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从10kV配电系统PT烧损现象谈如何消除铁磁谐振摘要：丰满电厂新生产控制楼10kV配电系统在备用电源切入试验过程中，进线柜A相PT发生烧损，本文对这一现象进行了多角度分析，分析了原因与防范措施。
关键词：中性点不接地系统铁磁谐振防范措施1引言：丰满电厂新生产控制楼10kV配电系统为中性点不接地系统，2014年10月24日，在备用电源切入试验过程中，进线柜A相PT发生爆裂。
初步分析为电缆长度2.6km诱发铁磁谐振造成PT烧损。
图1 中性点不接地系统母线的电压测量及绝缘监察接线及向量图2原因分析：在35kV及以下中性点不接地系统中，国内目前都是利用电磁式PT开口三角构成的绝缘监察装置来监视系统的绝缘状况，在系统中有着极其重要的作用，如因PT自身出现问题，造成事故原因是多种的，根据此事故分析原因如下：图2 烧损图片（1）自身质量不过关制造过程中自身身绝缘、铁心叠片及绕制工艺不过关等原因，可导致PT发热过量使绝缘长期处于高温下运行，从而导致绝缘加速老化，出现击穿。
该类型的PT一次侧绕组发生匝间短路，这样电流会迅速增大，铁磁也将迅速饱和从而导致谐振过电压，使绝缘击穿造成事故。
（2）线路路径过长此电缆长度为2.6km，当PT投在较长母线上时，由于母线对地电容C0较小，使得容抗X0较大而线路中的感抗XL是随系统电压的变化而变化的不可避免的有较大的电压波动，当电压波动过程中X0/XL=1时激发谐振PT产生磁饱和过电压，使PT的工作点处于伏安特性的非线性部分因而使回路中的电流大幅度增加从而导致高压熔丝熔断PT烧毁。
系统的电容电流也可用下列经验公式计算Ic=(2.7-3.3)Uel10-3,A ?式中Ue电网的额定线电压，kV；l输电线路长度，km；2.7系数，用于无避雷线线路；3.3系数，用于有避雷线线路。
式?适用于单回木杆线路。
若为金属或水泥杆塔，电容电流约增加左右；若为双回路，应将其折算为单回路，可取其等效长度为l’=(1.7-1.4）l。
消除PT谐振的措施及PT消谐分析摘要：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，电磁式电压互感器引起铁磁谐振后，其介质击穿或爆炸都会导致母线故障。
本文针对铁磁谐振对中性点非有效接地系统带来的影响，对电磁式电压互感器铁磁原理及现有的消谐措施进行分析，在各种情况下选择合适的消谐方式。
关键词：不接地系统；电压互感器；铁磁谐振；消谐措施1 引言在电力系统非有效接地系统中，由于技术和成本原因，广泛采用电磁式电压互感器（下面简称TV），电磁式电压互感器在单相接地、操作等外部因素激发的条件下，易发生铁磁谐振，使得TV受到谐振过电压和过电流的冲击。
谐振过电压一旦发生，往往会造成电气设备的损坏或继电保护装置的误动，导致发生停电事故。
为了尽可能地避免谐振过电压的发生，在设计时应进行必要的参数计算，采取适当的防止谐振的措施，在操作设备时应有合理的调度安排，尽量避免形成谐振回路。
本文从变电站实际发生的一系列谐振过电压现象，对电磁式电压互感器引起的铁磁谐振及消除方法进行讨论。
2 铁磁谐振的危害及主要消谐措施由铁磁谐振产生的原理可看出，当谐振产生时，中性点电压升高，产生零序谐振过电压，过高的电压可能导致设备结缘损坏、设备击穿甚至爆炸及保护装置误动等。
随着供电网络的发展，特别是城区、开发区和大型工厂内部等电缆线路的日益增多，系统单相接地电容电流不断增加。
当发生单相金属性接地故障时，流过故障点的短路电流为所有线路对地电容电流之和，造成故障点的电弧不易熄灭，导致过电压，很可能破坏设备结缘，发展成相间短路，造成停电或损坏设备的事故。
同时，系统震荡时，会产生高次谐波和分次谐波，由于铁芯的磁特性的非线性，电感值会随这外部电压的变化而改变，由于频率低，铁芯磁通密度很高，TV 线圈会产生很大的励磁电流而烧坏TV。
消除铁磁谐振的措施归纳起来主要有三方面：改变系统参数，使其不具备谐振条件，不易引起参数谐振；消耗谐振过程中产生的能量，消除谐振的发生；合理分配有功负荷，一般在轻载或空载条件下易发生谐振[1]。
129科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 工 业 技 术湖南湘潭钢铁公司动力厂35kV系统在近几年运行中,发生了三起PT爆炸事故,对系统的安全运行构成极大威胁。
对此,我们进行了现场调研,结合35kV系统故障录波图,初步分析认定这三起事故均为系统单相接地导致PT 饱并引起谐振。
动力厂发生事故的35kV系统,都是中性点不接地系统,装有一次接线为Y0的电磁式电压互感器(PT)由于PT一次线圈的X 端接地,且铁芯易饱和,易于产生两种不利状况:一是电网间歇性接地或接地消失时,电网对地电压产生低频自由分量,使X端接地的Y 0接线电压互感器深度饱和,一次线圈通过涌流,使PT 熔丝熔断甚至烧坏PT 。
二是在一定外界激发条件下,产生铁磁谐振,谐振使得电网三相对地电压波动,影响电网正常运行,严重时,使得绝缘设备损坏,造成电网事故。
经过对各地区电网运行进行情况进行分析,发现P T 铁磁谐振是电力系统中发生较为频繁且造成较多事故的一种内过电压。
谐振过程可持续很长时间,幅值有高有低,且频率各有不同如分频、基频、高频等,有些过电压并不高,但是由于频率低,且谐振电流很大,对电网的安全运行有很大的危害。
1 PT谐振产生的原因分析铁磁谐振产生的条件有:ωL>1/ωC;激发因素。
其中主要包括电网电压冲击、励磁涌流、合闸相角、系统间歇性接地、电网频率波动等。
系统产生铁磁谐振的原理如图1所示。
(1)首先对于中性点不接地系统,在某种情况下出现单相接地,故障点对地流过电容电流,不接地的两相相电压升高至线电压。
在间歇性接地时,一旦接地故障点消失,非接地相在接地故障期间已充的线电压电荷只能通过PT高压线圈并经其接地点流入大地,在这电压突变瞬间,PT高压线圈的非接地两相的励磁电流突然增大,使P T 达到饱和,由于间歇性接地,非接地两相的励磁电流不断激增,极易激发相间串联谐振。
1．前言35kV和10kV系统，是采用中性点不接地系统的运行方式。
这种运行方式的最大优点是系统发生单相接地故障时，系统还可以运行2个小时，在这期间系统接地故障随时都可能自动消除，系统恢复正常运行，这样就避免了频繁发生的单相接地故障时的操作，减少了操作次数，提高了供电的可靠性和连续性。
这种运行方式也有一个弊端，就是容易发生铁磁谐振。
当系统有操作或故障(或扰动)时系统对地电压有低频自由分量出现，使PT对地电压升高，PT一次线圈中出现涌流，涌流可能使铁芯深度饱和，其电感值随铁芯的饱和而减小，这时，有可能出现两种情况：一是PT的一次电流继续增大，烧断PT一次侧的熔断器或烧坏PT；另一种情况是当电感降至ωLXQ=1/ωC(ωo=ω)时，就会导致铁磁谐振。
谐振使得电网三相对地电压不稳定，常使两相电压升高，另一相对地电压降低，这种现象与系统出现单相非金属性接地故障的现象完全一致，不仅使运行人员难以区分，而且容易损坏弱绝缘设备而造成事故。
这些问题长期威胁着我局的安全生产，我们一直在寻求、探索解决这个问题的方法。
2．解决PT谐振常采取的措施为消除和抑制铁磁谐振，通常可以采取以下措施：a、选用励磁特性较好的电压互感器或电容式电压互感器；b、在电压互感器的开口三角形绕组开口端加装非线性阻尼电阻R，可消除各种谐波的谐振现象。
35kV及以下系统中R值一般在10～100Ω范围内；c、在10kV及以下的母线上加装一组对地电容器可避免谐振；d、采取临时倒闸措施，如投入消弧线圈，变压器中性点临时接地，或投入事先规定的某些线路或设备；e、在电压互感器的开口三角形绕组开口端加装线性小阻尼电阻、灯泡等，线性阻尼电阻一般小于1Ω；f、在电压互感器的开口三角形绕组并联多功能微机消谐器；g、PT中性点临时拉开；h、在PT一次侧的中性点与地之间串接RXQ型、LXQ型消谐器；3．解决PT谐振的措施与效果3.1 我局解决PT谐振最先采用的措施是在PT开口三角形绕组开口端加装灯泡。
1．前言35kV和10kV系统，是采用中性点不接地系统的运行方式。
这种运行方式的最大优点是系统发生单相接地故障时，系统还可以运行2个小时，在这期间系统接地故障随时都可能自动消除，系统恢复正常运行，这样就避免了频繁发生的单相接地故障时的操作，减少了操作次数，提高了供电的可靠性和连续性。
这种运行方式也有一个弊端，就是容易发生铁磁谐振。
当系统有操作或故障(或扰动)时系统对地电压有低频自由分量出现，使PT对地电压升高，PT一次线圈中出现涌流，涌流可能使铁芯深度饱和，其电感值随铁芯的饱和而减小，这时，有可能出现两种情况：一是PT的一次电流继续增大，烧断PT一次侧的熔断器或烧坏PT；另一种情况是当电感降至ωLXQ=1/ωC(ωo=ω)时，就会导致铁磁谐振。
谐振使得电网三相对地电压不稳定，常使两相电压升高，另一相对地电压降低，这种现象与系统出现单相非金属性接地故障的现象完全一致，不仅使运行人员难以区分，而且容易损坏弱绝缘设备而造成事故。
这些问题长期威胁着我局的安全生产，我们一直在寻求、探索解决这个问题的方法。
2．解决PT谐振常采取的措施为消除和抑制铁磁谐振，通常可以采取以下措施：a、选用励磁特性较好的电压互感器或电容式电压互感器；b、在电压互感器的开口三角形绕组开口端加装非线性阻尼电阻R，可消除各种谐波的谐振现象。
35kV及以下系统中R值一般在10～100Ω范围内；c、在10kV及以下的母线上加装一组对地电容器可避免谐振；d、采取临时倒闸措施，如投入消弧线圈，变压器中性点临时接地，或投入事先规定的某些线路或设备；e、在电压互感器的开口三角形绕组开口端加装线性小阻尼电阻、灯泡等，线性阻尼电阻一般小于1Ω；f、在电压互感器的开口三角形绕组并联多功能微机消谐器；g、PT中性点临时拉开；h、在PT一次侧的中性点与地之间串接RXQ型、LXQ型消谐器；3．解决PT谐振的措施与效果3.1 我局解决PT谐振最先采用的措施是在PT开口三角形绕组开口端加装灯泡。
PT谐振的分析与抑制措施作者：赵嘉来源：《科技资讯》2014年第04期摘要：对湘钢动力厂35 kV系统的PT爆炸事故进行了分析，指出事故的原因是系统单相接地导致PT饱和并引起谐振，分析发生谐振现象的多种原因，阐述了常用消谐方法及其优缺点。
关键词：PT谐振谐振原因参数消谐二次消谐一次消谐中图分类号：TM132 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）02（a）-0129-02湖南湘潭钢铁公司动力厂35 kV系统在近几年运行中，发生了三起PT爆炸事故，对系统的安全运行构成极大威胁。
对此，我们进行了现场调研，结合35 kV系统故障录波图，初步分析认定这三起事故均为系统单相接地导致PT饱并引起谐振。
动力厂发生事故的35 kV系统，都是中性点不接地系统，装有一次接线为Y0的电磁式电压互感器（PT）由于PT一次线圈的X端接地，且铁芯易饱和，易于产生两种不利状况：一是电网间歇性接地或接地消失时，电网对地电压产生低频自由分量，使X端接地的Y0接线电压互感器深度饱和，一次线圈通过涌流，使PT熔丝熔断甚至烧坏PT。
二是在一定外界激发条件下，产生铁磁谐振，谐振使得电网三相对地电压波动，影响电网正常运行，严重时，使得绝缘设备损坏，造成电网事故。
经过对各地区电网运行进行情况进行分析，发现PT铁磁谐振是电力系统中发生较为频繁且造成较多事故的一种内过电压。
谐振过程可持续很长时间，幅值有高有低，且频率各有不同如分频、基频、高频等，有些过电压并不高，但是由于频率低，且谐振电流很大，对电网的安全运行有很大的危害。
1 PT谐振产生的原因分析铁磁谐振产生的条件有：ωL>1/ωC；激发因素。
其中主要包括电网电压冲击、励磁涌流、合闸相角、系统间歇性接地、电网频率波动等。
系统产生铁磁谐振的原理如图1所示。
（1）首先对于中性点不接地系统，在某种情况下出现单相接地，故障点对地流过电容电流，不接地的两相相电压升高至线电压。
在间歇性接地时，一旦接地故障点消失，非接地相在接地故障期间已充的线电压电荷只能通过PT高压线圈并经其接地点流入大地，在这电压突变瞬间，PT高压线圈的非接地两相的励磁电流突然增大，使PT达到饱和，由于间歇性接地，非接地两相的励磁电流不断激增，极易激发相间串联谐振。
农网10kV PT抗谐振改造摘要：农网35kv变电站现在基本上实现无人值班，其所属的10kv 系统大都是中性点不接地系统，10kv母线上都装设一组pt，其一次线圈的中性点直接接地，由于电网对地电容与pt 的线路电感构成谐振条件,pt感抗显著下降, 励磁电流急剧增大,可达到额定值的数十倍,在运行中发生线路接地时经常出现铁磁谐振现象,引起过电压或烧断pt 高压保险,其至在运行中出现过pt 烧毁或一次侧零相瓷瓶内部引线烧断的现象。
关键词：农网；pt；抗谐振；中图分类号：tm411+.4 文献标识码：a 文章编号：目前常用的pt消谐方法效果不是很好。
一是pt开口三角绕组接电阻。
二是pt开口三角绕组接分频消谐装置。
在实际运行中,上述两种装置不能有效避免谐振的发生及保险熔断。
在谐振发生或线路单相接地时pt一次侧电流显著增大及因本身元件故障而失去消谐作用是上述两种装置的主要缺陷。
虽然pt中性点接入消谐电阻后, 可以限制系统在一相接地或弧光接地时流过 pt另两相的高压绕组的过电流，但并不能完全杜绝线路单相接地时消谐电阻及pt的烧毁，消谐电阻只在一定范围内有效。
通过现场运行的实践，我们发现在中性点串单相pt 的方法,在线路单相接地时能够使pt 各相绕组电压均能保持在正常相电压附近而不会饱和,从而很好地抑制铁磁谐振,降低pt一次侧电流,同时亦保持了接地指示装置对零序电压幅值和相位的灵敏度。
1中性点不接地系统铁磁谐振的机理及特点1．1铁磁谐振的产生中性点不接地系统中tv接入系统的接线图如图1所示。
当出现激发条件时，tv中暂态励磁电流急剧所不同，网络中性点出现零序电压，三相tv中产生零序电流，经电源形成回路，简化等值电路如图2所示。
当ln与3 c0在某频率下参数值匹配时，得以流通，从而在3 c0上建立与各相电源电压叠加，产生过电压，维持tv饱和，从而形成持续一段时间的铁磁谐振。
1．2铁磁谐振的特点根据研究，当tv饱和时，励磁电抗xm与系统正序容抗无关，只和系统对地的零序容抗x0有关，且当xc0／xm＜0．01时，不发生谐振；随着（xc0／xm）的增大，依次发生1／2分频、基频、三倍频谐振，相应地，发生谐振所需的外加电压也逐渐增大。
实例探讨PT谐振的处理方案摘要：本文主要针对变电站10kVPT谐振现象作出了理论解析，同时对于故障的处理也提出了解决办法。
而且运用实例深入探讨了其发生的原理。
同时提出了几种消谐方案，对各种方案作出了比较，并从中总结各方案的优缺点。
关键词：PT谐振；谐振故障；故障处理；零序电压互感器引言：发生谐振现象的原因有多种，防止和消除谐振的措施主要有两大类：1.改变谐振参数，破坏谐振产生条件；2.接入阻尼电阻，增大回路的阻尼效应。
在电压互感器中性点回路中加装阻尼电阻或使用零序互感器，并且使用容量大、线性度高的电压互感器。
这种方法实际上是提高电压互感器的伏安特性曲线的线性区域，降低因诱发因素而使电压互感器饱和的几率，从而达到消除谐振现象的目的。
某110kV变电站曾多次发生10kVPT谐振现象，引起PT烧坏，其中最后一次最为严重，现场情况为：10kVII段PTP02三相高压保险炸裂，在PT保险底座上有明显放电烧痕，B相PT炸裂，A、C两相PT外观无明显裂纹，但有烧烤痕迹，3个PT保险绝缘护罩、至母线套管护罩均已熔化，整个小车内部挂满烟灰，PT柜防爆板顶开。
查阅信号记录为：频率27.2Hz，开口电压120V；频率49.4Hz，开口电压180V。
关于谐振过电压产生的原因，有参数谐振和铁磁谐振两种情况，从该变电站多次的谐振调查情况来看，应该还是属于铁磁谐振，并且发生分频和基频谐振的情况较多。
铁磁谐振产生的条件有：L>1/C；激发因素。
主要包括电网电压冲击、涌流、合闸相角、系统接地、电网频率波动等。
系统产生铁磁谐振的原理如图1所示。
图2中，UL(I)为电压互感器的励磁特性曲线，uc(I)为零序电容电流曲线，半圆性曲线(al、a2、a3、a4)为二者在实际运行中的合成曲线。
Uel为系统运行电压，UL1为正常运行时电压互感器工作的励磁特性曲线点，当系统发生电压冲击、涌流、合闸相角、系统接地、电网频率波动等情况时有可能会使电压互感器铁磁饱和，由线性工作区变为非线性区，即工作点由a1变到a3，但a3点是个不稳定状态，很容易跃到a5点，这就使电压互感器发生所说的谐振，对应的电流Ie3有可能达到Iel的上百倍，使电压互感器内部产生过热而烧坏或爆炸。
