10kV系统电压互感器一次侧装消谐器的必要性

电压互感器加装一次消谐器的作用及原理电压互感器加装一次消谐器的作用及原理在了解电压互感器消中性点谐器的作用之前，我们不妨先探讨一下电力系统的中性点运行方式。

在三相交流电力系统中，作为供电电源的发电机和变压器的中性点,有三种运行方式：一种是电源中性点不接地；一种是电源中性点经消弧线圈接地；一种是电源中性点直接接地。

前两种合称为中性点非有效接地，或小电流接地系统，后一种中性点直接接地称为中性点有效接地,或大电流接地。

电力系统为中性点经消弧线圈接地,此系统已考虑到消弧接地，在系统的电压互感器中，Yo接线可不考虑加装一次消谐器。

我们一般指PT柜加装消谐器，是指安装在6—35kV电磁式电压互感器一次绕阻Yo结线中性点与地之间的非线性电阻器，起阻尼与限流的作用。

在6—35kV发电、变电站，我们经常碰到的是电网中性点不接地，其母线上的Yo接线的电磁式电压互感器一次绕组，成为中性点不接地电网对地的金属通道，电网相对地电容的充、放电途径必然通过电压互感器一次绕组。

这种慢变过程使电压互感器铁芯深度饱和，当电网接地消失时，电压互感器一次绕组中会出现数安培幅值的涌流，将电压互感器0。

5A高压熔丝熔断.即使这种涌流尚未达到熔断器的熔断值,但仍超过电压互感器额定电流，长时间处于过电流状态下运行的电压互感器会被烧毁,继而引发其他事故.选用一次消谐器，这种现象就不会发生。

当单相接地电容电流小于一定的值时,不会在电压互感器一次绕组中出线较大的涌流，对电压互感器和高压熔丝无任何影响，在电压互感器一次侧加装消谐器会给设备运行增加一层防护.提到电压互感器加装一次消谐器,不要误认为只要是PT柜就加装，因为在2PT柜中，电压互感器为V—V 接线,主要用于计量、测量、绝缘监测，这里不存在中性点接地的问题(不可能有电网相对地电容的充、放电途径）,不需要加装消谐器。

在有些工程设计中，用户根据现场电网的实际情况,在母线侧已接入一定大小的电容器,使线路的容性阻抗(Xc）与感性阻抗（XL）的比值小于0。

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。

浅谈10kV系统产生谐振过电压原因及控制对策摘要在10kV配电网中，常常发生电磁式电压互感器烧毁的现象，其原因都是因为某些故障或者不正常运行致使电压互感器内的铁芯饱和，诱发铁磁谐振的产生，致使电压互感器内部产生过电压，过电流，严重威胁电力系统的安全运行。

本文通过对配电系统电压互感器频繁损坏的现象，简要阐述铁磁谐振的现象与机理，产生的条件，提出了控制谐振过电压的措施，与大家交流学习。

关键词铁磁谐振；过电压；防范措施引言长期以来，电力系统铁磁谐振过电压严重威胁着电网的安全运行，在10kV 系统中，电磁式电压互感器引发的铁磁谐振过电压导致的设备事故时有发生。

这种过电压持续时间长，对系统的安全运行构成很大威胁，轻者可导致电压互感器烧损，高压熔丝熔断及匝间短路或爆炸；重者发生避雷器爆炸、母线短路等事故。

本文通过对配电系统电压互感器频繁损坏的现象，简要阐述铁磁谐振的现象，产生的条件及防范措施，总结了针对此类故障采取防范措施的一些运行经验。

1 铁磁谐振过电压产生的机理[1-2]目前，我国企业在35kV或者是其以下的配电网，有许多都是采用中性点和不接地的方式进行运行的，因此其中的很大一部分选用的都是比较传统的消线圈完成接地。

因此在其具体进行运行的问题可以看出，中性点的不接地系统，会受到电压的互感器铁心饱和使得铁磁谐振过的电压相对多一些。

中性点不接地运行方式的电力系统单相接地后，两相电压瞬时升高，三相铁心受到不同的激励而呈现不同程度的饱和，电压互感器各相感抗发生变化（各相电感值不同），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逐渐磁饱和，其电感值迅速减小，当满足ωL=1/ωC时，产生谐振过电压。

在发生谐振时，电压互感器一次励磁电流急剧增大，使高压熔丝熔断。

如果电流尚未达到熔丝的熔断值，但超过了电压互感器额定电流，长时间处于过电流状况下运行，可造成电压互感器烧损。

电力系统中存在着许多非线性感性元件，如发电机、变压器、电压互感器等，这些感性元件和系统中存在的分布电容组成复杂的LC振荡回路，有可能激发铁磁谐振产生过电压。

10KV 系统电压互感器一次侧装消谐器的必要性摘要：消除和抑制谐波的目的是为了提高电力系统的电能质量，减少对电力设备的损害。

本文介绍了电网系统谐波产生的原因及危害，分析了加装一次消谐器有明显的效果。

本文结合案例：某电厂 10kV 电力电容器进行无功功率补偿时，发生 10kV 测量柜电压互感器烧损，高压侧熔断器熔断的情况，以 10kV 厂用电系统电压互感器为例, 着重论述了运行中遇到的问题和处理方法, 阐述了 10kV 系统电压互感器一次侧加装消谐器的必要性。

关键词：10kV 系统；消谐器；谐波抑制1电网系统谐波产生的原因及危害分析1.1电网系统谐波产生的原因电网谐波产生的原因有很多，主要在于电力系统中存在各种非线性元件，例如日光灯和高压汞灯等气体放电灯，电力机车、卷扬机、轧机、切割机等电动机设备，电焊机、变压器和整流设备，都会产生谐波电流或电压。

由于测量监视等需要，在电网中每台母线设备柜都必须装设电压互感器 (PT)，但电压互感器是含有铁芯的电感元件，其励磁阻抗与系统的对地电容形成非线性谐振回路，即铁磁谐振；并产生谐波电流或电压。

特别是大型的晶压管变流设备和大型电弧炉尤为严重，是造成电网谐波的主要因素。

1.2电网系统谐波的危害由于电网中含有大量的谐波源以及电力电容器、变压器、电缆、电动机等负荷，这些电气设备处于经常的变动之中，极易构成串联或并联的谐振条件。

当电网参数配合不利时，在一定的频率下，形成谐波振荡，产生过电压或过电流，危及电力系统的安全运行，引发输配电事故的发生 [1]。

概括起来谐波的危害主要有以下几点：(1) 引起串联谐振及并联谐振，放大谐波，造成危险的过电压或过电流；较高的高频谐振过电压可能引起电压互感器的绝缘破坏或避雷器爆炸。

(2) 谐波电压加在电容器两端，使电容器过负荷甚至烧毁。

(3) 加速电气设备及电力变压器绝缘老化，使其容易击穿，从而缩短它们的使用寿命。

(4) 使设备 ( 如电机、继电保护、自动装置、测量仪表、电力电子器件、计算机系统、精密仪器等) 运转不正常或不能正确操作。

浅析 10kV配电网电压互感器的应用摘要：10 kV 配电系统的高压电压互感器经常出现高压保险一相或两相熔断等异常故障。

这不仅影响了电能表的准确计量，而且还易造成保护装置和自动装置的误动作，严重危及配电网的安全可靠运行。

配电系统谐振发生随机性强，谐振参数难以测量，谐振治理较困难。

关键词：电压互感器；铁磁谐振；消谐措施随着电网建设水平的不断发展，电网的稳定性、可靠性不断加强。

但是在低电压配电网领域，由于设备及网络原因其故障率一直高居不下，特别在10kV的配电网中，经常出现由于电压互感器的铁磁谐振引起的过电压严重威胁了配电网的安全稳定运行。

由于TV的励磁电感具有非线性特性，在系统发生剧烈扰动时，励磁电感饱和，激发铁磁谐振，进而导致绝缘闪络、Tv损坏、熔丝熔断、避雷器爆炸等事故，严重影响系统正常运行。

本文分析了铁磁谐振的产生机理及其特点，认为分频谐振危害最大；深入全面地研究了实际应用消谐措施，结合实际应用情况，认为电压互感器一次绕组中性点安装消谐器的消谐方式。

一、铁磁谐振的特点H.A.Petel'SOn等通过模拟试验对铁磁谐振进行了全面的研究，其中Eg为相电压有效值，Xco=l/co是线路每相对地容抗，X是额定线电压下电压互感器的励LE磁感抗，励磁电感的伏安特性愈好，表明铁芯越不易饱和，谐振区域愈向右移，也即谐振所需要的阻抗参数值愈大,线路对地电容过大或过小，都可以脱离谐振区域,不再发生谐振。

谐振区域的划分可以反映铁磁谐振的特性．但铁磁谐振的影响因素众多，上述数据是在某个典型参数下进行试验得到的结果,只具有一定的参考价值,不能作为判定系统是否发生铁磁谐振的确切依据。

另外,近年来许多学者的研究结果表超出谐振区域，不再发生铁磁谐振，但是单相明,随着线路对地电容的增大，XLE接地消失后，Tv高压绕组流过低频饱和电流，最大幅值可达额定电流的几百倍．足以熔断Tv一次侧保险或损坏TV。

高频谐振的过电压极其严重,远远超出设备绝缘水平,但高频谐振发生的线路长度范围极小，在实际工程中几乎不会出现：基频谐振和分频谐振的过电压水平在设备绝缘承受范围之内,但7rv一次侧电流则超出额定值百倍以上,对Tv高压熔断器和电压互感器本身都构成极大威胁，所以要予以重点研究，尤其是分频谐振。

10kV变电站移开式电压互感器柜和消谐设计陈成周摘要：电压互感器柜的设计、选型，谐振的类型和消谐的方法。

分析讨论一次、二次消谐器进行消谐的优越性和局限性，提出新型消谐的方法。

关键词：电压互感器、设计、谐振、消谐电压互感器在电网系统中主要作电压测量和监视、电能的计量和微机保护装置的测量和保护用。

根据《电力工程电气设计手册》对母线电压互感器的设计原则和接线方案的要求，为满足变电站对电压互感器大容量要求、设计规范，设备制造的标准化、经济性；满足设备安全性和维护人员的人身安全性，目前主要采用电压互感器固定安装的方式。

电压互感器根据其运行时承受的电压不同，可分为半绝缘和全绝缘电压互感器。

半绝缘电压互感器高压N极必须直接接地运行，N极端子与互感器二次端子很近，处于同一端子排，在正常运行中只能承受相电压，在变配电系统中的半绝缘电压互感器都是并联运行，在系统稍有不对称时，很容易激发形成高幅值的铁磁谐振过电压，并联数越多越容易发生。

全绝缘电压互感器可以直接接地运行，也可以在高压中性点串接消谐器。

全绝缘电压互感器的绝缘性能比较高，励磁特性饱和点高，在1.9Um电压下，铁芯磁通不饱和，励磁性能比较好，正常运行时处于降压运行状态，能有防止铁谐振。

在我国，35kV及以下系统绝大多数都采用电源中性点不接地运行方式，电压互感器一次绕组中性点便成为该系统相对地电容的充、放电唯一的接地通道。

从电网的运行经验和实践证明，中性点不接地系统中由于电压互感器铁芯饱和引起的铁谐振过电压比较多。

在正常工作电压下，电压互感器的铁芯磁通密度不高，铁芯不饱和。

当系统发生单相接地时，非故障相电压升高到原对地电压的√3倍，即升高到线电压，其对地电容也上充到与线电压相应的电荷。

在接地故障过程中，此电荷产生的电容电流通过接地点流经大地，当接地故障消失时，由于非故障相电压恢复至正常电压状态期间，此时其电荷只能由电压互感器中性点流经大地，电压互感器一次绕组便会出现数安培幅值的涌流，将电压互感器高压熔丝熔断，同时出现幅值很高的低频饱和电流，使电压互感器铁芯严重饱和，饱和后的电压互感器励磁电感变小，系统网络对地阻抗趋于感性，若系统网络的对地电感与对地电容相匹配，就会激发各种铁磁谐振过电压。

一次消谐和电压互感器之间是如何关联的呢？我们所熟悉的PT柜，也就是电压互感器是把高电压按比例关系变换成标准二次电压，供保护、计量、仪表装置取用。

电压互感器按其运行承受的电压不同，通常分为半绝缘和全绝缘电压互感器。

半绝缘电压互感器在正常运行中只承受相电压，全绝缘电压互感器运行中可以承受线电压。

接下来我们一起了解一次消谐器和电压互感器之间有着怎样的联系？电压互感器在35KV及以下中性点不接地系统运行中，容易发生谐振过电压，熔断压变熔丝，烧毁电压互感器，甚至引发系统事故，影响安全用电。

因此，人们通常在配电系统中电压互感器加装一次消谐器来消除电网谐振。

一次消谐器，又称为消谐电阻器，是保护电压互感器一次侧的阻尼器件，用来消除电网中的谐振，可限制谐振引起的过电压及单相接地或电弧接地时流过高压互感器的过电流。

我们一般在PT柜中加装消谐器，是指在35KV及以下电磁式电压互感器一次绕组Y0接线中性点与地之间的非线性电阻器。

来解决电压互感器一次绕组中会出现数安培幅值的涌流，造成的电压互感器铁芯深度饱和、保险熔丝熔断以及电压互感器烧毁的事故，能保证系统可靠运行。

全绝缘电压互感器由于正常运行处于降压运行状态，承受的是额定电压，励磁性能比较好，能有效防止系统谐振过电压。

而半绝缘电压互感器在系统单相接地时，需要承受线电压的冲击，一般运行不得超过2 h，长期运行易发生击穿故障。

相比全绝缘电压互感器而言，半绝缘电压互感器因为其励磁性能相对薄弱等原因更容易出现谐振事故。

因此，建议配电网系统中选择全绝缘电压互感器，有利于采取多种形式的消谐措施，有效防止谐振过电压，确保设备安全运行。

选择全绝缘电压互感器应尽可能考虑选择大容量电压互感器。

当然，全绝缘电压互感器与半绝缘电压互感器相比，投资要增加，体积要增大。

为了电力系统的安装性，PT的安全性，我们必须把危险系数降到最低，把系统完善起来。

通常，在条件允许情况下，建议在PT的一次侧安装上一次消谐器，在PT的二次侧安装上微机消谐装置，以确保彻底消除电网中的谐振过电压。

10kV配电系统的消谐措施在10kV中性点不接地的配电系统中，由于配电网的不断发展使线路参数发生变化，较常出现运行中电压互感器烧损、高压熔丝一相或两相熔断等异常故障。

这不仅影响了电能表的连续、准确计量，而且还导致保护装置的延误动作，危及配电网的安全运行。

其重要原因是：电压互感器励磁电感和配电系统对地电容形成匹配，并在一定条件的激励下，使电压互感器产生磁饱和，引发铁磁谐振。

其谐振过电压的幅值可达相电压的2～3 5倍，可致使电压互感器烧损或高压熔丝熔断。

为此，通过对电压互感器产生铁磁谐振原因的分析，以采取消谐措施。

1电压互感器引发铁磁谐振的原因10kV配电系统采用中性点不接地方式运行，其线路出线(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。

当线路因断线、雷击或其他原因而产生单相接地故障时，接地相对地电压降到接近于零，而非故障相对地电压上升√3倍，导致中性点位移，中性点对地电压升高，系统的稳定性和对称性遭到破坏。

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降，而引发电能、磁能的振落。

电压互感器在电磁振荡的激励下极易产生磁饱和，暂态励磁电流急剧增大，电感值下降，从而引发铁磁谐振。

同时，由于各相感抗发生变化，各相电感值不相同，中性线产生零序电压，使电压互感器出现零序电流，与对地电容构成回路。

当感抗大于容抗(WL>1/Wc)时，回路不具备谐振条件。

但在电压互感器铁芯磁饱和后，其电感逐渐减小，当电感降到满足WL=1/WC时，即具备谐振条件，从而产生谐振过电压。

(只有在XC/XL≤0.01时，才不会发生谐振)在发生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。

当电流尚未达到熔断熔丝的情况下，而又超过电压互感器额定电流，若长期处于过电流状况下运行，即造成电压互感器的烧损。

2消除铁磁谐振的技术措施在中性点不接地的10kV配电系统中，产生铁磁谐振的必要条件是：系统产生电磁振荡和电压互感器在电磁振荡的激励下产生磁饱和。

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。

一起10 千伏电压互感器烧损击穿事故的剖析作者：陈浩，王渊博来源：《决策探索·收藏天下（中旬刊）》 2019年第8期陈浩，王渊博摘要：2018年7月份，国网河南鹿邑县供电公司发生一起10千伏干式电压互感器高压绕组烧损击穿事故，通过现场调查分析，找到了事故的原因，并采取了有效的预防措施，现将事故原因及预防措施剖析如下。

关键词：10千伏电压；电压互感器；烧损击穿一、原因分析（一）从系统原理上查找原因我们知道10千伏系统中性点是不接地运行的，正常情况下三相电压均应为6千伏。

当一相直接接地（金属性接地对地电压为0），会引起其他二相电压升高到线电压（是额定运行电压的3倍），即过电压运行；一相非直接接地（电弧放电接地）会引起其他二相电压超过线电压，即更高过电压运行。

单相接地引起的过电压会造成电压互感器匝间短路而引起过电流，作用时间越长，电压互感器烧损击穿甚至爆炸情况越易发生，规程规定电压互感器是允许短时间接地运行的，但不能超过两小时。

（二）从运行工况上查找原因通过调取事故前后台机监控母线三相电压数据，发现C相电压为零，A相电压为10.5千伏，B相电压为10.7千伏，持续时间为1小时25分钟，显然10千伏系统C相直接接地运行。

查看电压互感器时，发现高压绕组A、B相有放电烧损痕迹，用绝缘电阻测试仪检测绝缘电阻为0，变电站其他设备绝缘电阻均合格。

据乡所人员巡线汇报，事故巡线时发现马6板马社线#3分支C相跳线脱落搭在铁横担上了，造成马社线C相直接接地运行，从而引起10千伏母线C相电压为0，A、B相升高到线电压，1个多小时的过电压运行，导致电压互感器烧损击穿。

二、预防措施从以上原因分析可以看出，过电压运行是造成电压互感器烧损击穿的直接原因，预防措施主要从抑制过电压运行方面着手。

（一）加强设备巡视维护重点加强10千伏线路尤其是跳线、绝缘子、避雷器维护消缺，定期测量10千伏线路绝缘电阻，及时更换不合格绝缘子、避雷器，避免10千伏线路接地运行，可保护电压互感器免受损坏。