电力系统的铁磁谐振

浅谈电力系统中的铁磁谐振过电压及消除方法摘要：本文简要分析了电力系统中铁磁谐振产生的原因、现象及对电气设备的危害，并介绍了消除铁磁谐振过电压的常用方法。

关键词：电力系统；铁磁谐振；过电压；电容；电感1 引言电力系统中有许多的电感、电容元件，如变压器、互感器、电抗器、消弧线圈、发电机等的电感，输电线路的对地电容及相间电容，以及各种高压设备的电容。

这些电感，电容元件在特定的参数配合条件下构成振荡回路，当系统进行操作或发生故障时形成谐振现象，从而产生谐振过电压，导致系统中某些电气设备出现严重的过电压而损坏，影响电力系统的安全运行。

2铁磁谐振过电压产生的原因电力系统内，一般的回路都可简化成电阻R、感抗、容抗的串联和并联回路。

铁磁谐振回路由带铁芯的电感元件(如空载变压器、电压互感器)和系统的电容元件组成。

正常运行条件下，感抗大于容抗，即＞，此时电路运行在感性工作状态，不具备线性谐振条件，回路保持稳定状态。

铁磁谐振回路的容抗在频率不变的情况下基本上是个不变的常数，而感抗一般是由带铁芯的线圈产生的，铁芯饱和时感抗会变小。

当电源电压有所升高或电感线圈中出现涌流时，就有可能使铁芯饱和，其感抗值随之减小，当＝时，即满足串联谐振条件，于是发生铁磁谐振[4]。

电力系统运行参数具有随机性，其运行方式灵活，构架比较复杂，容易使系统参数发生变化。

在进行操作或者发生故障的条件下，电力系统中的电容和电抗元件很容易形成振荡回路，尤其是主变压器，电压互感器等有绕组及铁芯的设备在一定的激励条件下，最容易产生电磁耦合现象，进而产生串、并联谐振，引发铁磁谐振过电压。

35kV、10kV系统大多采用中性点不接地方式运行，电网结构相对薄弱，加上电力系统操作频繁，运行方式又多变，很容易导致铁磁谐振过电压。

据有关统计，铁磁谐振过电压导致故障概率高达50% ～ 55%。

铁磁谐振过电压导致故障的严重性可见一般。

铁磁谐振过电压本质上是由于非线性励磁电感与电力系统对地电容所构成的铁磁谐振所引发的电网中性点不稳定现象。

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。

铁磁谐振定义：定义：设备的电容与邻接设备磁饱和电感之间的振荡。

铁磁谐振是电力系统自激振荡的一种形式，是由于变压器、电压互感器等铁磁电感的饱和作用引起的持续性、高幅值谐振过电压现象。

其主要特点为：1、谐振回路中铁心电感为非线性的，电感量随电流增大、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转移到谐振状态。

如电源电压暂时升高、系统受到较强烈的电流冲击等；3、铁磁谐振存在自保持现象。

激发因素消失后，铁磁谐振过电压仍然可以继续长期存在；4、铁磁谐振过电压一般不会非常高，过电压幅值主要取决于铁心电感的饱和程度。

铁磁谐振系统的中性点不接地系统，当系统遭到一定程度的冲击扰动，从而激发起铁磁共振现象。

由于对地电容和互感器的参数不同，可能产生三种频率的共振：基波共振、高次谐波共振和分频谐波共振。

各种共振的表现形式如下：基波共振。

系统二相对地电压升高，一相对地电压降低。

中性点对地电压(可由互感器辅助绕组测得电压)略高于相电压，类似单相接地，或者是二相对地电压降低，一相对地电压升高，中性点有电压，以前者为常见。

分频谐波共振，三相电压同时升高，中性点有电压，这时电压互感器一次电流可达正常额定电流的30～50倍以致更高。

中性点电压频率大多数低于1/2工频。

高次谐波共振，三相电压同时升高，中性点有较高电压，频率主要是三次谐波。

在正常运行条件下，励磁电感L1=L2=L3=L0，故各相对地导纳Y1=Y2=Y3=Y0，三相对地负荷是平衡的，电网的中性点处于零电位，即不发生位移现象。

但是，当电网发生冲击扰动时，如开关突然合闸，或线路中发生瞬间弧光接地现象等，都可能使一相或两相对地电压瞬间升高。

如果由于扰动导致A相对地电压瞬间升高，这使得A相互感器的励磁电流突然增大而发生饱和，其等值励磁电感L1相应减小，以致Y1≠Y0，这样，三相对地负荷变成不平衡了，中性点就发生位移电压。

如果有关参数配合得当，对地三相回路中的自振频率接近于电源频率，这就产生了严重的串联谐振现象，中性点的位移电压(零序电压)急剧上升。

浅析铁磁谐振及应对措施摘要铁磁谐振是电力系统自激振荡的一种形式,是由于变压器、电压互感器等铁磁电感的饱和作用引起的持续性、高幅值谐振过电压现象。

首先简述电力系统中性点的接地方式,然后结合我公司中性点不接地系统发生的一起单相接地故障,简要分析铁磁谐振产生的原因,以及应对措施。

关键词电力系统中性点;接地;电压互感器;铁磁谐振1电力系统中性点接地方式电力系统中性点是指线路首端电压所连接的变压器绕组三相接成星形接线时绕组的末端连接点。

电力系统中性点接地是一种工作接地,接地方式通常有中性点直接接地、中性点不接地(绝缘)或经消弧线圈接地等。

1.1中性点直接接地是指电力系统中至少有一个中性点直接或经小阻抗与接地装置相连接。

这种接地方式是通过系统中全部或部分变压器中性点直接接地来实现的。

其作用是使中性点经常保持零电位。

当系统发生单相接地故障时,能限制非故障相对地电压的升高,从而可保证单相用电设备的安全。

但中性点直接接地后,单相接地故障电流较大,一般可使剩余电流保护或过电流保护动作,切断电源,造成停电;发生人身一相对地电击时,危险性也较大。

所以中性点直接接地方式不适合对连续供电要求较高及人身安全、环境安全要求较高的场合。

1.2中性点不直接接地系统是指电力系统中性点不接地或经消弧线圈、电压互感器、高电阻与接地装置相连接。

中性点不接地可以减小人身电击时流经人体的电流,降低设备外壳对地电压,单相接地故障电流也很小,且接地时三相线电压大小不变,故一般不需停电,因此供电可靠性高。

中性点不接地系统发生单相接地时,会引起三相电压不平衡:发生单相一点接地时,由于系统与地未构成回路,所以短路点流过的电流较小,主要为容性不平衡电流;发生单相一点接地时,线电压大小不变且对称,因此仍可继续运行一段时间,但一般规定不超过2小时。

1.3发生单相接地故障的危害单相接地又分为金属性接地和非金属性接地两种:金属性接地相电压为零,其他两相电压升高为相电压的1.732倍。

6kv电力系统铁磁谐振分析摘要：本文针对油田电力生产中，出现铁磁谐振所引发对电压互感器等电力设备的伤害的问题，以铁芯元件非线性的铁磁特性和产生铁磁谐振的理论条件为基础，指出会引发铁磁谐振现象的条件，论述了抑制铁磁谐振产生的机理，并对目前治理谐振的方法进行了总结，提出了治理铁磁谐振较好的方法。

关键字：铁磁谐振；电压互感器；铁芯电感；铁磁特性0 引言铁磁谐振是小电流接地系统中一种内部过电压故障，在6kv配电网络中时有发生。

铁磁谐振是指在有铁芯电感元件在串联回路中的谐振，当有铁芯电感受到所处系统的干扰后，电感值与系统的电容值形成匹配，形成的一种内部过电压的形式，其电压值一般不超过电源电压的3倍。

由于铁磁谐振的发生有一定的随机性和必然性，很难预测铁磁谐振发生的时间，但一旦发生铁磁谐振会引起一定的经济损失。

本文通过对近些年文献资料的研究和总结，借鉴更高电压等级电力系统对铁磁谐振的抑制方法，提出适合6kv电力系统的抑制铁磁谐振的方法。

1铁磁谐振产生的条件和危害1.1铁磁谐振产生的条件在6kv配电系统中，铁芯电感元件主要是变压器和电压互感器。

变压器主要是短路和操作过程中，其励磁电感与电网电容组成串联谐振回路，产生的铁磁谐振过电压。

电磁式电压互感器为了监察变电所的母线电压，变电所都有安装。

电压互感器的一次侧绕组做星型连接，并让中性点接地。

在某些情况下，电压互感器的励磁阻抗与系统的对地电容会形成非线性的谐振电路。

1.2铁磁谐振的危害铁磁谐振会引起的危害有：1、会烧毁电压互感器保险，造成系统误认为低电压，从而造成，系统低电压误动作，造成停电事故。

2、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，必然造成电压互感器烧损。

如果是一体式电压互感器，就需要整体更换，如果是分体式电压互感器，则需要针对所损坏的部位，分项更换，会造成一定的经济损失。

浅谈铁路10kv电力系统中铁磁谐振现象及防范文章对铁路10kv电力系统设备运行中出现的铁磁谐振现象进行研究分析，提出防范措施，以提高电力设备供电可靠性。

标签：铁磁谐振；研究分析；防范措施引言普速铁路10kv电力系统和高速铁路电力配电所调压变压器一次侧中性点不接地，单相接地故障时电流很小，允许运行接地运行2h。

在这种系统中，时常会出现这样一些现象，如：在分、合断路器时，出现瞬时接地信号指示、电压互感器高压保险熔断；在出现单相接地时，电压互感器高压保险熔断或电压互感器烧毁；负载小的时候，出现三相电压指示严重不对称。

这些故障现象很多都是铁磁谐振造成的，为确保供电可靠性，提高信号等重要负荷供电质量，有必要对此进行研究，并提出防范措施。

1 铁磁谐振的原理铁路10kv电力系统中大量存在着有铁心的电感线圈和电容的电器设备及大量电缆，为铁磁谐振的发生创造了条件。

有电感和电容的电路，在一定条件下就会出现谐振。

电容、电感串联的电路，会出现电压谐振；电容、电感并联的电路，会出现电流谐振。

在分、合闸操作时就会引起谐振现象发生。

实际的电力系统电路复杂，不仅是三相的，电容也不一定是明显的电容器，可能是空载电缆线路或架空线路，电感线圈可能是变压器、互感器、电抗器，激发因素也不一定明显。

下面举例说明。

例如：当10kv电力系统发生单相接地时，因铁磁谐振造成电压互感器高压熔断器熔丝熔断。

图1 10KV电力系统接线图图2 等效电路图如图1所示，系统中性点是不接地的，但是电压互感器的中性点是接地的，它的高压绕组与外线对地电容构成L、C并联回路，图中，BI代表变压器的二次绕组，Ca、Cb、Cc代表三相对地电容，La、Lb、Lc代表电压互感器一次绕组，可以看成是带铁心的线圈。

当C相接地时，故障点流过电容电流，该系统的等效电路如图4所示。

因为Cc、Lc被短路，所以图中没有画出，La、Ca组成一个并联回路，两端电压Uca是1.732倍的相电压，在这一瞬间电压突变过程中，电压互感器高压线圈的非接地两相的励磁电流就要突然增大，呈现不同程度的饱和，电压互感器的各相感抗发生变化，各相电感值不相同，中性点位移，产生零序电压。

铁磁谐振，是电力系统自激振荡的一种形式，是由于变压器、电压互感器等铁磁电感的饱和作用引起的持续性、高幅值谐振过电压现象。

1、谐振回路中铁心电感为非线性的，电感量随电流增大、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转移到谐振状态。

如电源电压暂时升高、系统受到较强烈的电流冲击等；3、铁磁谐振存在自保持现象。

激发因素消失后，铁磁谐振过电压仍然可以继续长期存在；4、铁磁谐振过电压一般不会非常高，过电压幅值主要取决于铁心电感的饱和程度。

铁磁谐振的常用消除办法1)PT一次的中性点加装阻尼电阻。

该方法在已广泛采用，生产定型产品的厂家比较多，在实际运用中都取得了满意的效果。

如西安电瓷厂生产的RXQ系列消谐器，该消谐器串接于PT一次绕组中性点与地之间，内部材料为大容量的非线性碳化硅电阻片及散热片等串联组装于瓷套内而成。

其工作原理为：在低压下消谐器呈高电阻值(可达几百千欧)使谐振在起始阶段不易发展，单相接地时，消谐器上出现千余伏电压，它的非线性电阻下降，使其不影响接地保护的工作。

铁磁谐振的几个特点1)对于铁磁谐振电路，在相同的电源电势作用下回路可能不只一种稳定的工作状态。

电路到底稳定在哪种工作状态要看外界冲击引起的过渡过程的情况。

2)PT的非线性铁磁特性是产生铁磁谐振的根本原因，但铁磁元件的饱和效应本身也限制了过电压的幅值。

此外回路损耗也使谐振过电压受到阻尼和限制。

当回路电阻大于一定的数值时，就不会出现强烈的铁磁谐振过电压。

3)串联谐振电路来说，产生铁磁谐振过电压的的必要条件是因此铁磁谐振可在很大的范围内发生。

4)维持谐振振荡和抵偿回路电阻损耗的能量均由工频电源供给。

为使工频能量转化为其它谐振频率的能量，其转化过程必须是周期性且有节律的，即…1/2(1，2，3…)倍频率的谐振。

5)铁磁谐振对PT的损坏。

电磁谐振(分频)一般应具备如下三个条件。

①铁磁式电压互感器(PT)的非线性效应是产生铁磁谐振的主要原因。

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。

铁磁谐振是指一种物理现象，主要发生在带有铁磁元件的电路中，是由铁磁元件的非线性电感和铁磁元件的电磁耦合所引起的。

铁磁谐振具体指的是：当外施正弦交流电压加到电路中时，与铁磁元件的矫顽力Hc和磁滞回线宽度Br的乘积成正比，与其他因素无关。

这个现象被称为铁磁谐振。

铁磁谐振在电力系统中，当电压互感器铁芯饱和时可能发生，此时过激和谐波谐振也属于铁磁谐振。

为了避免铁磁谐振现象，通常会采取以下措施：
1.采用不带铁芯的电感元件或采用电容、电阻元件构成无源滤波
器，或者采用同步调相机、晶闸管等元件以构成有源滤波器。

2.尽量减小电压互感器的容量，采用电容补偿的方法使回路中发
生谐振时，因电容与电压互感器电感构成并联关系，可减小电压互感器容抗，从而降低产生铁磁谐振的电压。

3.在电压互感器二次侧开口三角形绕组两端并联阻尼电阻，同时
将开口三角形绕组两端对地并联电容器，以减小正常运行时三角形绕组中的电流。

4.在电压互感器二次侧开口三角形绕组两端并联阻尼电阻，同时
将开口三角形绕组两端对地并联电容器，以减小正常运行时三角形绕组中的电流。

请注意，以上信息仅供参考，如出现具体问题，建议咨询相关领域专家或使用相关领域的专业设备进行解决。

一、概述铁磁谐振就是由铁心电感元件,如发电机、变压器、电压互感器、电抗器、消弧线圈等与与系统的电容元件,如输电线路、电容补偿器等形成共谐条件,激发持续的铁磁谐振,使系统产生谐振过电压。

电力系统的铁磁谐振可分二大类:一类就是在66kV及以下中性点绝缘的电网中,由于对地容抗与电磁式电压互感器励磁感抗的不利组合,在系统电压大扰动(如遭雷击、单相接地故障消失过程以及开关操作等)作用下而激发产生的铁磁谐振现象;另一类就是发生在220kV(或110kV)变电站空载母线上,当用220kV、110kV带断口均压电容的主开关或母联开关对带电磁式电压互感器的空母线充电过程中,或切除(含保护整组传动联跳)带有电磁式电压互感器的空母线时,操作暂态过程使连接在空母线上的电磁式电压互感器组中的一相、两相或三相激发产生的铁磁谐振现象,即串联谐振,简单地讲就就是由高压断路器电容与母线电压互感器的电感耦合产生谐振由于谐振波仅局限于变电站空载母线范围内,也称其为变电站空母线谐振。

二、铁磁谐振的现象1、铁磁谐振的形式及象征1)基波谐振:一相对地电压降低,另两相对地电压升高超过线电压;或两相电压降低、一相电压升高超过线电压、有接地信号发出2)分次谐波:三相对地电压同时升高、低频变动3)高次谐波:三相对地电压同时升高超过线电压2、串联谐振的现象:线电压升高、表计摆动,电压互感器开口三角形电压超过100V三、铁磁谐振产生的原因及其分析:1、铁磁谐振产生的原因:1)、有线路接地、断线、断路器非同期合闸等引起的系统冲击2)、切、合空母线或系统扰动激发谐振3)、系统在某种特殊运行方式下,参数匹配,达到了谐振条件2、串联谐振产生的原因:进行刀闸操作时,断路器隔离开关与母线相连,引发断路器端口电容与母线上互感器耦合满足谐振条件3、电力系统铁磁谐振产生的原因分析电力系统就是一个复杂的电力网络,在这个复杂的电力网络中,存在着很多电感及电容元件,尤其在不接地系统中,常常出现铁磁谐振现象,给设备的安全运行带来隐患,下面先从简单的铁磁谐振电路中对铁磁谐振原因进行分析。

浅谈电力系统中的铁磁谐振【摘要】本文主要论述了电力系统中的铁磁谐振产生的主要原因、发生谐振时的现象、危害以及消除谐振的办法【关键词】铁磁谐振；中性点不接地系统；电压互感器；电容；电感前言：2009年由于陡河发电厂#1、#2机组关停，6kv厂用系统发生了改变，#1机6kv系统完全退出，将公用设备转接到#2机6kv系统上（改名为：厂用公用6kv a段、公用6kv a段、）工作电源由#3机6kv b段（63b）提供，备用电源由启备变t0提供。

某月某日，运行人员操作启动#3循环泵时（厂用公用6kv a段负荷），电机接线盒处c相单相接地，保护动作跳开开关，同时造成公用段上级6kv 母线振荡。

某月某日，运行人员操作合中继#1线电源开关时（厂用公用6kv a段负荷），造成公用段上级6kv母线振荡，pt一次保险熔断。

下面针对我厂6kv母线谐振及处理方案进行简要分析：一、概述我厂6kv母线为中性点不接地系统，由于电磁式电压互感器（tv）激磁特性的非线性，当电压发生波动使系统中电抗接近容抗时，便产生谐振过电压。

特别是遇有激磁特性不好（易饱和）的tv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tv的熔断器熔断、匝间短路或爆炸；重者则发生避雷器爆炸、母线短路、厂用电失电等严重威胁电气设备运行安全的事故。

二、铁磁谐振的现象1、铁磁谐振的形式及特征1）基波谐振：一相对地电压降低，另两相对地电压升高超过线电压；或两相电压降低、一相电压升高超过线电压、有接地信号发出2）分次谐波：三相对地电压同时升高、低频变动3）高次谐波：三相对地电压同时升高超过线电压2、串联谐振的现象：线电压升高、表计摆动，电压互感器开口三角形电压超过100v三、铁磁谐振产生的原因及其分析：1、铁磁谐振产生的原因：1）有线路接地、断线、断路器非同期合闸等引起的系统冲击（合#3循环泵）2）切、合空母线或系统扰动激发谐振（合中继#1线）3）系统在某种特殊运行方式下，参数匹配，达到了谐振条件2、简单的铁磁谐振电路中谐振原因分析在简单的r、c 和铁铁芯电感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。

浅谈电力系统中的铁磁谐振铁磁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，激发持续的铁磁谐振，使系统产生谐振过电压。

电力系统的铁磁谐振可分二大类：一类是在66kV及以下中性点绝缘的电网中，由于对地容抗与电磁式电压互感器励磁感抗的不利组合，在系统电压大扰动作用下而激发产生的铁磁谐振现象；另一类是发生在220kV（或110kV）变电站空载母线上，当用220kV、110kV带断口均压电容的主开关或母联开关对带电磁式电压互感器的空母线充电过程中，或切除带有电磁式电压互感器的空母线时，操作暂态过程使连接在空母线上的电磁式电压互感器组中的一相、两相或三相激发产生的铁磁谐振现象，简单地讲就是由高压断路器电容与母线电压互感器的电感耦合产生的谐振。

2 铁磁谐振产生的原因及激发条件电力系统是一个复杂的电力网络，在这个复杂的电力网络中，存在着很多电感及电容元件，尤其在不接地系统中，常常出现铁磁谐振现象，给设备的安全运行带来隐患，下面先从简单的铁磁谐振电路中进行分析。

在简单的R、C和铁铁芯电感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，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。

下列激发条件造成铁磁谐振：（1）电压互感器的突然投入；（2）线路发生单相接地；（3）系统运行方式的突然改变或电气设备的投切；（4）系统负荷发生较大的波动；（5）电网频率的波动；（6）负荷的不平衡变化等。

3 常用的消谐方法及优缺点3.1中性点不接地系统常见的消谐措施3.1.1采用励磁特性较好的电压互感器目前，在我单位新建变电站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。

电力系统产生铁磁谐振过电压的原因及消除方法目前，我国的经济发展十分迅速，在电力系统中容易出现铁磁谐振过电压事故，严重威胁着人们的生命财产安全，需要引起高度的重视，有针对性采取解决措施，避免出现铁磁谐振过电压现象。

本文将简述铁磁谐振的危害性，并分析了其产生的原因与条件，最后提出了具体可行的预防对策。

标签：电力系统；铁磁谐振；消除方法引言电力系统内设置有众多的储能元件，在系统操作与出现故障以后，变压器、互感器等含铁芯元件的非线性电感元件和系统内电容串联将造成铁磁谐振现象，将严重威胁着电力系统运行的安全性与稳定性。

在出现铁磁谐振过电压以后，会让电压互感器一次熔丝熔断，并将电压互感器烧毁，严重时还会炸毁瓷绝缘子和避雷器，从而以引起系统停运。

且受到电源的作用，还会引起串联谐振的情况，让系统内发生严重的谐振过电压。

对此我们需要引起高度重视，消除铁磁谐振过电压势在必行。

1 电压互感器发生铁磁谐振的机理谐振是交流电路当中独有的一种现象，通常情况下，交流电路当中出现了电感以及电容的串联现象，会出现感抗等于容抗，从而造成谐振。

一般来说，电力系统当中，受到电容、电感等元件故障影响或者误操作时，就会产生以谐振为代表的震荡回路。

谐振所具有的串谐特征，还会对某些系统元件产生不可逆的破坏性影响，其中电压互感器在谐振影响下的表现十分明显，这是由于电压互感器作为铁芯元件，而铁芯在参与到回路当中所形成的饱和电路会表现为非线性的电感参数，从而造成其严重破坏。

就目前的电力系统谐振问题影响特征来看，谐振问题一般可以依据电网结构分为并联谐振以及串联谐振两种谐振类型，前者表现在小接地单流系统内部，并联状态下的铁磁谐振会使得电容互感器与电压互感器在一次中性接地点的非线性电感之上，构成谐振回路；而后者则是在大接地电流系统当中产生。

电磁式电压互感器会通过非线性电感与断路器断口的电容共同构成谐振回路。

而在众多谐振回路当中，铁磁电压谐振出现最为频繁，同时影响力也最大。

电力系统铁磁谐振的产生及消除措施【摘要】铁磁谐振过电压是一种常见的内部过电压，多发生在中性点不直接接地的配电网中，在中性点直接接地的电网中也时有发生，谐振时的过电压和过电流，严重影响了系统安全运行。

本文就其原理、检测方法以及消除措施作了简单的探究。

【关键词】电力系统铁磁谐振产生消除中图分类号：f407.61 文献标识码：a 文章编号：一、电力系统铁磁谐振原理电磁式电压互感器正常工作时，低压侧的负荷很小，接近空载，高压侧具有很高的励磁阻抗，在受到某些大的冲击或扰动干扰时，如中性点不接地系统非同期合闸，或者在接地故障消失之后，电磁式电压互感器因瞬间过电压而发生铁芯饱和，电压互感器电感的非线性效应使励磁电流的波形发生畸变，将工频电源能量转化为谐波能量，由此产生的谐波会成为引发谐振的谐波源，电压互感与导线对地电容或其它设备的杂散电容间形成了单相或三相谐振回路，并激发起谐波的铁磁谐振过电压。

由于回路参数及外界激发条件的不同，可能造成分频、工频或高频铁磁谐振过电压。

三相电网各相导线之间及各相对地之间，沿导线全长都分布有电容。

当中性点不接地电网发生单相接地故障时，故障相的对地电容为零，另外两相的对地电压升高到1.732倍。

相电压升高若未超过安全电压设计的绝缘强度，但是会导致其对地电容的增加，单相接地时电容电流为正常运行时一相对地电容电流的3倍。

当该电容电流较大时，较易引起间歇电弧，对电网的电感和电容的震荡回路产生过电压，其值可达2.5到3倍的相电压。

电网电压越高，由其引起的过电压危险越大。

相关研究表明，电磁式电压互感器饱和引起铁磁谐振过电压的有如下几个必要条件:(1)电源变压器中性点不接地，包括经消弧线圈接地时消弧线圈脱离运行的情况，电压互感器中性点接地，电压互感器伏安特性较差。

(2)电网参数和互感器参数的不利组合。

(3)有强烈的冲击扰动发生，如断路器合闸；雷击线路引起单相瞬间接地；持续性单相接地故障的切除以及来自另一高压绕组的传递过电压等。

（1）铁磁谐振是电力系统自激振荡的一种形式，是由于变压器、电压互感器等铁磁电感的饱和作用续性、高幅值谐振过电压现象。

其主要特点为：1、谐振回路中铁心电感为非线性的，电感量随电流增大、铁心饱和而下降；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转移到谐振状态。

如电源电压暂时升高、系统受到较强烈的电流冲击等；3、铁磁谐振存在自保持现象。

激发因素消失后，铁磁谐振过电压仍然可以继续长期存在；4、铁磁谐振过电压一般不会非常高，过电压幅值主要取决于铁心电感的饱和程度。

(2)中文词条名：铁磁谐振过电压现象和消除办法是什么？英文词条名：答：现象：三相电压不平衡，一或两相电压升高超过线电压。

消除办法：改变系统参数。

（1）断开充电断路器，改变运行方式。

（2）投入母线上的线路，改变运行方式。

（3）投入母线，改变接线方式。

（4）投入母线上的备用变压器或所用变压器。

（5）将TV开口三角侧短接。

（6）投、切电容器或电抗器。

发生铁磁谐振的防范措施中国电力网 2008年1月9日13:47 来源：点击直达中国电力社区110 kV良站10 kV系统为中性点不接地系统，在10 kV系统出现A相单相接地时，发生10 kV母线干式电压互感器烧坏的故障。

事后检查，母线电压互感器本体炸裂、内部绝缘物喷出，非接地相B、C相一次熔丝熔断，母线电压互感器的避雷器未动作，中性点所接消谐电阻正常，中性点绝缘正常，励磁特性在正常范围，二次回路绝缘正常。

现分析单相接地时，电压互感器烧坏及铁磁谐振产生的原因。

电力系统中存在着许多储能元件，当系统进行操作或发生故障时，变压器、互感器等含铁芯元件的非线性电感元件与系统中电容串联可能引起铁磁谐振，对电力系统安全运行构成危害。

在中性点不接地的非直接接地系统中，铁磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压是常见的，是造成事故较多的一种内部过电压。

这种过电压轻则使电压互感器一次熔丝熔断，重则烧毁电压互感器，甚至炸毁瓷绝缘子及避雷器造成系统停运。

35kV系统铁磁谐振的处理措施摘要：针对35kV中性点不接地供电系统铁磁谐振故障为基础，阐述中性点不接地系统铁磁谐振的产生、特点及消除措施。

关键词：中性点不接地系统；铁磁谐振；过电压；消谐引言近年来随着伊河电网的快速发展，加上电网进行的改建和扩建工程，大到220kV、小到10kV的配电网都有较大的变化，但由于中低电网的扩大，出线回路数增多，线路增长，电缆线路也逐渐增多，35kV系统存在烧毁电压互感器、变压器等情况，给电网安全造成了极大的威胁，造成设备烧坏，甚至还会诱发产生更为严重的电力系统事故。

1.概况铁磁谐振是铁芯电感元件，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，激发持续的铁磁谐振，使系统产生谐振过电压。

正常运行ωL>1/ωC，当ωL=1/ωC 产生谐振。

2.故障现象某电站35kV出线，线路长47.8千米，线路上共T接了23台35kV/400V成套式箱变，箱变内均配备电压互感器，其中前10台为许继箱变，后13台为川开箱变，均以35kV三芯电缆T接接入，自2010年投入运行后，该系统频繁出现设备烧毁事故。

3.事故分析因为该工程35kV系统频繁出现该设备烧毁事故，经本单位相关技术人员对事故点查找，主要有两个部分：①35kV高压进线电缆频繁烧毁；②箱变烧毁事故点多在变压器至400V配电柜连接导线处。

原因是低压400V导线A、B、C、N捆绑在一起，导线绝缘不是防阻燃材料；经单位相关技术人员及电科院专家分析，35kV电力系统存在铁磁谐振现象，由于谐振时产生过电压，是导致设备频繁烧毁的主要原因。

4.采取的措施（1）退出箱变电压互感器。

（2）对400V低压导线技改；①用绝缘木块将400V低压导线A、B、C、N 相分开固定；②将400V导线型号为：BVR多股软铜芯导线更换成型号为：ZR-VVR防阻燃多股软铜芯导线，并刷防火漆。

（3）对35kV系统技改；①在110kV变压器35kV侧加装调匝式消弧线圈（图1），消弧线圈成套装置，它由（接地变压器、单相隔离开关、避雷器、调匝式消弧线圈、有载调节开关、阻尼电阻、控制柜）组成。