，导致两组PT 严重烧毁。
二、电磁式电压互感器铁磁谐振产生的原因电压互感器二次侧负载很小，接近空载，高压侧的励磁感抗则很大。
在合闸或接地故障消失时，会引起互感器铁芯不同程度的饱和，图1给出了铁芯原件的非线性特性曲线。
图1a所示铁芯线圈，其磁链妒及电感随线圈中电流f变化关系曲线如图1 b所示。
由图可知，当电流较小时，可以认为磁链妒与ErTiibrC正比，反映这一关系的电感值L=妒li基本保持不变。
电磁式电压互感器铁芯饱和引起的铁磁谐振现象运行经验证明，在我国中性点绝缘、中性点经消弧线图接地（但消弧线图有临时脱离运行的可能）以及中性点直接接地（但接地有临时断开的可能）的3～220kV电网中，都曾发生过由于电磁式电压互感器铁芯饱和引起的铁磁谐振过电压。
例如，江苏某220kV变电所因中性点临时不接地曾引起互感器的谐振过电压；东北电网某154kV经消弧线图接地系统，曾因消弧线圈；临时脱离运行引起互感器的谐振过电压；吉林省某电厂35kV中性绝缘系统，曾多次激发起互感器的谐报过电压；山东省某电厂的6kV中性点不接地的厂用系统，也曾发生过电磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压。
其中以在中性点绝缘的配电网中出现的较为频繁，是造成事故最多的一种内部过电压，因为其他接地系统只有当它们变成中性点绝缘系统时才有可能发生这种过电压。
当这种过电压发生时，由于互感器的铁芯饱和，导致其绕组的励磁电流大大增加，严重时可达其额定励磁电流的百倍以上，从而引起互感器的熔断器馆断、喷油、绕组烧毁甚至爆炸；在有些情况下，这种过电压可能很高（最大力相电压的3．0倍左右），引起绝缘闪络或避雷器爆炸。
另外，当这种过电压发生时，还会出现虚幻接地现象，其实电网中共天接地的处所，这给运行值班人员造成错觉。
总之，当发生这种过电压时，将会给电网的安全运行带来很大的威胁，因此引起电力系统的普遍重视。
（一）过电压产生的基本物理概念电磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压，从本质上讲，是由于电磁式电压互感器的非线性电感与系统的对地电容构成的铁磁谐振所引起的。
试验研究表明，当谐振发生时，中性点出现显著的位移。
此时相电压将发生变动，而线电压却保持不变。
因此，可以判定它具有零序分量的性质。
中性点绝缘系统、中性点经消弧线图接地系统（但消弧线圈；临时脱离运行）以及中性点直接接地系统（但接地临时断开）的电网实际接线如图2－14所示。
考虑到系统导线的阻抗较电压互感器的激磁阻抗小得多，可略之。
电压互感器铁磁谐振产生原因和抑制措施摘要：本文简述了铁磁谐振的危害、铁磁谐振产生的原因、特点，电气手册、规范对抑制电压互感器铁磁谐振措施的措施规定及工程设计中常采用抑制铁磁谐振的方法。
关键词：铁磁谐振过电压危害特点抑制措施电压互感器作为开关柜中的主要设备之一，承担着电力计量、测量及继电保护等重要作用。
但是由于电力系统的开关操作、负荷变动等不稳定因素，常常会引起电压互感器铁磁谐振。
电压互感器铁磁谐振常常引起持续时间很长的谐振过电压，会破坏电气设备绝缘，导致电压互感器熔断器频繁熔断，甚至电压互感器烧毁、爆炸等恶性事故，严重影响工业生产，威胁电气设备运行安全，给生产维护人员增加了工作量，给企业增加了运行成本。
怎样消除电压互感器的铁磁谐振问题摆在了企业生产管理人员和电气工程设计人员的面前。
一、铁磁谐振产生原因电力系统中有大量的储能元件，如电压互感器、变压器、电抗器等电感元件，电容器、线路对地电容等电容元件。
这些元件组成了许多串联或并联的振荡回路。
在正常的稳定状态下运行时，不可能产生严重的的振荡过电压。
但当系统发生故障或由于某种原因电网参数发生了变化，就很可能被激发生谐振。
例如在中性点非有效接地系统，电压互感器和线路对地电容和变压器等电感元件所形成的振荡回路，都有可能发生谐振。
电压互感器一类的电感元件在正常工作电压下，通常铁芯磁通不饱和；但在电气线路参数发生变化的激发下，铁芯磁通饱和，从而与系统电容产生谐振，就可能产生铁磁谐振过电压。
铁磁谐振不仅可在工频（50HZ）下发生，也可在高频(>50HZ)、低频（>50HZ)下发生。
二、电磁谐振的特点电磁谐振是电力系统自激振荡的一种形式，是由于变压器、电压互感器励磁磁通饱和作用引起的持续的、高幅值过电压现象，其主要特点为：1.谐振回路中铁心电感呈非线性，电感随电流增大而铁心饱和而趋于平稳；2.铁磁谐振需要一定的激发条件，使电压、电流幅值从正常工作状态变成谐振状态；如单相接地，跳闸、合闸，投切电容器等。
电磁式电压互感器铁磁谐振的产生及其抑制方法摘要：本文阐述了电磁式电压互感器铁磁谐振的产生的原因，介绍了使用中性点接消谐电阻或零序电压互感器抑制铁磁谐振的两种方法。
关键词：电磁式电压互感器；铁磁谐振；消谐电阻；零序电压互感器1 引言铁磁谐振是指含有非线性电感（如铁芯电感元件）的串联震荡回路中的谐振。
它分为基波谐振、高频谐振及分频谐振。
电磁式电压互感器低压侧由于测量精度要求一般负载很小，高压侧的励磁感抗则很大，在系统合闸、系统发生单相接地故障、接地故障突然产生或消失时，会引起电压互感器铁芯不同程度的饱和。
此时，与设备电容或导线对地电容将构成特殊的谐振回路，可能激发起各种谐波的非线性谐振现象。
2 铁磁谐振产生的原因三相母线上的电压互感器相当于非线性电感，母线线间电容C0及相对地又存在电容Ce，则等值电路可化做电感，电容并联又和电容串联的电路。
如图1所示由图3可以看到满足E=ΔU条件的有三个工作点（a、b、c）。
此时采用小干扰判别法，当扰动式电流Ib瞬间降至Ib1，相应的ΔU1升高，使ΔU1>E，为满足电动势平衡条件，电感上产生亦附加瞬间压降Ldi/dt为负值，以使电流被迫减小，直至Ia为止，即工作点由b点移至a点。
反之当扰动式电流Ib瞬间降至Ib2时，工作点会由b点移至c点.可以得出a、c两点为稳定工作点，而b点为不稳定工作点可不做考虑。
当回路工作在a点时，UC<UL整个回路呈感性，作用在电感电容上的电压均不高，电流也不大。
因此a点为非谐振工作点。
当电源电动势E增至Um时，回路的工作点将由a点上升至m点，此时电压如果继续增大，为满足电动势平衡，工作点将有m点突变至n点。
此时UC>UL电源电压的相位发生翻转，并且经过了经过了谐振点e，电流急剧增大，在电容和电感上都将出现较高的过电压。
由于冲击扰动得逐渐消失，电源电动势的工作点降至c点工作，因此c点为谐振工作点。
冲击干扰的来源往往是系统发生故障、故障消失、合闸等。
电磁式电压互感器的铁磁谐振及防范摘要：通过分析LC串联电路谐振原理，阐述了中性点不接地系统中，由于电磁式电压互感器铁心饱和特性产生铁磁谐振的原因，以及铁磁谐振引起过电压、过电流对电力系统的危害.同时针对中性点不接地系统，提出了防范铁磁谐振的3种措施，对其消谐原理作了相关说明。
关键词：电磁式电压互感器；铁磁谐振；过电压一、谐振产生的原因及类型1.1电压铁磁谐振下面分析电压铁磁谐振的情况，这类谐振发生在电容与电感串联的回路中，电感压降因受磁饱和影响所以与电流为非线性关系，而电容压降与电流为线性关系，又因为电感压降与电容压降在相位上是反向的，所以总电压应为电感压降与电容压降的差值，为了分析方便起见，总电压在横坐标下方的部分我们将它画在上方，这样只需要注意相位而对数值没有影响。
当电源电压逐渐升高时电流也开始增长，当电流增加到a点时因磁路开始饱和造成感抗下降，回路总阻抗因此也下降，此时回路电流会从a点跃变到b点，且相位发生反倾，如电压再升高则电流又缓慢上升，而电压再下降时电流又会发生跃变。
当电流小于I1时，电感压降大于电容压降，回路电流呈感性，当电流大于I1时，情况则相反，回路电流呈容性，而电流等于I1时电感压降等于电容压降，总电压为0，该点即为共振点，此时产生的共振称为电压谐振。
共振发生时不但回路中的电流相位会发生变化，而且数值上也会增加很多倍，这就造成电感与电容上的压降大大增加，回路中就出现了过电压与过电流。
当发生谐振时，电压会增高，过电压的幅值一般不超过2.5Uxg（Uxg为最高运行相电压），个别可达3.5Uxg，且谐振过电压持续时间较长，同时会产生较大过电流，并发生相位反倾现象。
当发生分次谐波谐振时过电流可达额定电流的20-30倍，基波谐振及高次谐波谐振时过电压较大。
1.2电流铁磁谐振这类谐振发生在电容与电感并联的回路中在回路中，电容电流与电感电流是反向的，在数值上总电流为两者之差，当总电流为零时即电感电流与电容电流相等时回路发生谐振。
基于电磁式电压互感器的铁磁谐振探讨摘要：变电站的10kV、35kV电压互感器基本为电磁式电压互感器，该互感器的固有缺陷就是会与线路的对地电容等发生铁磁谐振，导致互感器高压熔丝熔断，甚至设备烧毁。
基于此，本文就针对电磁式电压互感器的铁磁谐振进行探讨，仅供参考。
关键词：电磁式；电压互感器；铁磁；谐振1铁磁谐振的原理1.1串联谐振电力系统的谐振根据电路分为串联谐振和并联谐振。
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，就有可能使铁芯饱和，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，发生铁磁谐振现象。
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其谐振条件时该谐振才可能被消除。
1.2并联谐振与串联谐振一样，当并联回路中的感抗和容抗满足ωL＝1／ωC时，就会发生并联谐振。
并联谐振的阻抗趋近于无穷大，此时，只要谐波源有很小的电流就会在互感器两端产生无穷大的电压，并联的电容与电感回路就会产生无穷大的电流，这种环流会大大超过谐波源注入的电流，严重威胁到互感器一次侧的绝缘和保险丝。
因此，并联谐振的危害比串联谐振的危害大得多。
2铁磁谐振过电压的产生在35kV及以下中性点不接地电网中，为了监视三相对地电压，电磁式电压互感器通常接在变电站的母线上。
其初级线圈接成星形，中性点直接接地。
其等值电路如图1所示。
其中：C0为对地电容；L1、L2、L3为电压互感器每相对地的励磁电感；电磁式电压互感器为三相五柱式或三个单相电压互感器构成。
对于这种电磁式电压互感器，当通过铁心线圈的电流较小时，可以认为通过铁芯的磁链φ和I成正比。
反映这一比值的励磁电感L＝φ／I基本不变，为一个固定常数，这时励磁电感L可看成是线性电感。
当通过线圈中的电流I增大到超过某一数值时，铁芯中的磁链φ不再继续随电流的I线性增大，铁芯开始饱和，φ和I的关系呈现非线性。
电磁式电压互感器的铁磁谐振#1电磁式电压互感器的铁磁谐振作者：中山市泰峰电气有限公司徐世超来源：输配电产品应用变压器及仪器仪表卷总第80期摘要：电磁式电压互感器和电容式电压互感器都能满足对电网的计量和保护作用。
从性价比分折此两种互感器的优劣，提出呈容性SF6绝缘电磁式电压互感器为高压电压互感器的最佳选择，呈容性树脂绝缘电磁式电压互感器为中压电压互感器的最佳选择之一。
关键词：电磁式电容式电压互感器电磁谐振呈容性的电磁式电压互感器1电磁式电压互感器（以下简称PT）1.1原理一次、二次线圈通过铁芯电磁感应，将高电压变换成标准低电压（100；100/3；V），供计量及保护用。
PT入端阻抗为电抗（感抗性质）。
电网的所有元件中，入端阻抗为容抗（XC）性质的有：输电线对地电容；耦合电容器；断路器断口的并联电容及电容式电压互感器（以下简称CVT）。
入端阻抗为感抗（XL）性质的有：PT、变压器及电抗器。
当电网正常操作（断路器投切）出现的操作过电压或大气过电压时，电网会因铁磁谐振（电网中容抗与感抗相等）而烧毁电网的某些元件（例：PT）。
由于变压器和电抗器在工作电压及过电压时其产品处于铁芯饱和状态，产品的入端阻抗值基本不变，而PT在电网电压改变时自身的感抗值可能会与电网的容抗值相等发生铁磁谐振烧毁PT。
所以，在电网中所有的元件中，仅要求PT应避免铁磁谐振的发生。
1.2结构按电压等级不同，主绝缘介质为：油纸绝缘；SF6气体绝缘；环氧树脂绝缘。
1.3特点PT准确度不受外界因素（环境及运行温度、电源频率、环境污染）的影响，其误差值是稳定的；一次与二次变换是瞬间发生的，无暂态响应问题（PT为电抗元件，不是储能元件）；存在铁磁谐振问题（PT的入端阻抗可能会因电网过电压使其与电网容抗相等）可能烧坏PT。
2电容式电压互感器2.1原理电网的一次高电压经电容分压器抽取较低电压值（例：15~20kV)，其等值阻抗为容抗（XC）性质，与电磁单元（中间变压器和补偿电抗器）的阻抗为感抗性质（XL）相等。
即达到CVT的理想工作状态（二次回路XC≈XL）时，互感器内阻最小，CVT误差随负荷变化最小；CVT输出容量最大，此时是CVT的正常工作状态。
2.2结构按电容分压器与电磁单元连接方式分为○1叠装式电容式电压互感器：电容分压器叠装在电磁单元之上，中间变压器的一次高压线由电容分压器内部引线到电磁单元，中压接线封闭在产品内部。
结构紧凑。
○2分装式电容式电压互感器：电容分压器和电磁单元分开安装，电磁单元有外露套管与电容分压器的中压端子在外部接线。
电容分压器为充油式电容器；电磁单元为变压器油绝缘。
2.4优点⑴电容式电压互感器是经电容分压器与电网连接，不存在非线性电感，与电网不发生铁磁谐振。
⑵承受高电压的电容分压器内部电场分布较均匀，具有耐受雷电冲击能力强的特点。
⑶超高压（＞500kV）电容式电压互感器的价格比电磁式电压互感器便宜，因为，电容式电压互感器随电压等级增加，其电磁单元基本不变，仅增加电容分压器的价格（增加电容分压器节数的价格）。
而电磁式电压互感器随电压等级增加，其绝缘结构随之复杂，使其价格按比例增加。
⑷可兼作耦合电容器使用，用于载波通讯（由于目前移动通讯成本很低，用电容式电压互感器作此用途己较少了）。
2.5缺点：⑴电容式电压互感器内部可能发生低频谐振CVT内部是由XC及XL组成，而XL是非线性电感，当电网正常运行或/和出现过电压时，可能发生铁磁谐振(此谐振不会波及到电网，仅会烧毁CVT)。
为了限制此过电压，尽管在电磁单元内的中间变压器高压侧加装避雷器和阻尼器，但不能保证能完全起作用。
若避雷器动作后，必须停运更换避雷器。
它不能根本消除铁磁谐振的发生。
⑵电源频率影响互感器的误差电容式电压互感器工作原理是在电容分压器抽取电压后经电磁变换后得到低电压。
电容分压器的电容量C1、C2值是随电网频率f而改变。
当电容量变化后，电容式电压互感器的理想工作状态（XC≈XL即接近串联谐振）发生变化，导致互感器的误差改变。
电源频率变化的标准为50Hz±1%时，XC的变化可达±2%，可见电容式电压互感器的误差受频率影响的程度。
⑶环境污染程度对误差的影响环境(特殊气候和污秽条件)的污染情况会在电容分压器的伞裙上形成分布的杂散电容和泄漏电流，此分布电容直接与电容分压器的C1、C2并联，改变了电容式电压互感器的XC值，从而对误差产生影响。
⑷CVT运行时温度对误差的影响电容分压器的绝缘介质为聚苯烯薄膜和绝缘纸复合，绝缘介质受温度的改变使得电容温度系数也变化，此影响到电容分压器的C1及C2值变化。
最终使得CVT误差变化。
叠装式结构的电容式电压互感器，电容分压器的C2值与电磁单元在一体内，受电磁单元运行时温度升高影响大于C1。
C1与C2电容值增加的比例不同，抽取的电压变化，因而误差变化。
分装式结构的电容式电压互感器，由于电容分压器与电磁单元是分体的，电磁单元的运行温度不会对C2有影响。
⑸CVT“滞留电荷”现象对误差的影响当电网正常操作停运被切断，电荷可能滞留在线路上而未采取措施接地或放电时，电网再次接入时电容分压器的C2将重新充电[-Up(C1/C2)]，并按电磁单元确定的时间常数衰减，此电压叠加在正弦波信号上，会对误差造成很大的影响。
⑹叠装式结构的电容式电压互感器不便于作监督试验电容分压器的C2与电磁单元不能分开作试验，其绝缘状态在现场难判断；中压连线在装配时易产生与电磁单元之间闪络放电；运输必须整体，不能与电容分压器分开运输。
运输较难，尤其是电压等级越高越突出。
分装式结构的电容式电压互感器无此问题。
⑺CVT不宜做关口计量用电压互感器由于温度（环境及产品运行的温升）；电源频率；污秽条件(杂散电容和泄漏电流)；“滞留电荷”等因素对电容式电压互感器的误差影响，而这些因素在产品制造和运行中不可避免的，因此有些省局规定电容式电压互感器不宜做关口点计量。
对此点，为说明问题，摘录“IEC60044-5:2002电容式电压互感器”有关准确度论述章节：a)9.8准确度试验9.8.1一般要求：注2：目前的运行经验表明，CVT可以满意地作为0.5级使用。
温度的突变，特殊气候和污秽条件，杂散电容和泄漏电流皆会影响电压误差和相位差。
这些仅用理论方法可计算的影响，对于准确度较高的CVT极其重要。
b)10.6准确度检验注2：○1当CVT在其温度和频率的各参考范围内使用时，用裕度考虑温度和频率所引起的误差变化。
允许值由温度和频率影响同时出现的最不利情况来确定。
裕度取决于电容器介质的类型及其结构。
图1的误差图中画出了20%+裕度。
裕度由制造厂决定。
○2如果是在完整的CVT上作准确度检验，要对温度和频率的综合影响而增加一些裕度。
图1用等效电路作准确度（1.0级）检验的误差图2.6产品绝缘性能的分析产品的高压主绝缘由电容分压器承担。
电容分压器内部的电场分布均匀，在制造过种中保证电容器的清洁度是绝缘性能可靠的关键。
产品内部发生铁磁谐振是对运行造成严重绝缘隐患。
传统的电磁单元为了防止铁磁谐振过电压，在中间变压器的高压侧装有避雷器，但仍不能完全保证将过电压限制，在运行中时而烧坏产品。
有的厂家将改善中间变压器的设计，使中间变压器本身的入端阻抗从感抗性质改变为容抗性质。
这样，从电容式电压互感器的等值电路可见，在过电压因数不超过1.5倍内，电容分压器的容抗与电磁单元的容抗不可能发生铁磁谐振。
这样，产品不会出现铁磁谐振过电压，在此种产品内，己取消中间变压器一次侧的避雷器。
2.7电容式电压互感器准确度计量作为电压互感器的基本性能之一，互感器的准确度必须保证。
由于电容式电压互感器是从电容分压器抽取一个中间电压送入电磁单元，经电磁变换后降到标准低电压，供计量和保护用。
它的工作状态是容抗与感抗接近相等（串联谐振），此时产品的准确度最高、误差随负载变化最小，输出容量最大。
但是在运行中，有多种因素影响从电容分压器抽取的电压值，因而互感器的输出值改变，也就是说，误差偏离出厂值（己调整好的数值）。
影响因素电容分压器的电容值的因素：○1电源频率。
○2电磁单元的温升对电容分压器电容C1、C2的影响不同，造成抽取电压变化。
○3环境污秽条件不同对电容分压器外绝缘套管的分布电容，使电容C1、C2的影响不同，造成抽取电压变化。
○4“滞留电荷”现象对误差的影响。
因此，电容式电压互感器不宜做关口计量。
3电磁式电压互感器的铁磁谐振问题3.1铁磁谐振机理3.1.1谐振引起的暂时过电压谐振可能是线性的，也可能是非线性的。
铁磁谐振是属于非线性谐振。
非线性谐振时，其谐振频率可能是电源频率（基频谐振）、或其分数（分次谐波谐振）、或其一定的倍数（偶次或奇次谐波谐振）。
在有大电容元件（如串联补偿电容器、电缆等）和具有非线性磁化的电感元件（如变压器、电磁式电压互感器等）的回路内，由于操作或负载突变，可能激发起不同类型的非线性谐振过电压，其持续时间与激发的起因、回路本身的特性有关，或者是稳定的，或仅持续一定时间。
此类谐振过电压可分为：⑴基频铁磁谐振：○1在中性点不接地系统中，当空载母线合闸或单相接地，且由于各相电磁式电压互感器的饱和程度不同，可能产生基频铁磁谐振。
○2带空载母线或轻载变压器的线路中，非全相操作或断线，形成电容与非线性电感的串联电路，且该回路总阻抗为容性时，过电压将较高。
基频铁磁谐振过电压通常被铁芯饱和所限制。
⑵分次谐波谐振在串联补偿电容器、并联电抗器的串联回路和电磁式电压互感器与母线对地电容并联回路内，如作用电压、回路参数（电容值、含铁芯的电感线圈线性部分的电感值、电阻值、饱和后的磁化特性等）满足一定条件时，可因操作而激发起分次谐波谐振过电压（一般为1/2次谐波）。
⑶高次谐波谐振由变压器供电的轻负载线路，如果由变压器或电磁式电压互感器的激磁支路看去，系统的线性部分的自振频率恰与变压器激磁电流的某一谐波频率相等时，会出现奇次谐波谐振过电压。
由于电感周期性变化，在一定条件下可能激发起基频、偶次谐波谐振。
含铁芯电感线圈接入电源或开断故障时，其磁路内将有过渡过程一非周期性励磁出现，这将使激磁电流内的偶次、奇次谐波，如其外的系统的线性部分的自振频率恰与励磁电流的某一频率相等时，会出现偶次、奇次谐波谐振过电压。
3.1.2谐波谐振过电压电磁式电压互感器的励磁特性为非线性，它与电网中的分布电容或杂散电容在一定条件下可能形成铁磁谐振。
一般情况下电压互感器的感性电抗大于电网的容性电抗。
当电力系统正常操作或某种情况产生暂态过程时，需要断路器切合线路(尤其是切合空载母线)时，会出现操作过电压，引起互感器的工作点移动，严重时可能出现饱和，此时在电压互感器感抗降低的过程中，当与电网的容性电抗恰好匹配时，将出现铁磁谐振。
