电磁谐振产生的原因

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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 ， 电线路 、 如输 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
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中国新技术新产品
摘 要： 电力 系统 中有很 多铁 芯 电感元 件 ， 系统发 生 故 障或 开关 操作 时 ， 外加 电源的 作 用下 ， 些 电 感可 能 与 电容 （ 导线 电 当 在 这 如 容 ） 生铁 磁谐 振过 电压 。它会破 坏 电气设备 的绝缘 ， 至会烧 毁 电气设备 ， 产 甚 严重 威胁 着 电力 系统 的安全 、 定运行 。本 文分 析 了电 稳 力 系统铁 磁谐振 过 电压 的产 生原理 ， 生原 因 ， 产 并提 出 了具体 的防 范措施 。 关键词 ： 电压互 感 器； 铁磁 谐振 ； 电感 倒 闸操作 引发 电流 、 的冲击扰动 ， 有可能 ０ 即开 口 电压 就 ， 三角绕组被短接 ， 当于电压 互感器 Ｔ 相 发生铁磁谐振。当 Ｐ Ｔ发生 谐振以后 ， 芯里产 型等值电路的二次测短 路。 铁 生零序磁通 ，这个磁通在开 口三角线 圈里感 应 ３ ． ２将互感器高压侧中性 点经高阻抗（ 零序 出零 序电压 ， 现行 的 铁芯截 面积小 ， 一般 运 互感器或可变电阻 ） 。 接地 过电压田 。过 电压造成 励磁 电流剧增 ， 有时 可达 行在励磁 曲线的饱和点 以下 ，一般在线 电压下 在三相 电压互感器 高压侧 中性点 串入 １ 台 额定电流的几 十倍 ， 持续时间较长 ， 就会造成熔 就饱和 了， 导致 的感 抗 ｘ 严重下降 ， 这样就 单相电压互感器的高压线圈 ，而其低压线圈则 断器的熔 断， 设备的烧损或爆炸 ， 乃至大面积停 和线路或母线对地 电容 Ｘ 组成 了谐振 回路 。 串人三相电压互感器低压侧的 中性点接地回路 电事故目 。 ２ ． ２不对称接地故 障引起 的铁磁谐振 中。正常运行时三 相 电压互感器的 中性点电位 １中性点不接地系统中铁磁谐振的产生原 在 中性点不接地系统 中，当发生单相接地 接近 ０ ’ 单相电压互感器 中没有 电流流过。当系 理 故障时 ， 电网电压 、 维持不 变 ， 相位 故障相 电压 统 内出现一相接地时 ，两正常相的对 地电压升 如图 １ 所示 ， 电源变压器 中性点不接地 ， 为 下降为近似零 值 ， 非故 障相 上升为额定 电压近 高 １ ３ 倍 。 ． ２ 但由于三相 电压互感器的中性点对 ７ 了监视绝缘 ，电压互感 器的一次绕组 中性点直 似值 的 １ ３ 倍 ， ． ２ 当系统接地故 障消除 后 ， ７ 非接 地 之间 串联 了 １ 台单相 电压 互感 器 的高压线 接接地 ， 其励磁 电感分 别为 Ｌ 、 与 并联 地相在过 电压期 间 ， Ｉ 、 Ｉ Ｌ 其 Ｌ 由于线路 电容 的作用 ， 已对 圈 ， 这样就相 当于增加 了每一相的励磁 电感 ， 因 的电容 ｃ代表该相导线 和母线 的对地 电容 。Ｃ 线路充人 电荷 ，这部分 电荷在 陛点不接地 系 此铁芯中磁通不会升高到严重饱和的状态口 能 。 。 。 与励磁电感并联后的导纳 为 、 ｗ Ｙ、 。 Ｙ 统 中，只能对 电压互感器的高压绕组 电感线 圈 够使电压互感器各相 电压保持在正常相 电压 附 在正常运行条件下 ， 磁电感 Ｌ － ＝ 故 放电 ，而流人大地 ，在这 个电压 瞬变过渡过程 近而不饱和 ， 励 ￣Ｌ Ｌ ， ｖ 提高了电压互感器零序励磁特性 ， Ｙ＝ ｖ 三相对地 负载是平衡 的 ， ｕ ￣ ， Ｙ Ｙ 中性点 电位 中，非接地相电压互感器一次绕组励磁 电流突 降低电压互感 器的一次 电流 ， ， 同时 也保持 了接 为零 。 然出现数倍于额定 电流的峰值 电流 ，可将一次 地指示装 置对零序 电压幅值 和相 位的灵 敏度 ， 当电网中发生 冲击扰动 ，例如 电源合闸至 电压 互感器保险熔断甚ｊ烧 毁 Ｉ 另外除三相 是一种 比较优越 的消谐 方法 。但是单 相电压互 呷。 空母 线使 互感器一相 或两相 出现涌流现 象 ， 或 电压互 感器外 ， 的主变、 其余 配变 中性点 均不接 感器型号 的选取 要依据 实际情况来选 择 ，如有 线路瞬间单相弧光接地（ 或熄弧 ） ， 后 健全相 （ 或 地 ，当系统发生一个周波重燃多次 的弧 光断续 观 认为 ， 当选取与三相 电压互感器变 比相 应 故障相 ） 突然升 高也会 出现很 大涌流 ， 电压 造成 接地 时 ， 电压互感器成为 系统对地放 电的通 道 。 等 的单相电压互感器 。 该相互感器磁路饱 和 ， 电感 Ｌ相应减小 ， 励磁 这 其放 电电流可达 ２ Ａ左右 ， 是一般 电压互感 器一 ３ ＿ 电源变压器 中性点经过 消弧线圈接 ３将 样三相对地负荷 就变得 不平衡 ，中性点 出现位 次额定 电流 ２ ０ ０ 倍左右 ，这样重燃多次断续放 地 。 移电压 ， 其值为 电， 可能造成 电压互感器因剧烈发热而烧毁 。 在 中性点经消弧线 圈接地 的情况下 ，其 电 ２ ， ３串联谐振 感 值远 比互感器的励磁 电感小 ，回路 的零序 自 ｅ － ｏ－ －一 ㈩ 串联谐振 的现象 ： 电压升 高 、 线 表计 摆动 ， 振频率决定 于电感和电容 ， 感器所引起的谐 互 式中： 赢为中性点位移（ 对地） 电压； 电压互感器开 口三角形 电压超过 １ ０ 。 电线 振 现象也 就成为不可能。３ Ｖ系统发生谐振 ０Ｖ 输 ５Ｋ 为三相电源电压 ； 路中的导线断落 、断路器非全 相运行 以及熔断 时 ， 可采取此法 。需要指 出的是 ， 加装 消弧线 圈 为三相励磁电感 与母线 电容并联 器 的一相或 两相熔断 也可能使系统 中 的电感 、 以后 ，系统 中若发生断线故障或 出现纵 向不对 后的导纳。 电容元件 形成 串联谐 振回路 ， 中电感一般 是 称 电压时 ，消弧线 圈可能与系统 电容和 电压互 其 在正 常运行情况下 ，由于电压互感器励磁 指 空载或轻负载 变压器 的励磁 电感 等 ，电容 一 感器励磁 电感之 间呈现 串联谐振状态 ，同样可 阻抗很大 各相导 纳呈 现容性 ， 而扰动结果使 ｖ 般是指导线 的对地和相 问电容 ，或 电感线 圈的 能引起铁磁谐振问题 。因此加装消弧线圈抑制 相和 Ｗ相 电感 即 Ｌ Ｖ和 Ｌ 减小 ，电感 电流增 对地杂散电容 等。 Ｗ 因此 ， 中． 在 性点不 接地的系统 铁磁谐振的问题需要针对配 电网特点考虑这种 大， 可能使 ｖ相和 ｗ 相导 纳变成感 性 ， 构成 如 网络 中， 断线谐振出现的频率非常高 ， 并且会造 可能性。 图１ 所示 的等值电路图 ， 导纳 和容性导 成各种严重后果 。而且 由于铁芯的磁饱和引起 感性 ４结论 纳 相互抵消 ， 使总导纳 Ｙ ＋ ｖ Ｙ 显著减小 ， 电流 、 波形的畸变 ， ｕＹ＋ｗ 电压 即产生 了谐波 ， 谐振 使 通过 以上分析 ，中性点不直接接地系统 中 位移 电压 Ｅ 大为增加’ ０ ，如果参数配合适 当 ， 总 回路还会对谐波产生谐振。 产生 的铁磁 谐振过电压会 对电力 系统造 成严 重 导纳接近于零 ， 就产生了串联 谐振现象 ， 中性点 ３消除铁磁谐振的措施 的后果 ，因此采用将电压互感器开 口三角短接 位移 电压将急剧上升日 。引起 电磁式 电压互感器 为 了限制和消除这种零序 性质 的谐振过电 或 电压互感器 中性点经高 阻抗接地等措施可大 励磁 电流急剧上升等 ， 即铁磁谐振现象 。 压， 采用下列措施将取得显著效果。 但根据某高 大减少铁磁谐振的发生 ，至于采用何种消谐方 ２常见的铁磁谐振过电压现象 校仿真研究结果 ， 任何措施都有一定局 限性 ， 不 法 ， 根据当地系统的实际情况 ， 应该 结合系统的 ２ 运行开关操作引起的铁磁谐振 ｌ 是绝对可靠的 ， 采用时应予以注意。 运行方式 ， 在充分借鉴和积累的基础上 ， 分别采 在 中性 点不接地系统 中运行 的接地 电压互 ３ 在剩余 电压绕组 开 口三角端 子并接一 取措施 ， ． １ 以达到预期的 目的。 感器 ， 其每相绕组和线路每相 电容并联 ， 形成并 个 电阻 Ｒ或加装 专用消谐器 。 参 考 文 献 联谐 振回路 ， 在暂态激发 的条件 下 ， 、 闸 ， 如开 合 在电网正常运行时 ，开 口三角绕组端 口基 【刘晖． 电力 系统铁 磁谐振过 电压叨 江西 电 １ 】 浅析 ． 本无 电压 ，如果在端 口 力 ．０ ６ ２ｏ． 上接人 电阻 Ｒ 不消耗 李顺福． 电压互感器铁芯饱和谐振过电压的分 能量 ，当系统因单相接 析及预 防措施 青海 电力，０３ ． ２０． 地故障而发生 中性点偏 ［】 ３凌子恕． 高压互感 器技 术手册 北京： 中国电 ｏ５ 移时 ，开 口三角绕组端 力 出版 社 ２ ｏ． Ｌ 二二二二二］一 ＿ Ｉ 口出现 电压 ， Ｒ消耗 能 郭景武 ， 荣新 消 谐装置在 电力 系统 中的应 张 量 ，而且 Ｒ值越小 ， 消 用分析 天津电力技 术，０５ ． ２０ 年增刊． （原理接线 图 ａ ） （等值 电路 图 ｂ ） 耗能量越多 ，限制谐 振 【ｌ ５ 黄建硕铁 磁分频 谐振过 电压 的产生 、 害及 危 图 １中性点不接地 系 中电压互感器谐振接 线图 统 的作用越明 显。 如果 Ｒ 措施加． ＝ 电工技 术应 用，０ ７ ２０．

电动汽车充电站谐振现象及其分析随着汽车电动化的发展，电动汽车充电站的建设日益增多。

在使用过程中，人们偶尔会遇到充电站出现谐振现象的问题。

本文将对电动汽车充电站谐振现象进行分析。

我们先来了解一下什么是谐振现象。

谐振是指在受到周期性外力的作用下，系统的振动频率与外力频率相同或互为整数倍的现象。

在充电站中，谐振现象即指充电设备与电动汽车之间可能发生的共振现象。

在电动汽车充电站中，谐振现象可能发生在充电设备与电动汽车之间的电磁耦合环节。

由于电车与充电设备之间存在电磁波传输，当系统的振动频率与外力频率相就会出现谐振现象。

谐振现象对电动汽车充电站的影响主要体现在以下几个方面：1. 充电效率：谐振现象会导致能量的损耗，使得充电效率降低。

当共振发生时，系统的能量传输效率降低，导致充电时间延长。

2. 系统稳定性：谐振现象会对电动汽车充电系统的稳定性产生负面影响。

共振会导致电动汽车充电站内部电压和电流的波动，增加系统故障的风险。

1. 设备设计问题：如果充电设备的设计不合理，容易引起共振现象。

电动汽车充电设备的电磁屏蔽效果不佳，容易受到外界电磁场的影响，导致谐振现象。

2. 地理环境因素：地理环境因素也可能引发谐振现象。

当充电站的地理位置处于某种频率的辐射范围内时，可能发生共振现象。

3. 外界电磁干扰：外界电磁干扰也是谐振现象发生的原因之一。

周围的无线电设备或其他电子设备的电磁辐射可能对充电设备产生干扰，引起谐振现象的发生。

针对电动汽车充电站谐振现象，我们应采取一些措施来解决和减少其影响：1. 设备设计优化：对电动汽车充电设备进行合理的设计和优化，提高其电磁屏蔽效果，减少共振现象的发生。

2. 地理环境选择：在兴建充电站时，选择距离其他频率辐射源较远的地理环境，降低谐振的风险。

3. 电磁干扰消除：通过采取电磁干扰消除措施，减少外界电磁干扰对充电设备的影响，减少共振现象的发生。

电动汽车充电站谐振现象是一个常见的问题，对充电效率和系统稳定性都有一定的影响。

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。

谐振知识点总结1. 谐振的基本概念谐振是指系统在受到外力激励的情况下，发生幅度增大的现象。

在固有频率与外力频率相等的条件下，系统的振幅会不断增大，这种现象就是谐振。

谐振可以分为机械谐振和电磁谐振两种。

在机械谐振中，系统通过弹簧和质点的振动来实现谐振；在电磁谐振中，系统通过电感和电容的振动来实现谐振。

2. 谐振的条件谐振的发生需要满足两个条件：一是外力频率等于系统的固有频率，二是系统存在阻尼，但是阻尼又不能太大。

外力频率等于系统的固有频率是谐振发生的基本条件。

当外力的频率与系统的固有频率相等时，系统受到的外力就能够最大程度地推动系统振动，从而产生谐振现象。

系统存在阻尼是保证谐振稳定性的重要条件。

阻尼会限制系统振幅的增长，并且当阻尼过大时，系统的谐振现象也会减小甚至消失。

3. 谐振的特点谐振具有以下几个特点：（1）幅度增大：当外力频率等于系统的固有频率时，系统的振幅会随着时间不断增大，直到受到限制。

（2）频率选择性：只有在外力频率等于系统的固有频率时，系统才会产生谐振现象。

（3）稳定性：在存在适当的阻尼情况下，系统的谐振现象是稳定的。

4. 谐振的应用谐振在日常生活和工程技术中具有重要的应用价值。

（1）调节器件：基于谐振的原理，可以制作调节开关、蜂鸣器等调频器件。

（2）接收信号：在电路中，谐振可以用于接收特定频率的信号，如调谐电路。

（3）减震：在建筑和桥梁工程中，可以利用谐振原理设计减震器来减少振动产生的影响。

（4）医学领域：声波和人体器官之间的共振现象，可以被应用在超声波检查、治疗和成像。

5. 谐振的危害虽然谐振在某些情况下带来便利，但它也可能带来一些危害。

（1）系统损坏：当振幅不断增大时，系统可能无法承受这种振幅而导致损坏。

（2）结构破坏：在受到谐振的外力作用下，结构物体可能发生共振破坏。

（3）能耗增加：在某些机械系统中，谐振会导致振动能量的大量损失，从而增加系统的能耗。

6. 谐振现象的研究方法谐振现象的研究是通过试验、观察和仿真等手段进行的。

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。

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。

电磁振荡知识点归纳总结电磁振荡的基本概念1. 电磁场的基本特征电磁场是由电场和磁场组成的物理场，它具有电荷和电流的作用和响应能力。

电场和磁场可以相互转化，是相互联系的。

2. 电磁振荡的定义电磁振荡是指在电磁场中，电荷或电流受到外界激励后，产生的周期性运动现象。

这种周期性运动会产生频率一致的电磁波，是无线通信和雷达等技术的基础。

3. 电磁振荡的基本原理电磁振荡的基本原理是在电容器和电感器之间来回转移电荷，并在此过程中产生电场和磁场的震荡。

这种电场和磁场的震荡便是电磁波。

频率与振幅决定了电磁波的特性。

电磁振荡的数学描述1. 电磁场的数学描述电磁场可以用麦克斯韦方程组来描述，其中包括电场和磁场的变化规律。

麦克斯韦方程组包括电场和磁场的高斯定理、法拉第电磁感应定律、安培环路定理和法拉第定律。

2. 电磁振荡的数学描述电磁振荡的数学描述可以用振荡电路的微分方程来表达。

在振荡电路中，电容器和电感器储存了能量，并在这两者之间来回流动，产生了振荡电流和振荡电压。

电磁振荡的特性1. 频率特性电磁振荡的频率与电容器和电感器的参数相关，可以根据电容器和电感器的数学关系来计算振荡频率。

2. 衰减特性在振荡电路中，能量会由于电阻损耗而衰减，导致振荡波的幅度逐渐减小。

这种衰减特性可以用指数函数来描述。

3. 相位特性电磁振荡的相位特性描述了振荡电压和振荡电流之间的相位差，在谐振的情况下相位差为零，在非谐振的情况下相位差会产生偏差。

电磁振荡的应用1. 通信领域电磁振荡是无线通信和雷达等技术的基础，通过调制振荡频率和幅度，可以实现信息的传输和接收。

2. 电子器件电磁振荡在电子器件中应用广泛，例如用于振荡器、谐振器、滤波器等电路中。

3. 科学研究电磁振荡也在科学研究中有着重要的应用，例如在太阳活动、地球磁场等方面的研究中。

总结电磁振荡是电磁场中电荷和电流产生的周期性振动现象，其基本原理是在电容器和电感器之间来回转移电荷，并在此过程中产生电场和磁场的震荡。

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。

35KV及以下系统谐振的原因分析、危害及防范措施摘要：由于系统铁磁谐振过电压所引发的电磁式电压互感器(以下简称PT)一次侧熔断器熔断的问题，通过故障统计并结合电压互感器的等值电路进行详细分析，得出了在电力系统发生电压互感器铁心深度饱和激发铁磁谐振，严重时甚至导致PT爆炸，严重威胁电网的安全运行。

本文对一起 35kV 系统电磁式电压互感器铁芯饱和引起铁磁谐振过电压，造成互感器爆炸，高压熔断器烧毁事故的原因进行分析，提出了防范措施。

关键词：电压互感器铁磁谐振过电压1.前言电力系统中存在着许多电感元件和电容元件，对于配网系统来说，如变压器，互感器，消弧线圈，电抗器等均属于电感元件，而线路导线对地电容，相间电容以及高压设备的杂散电容等都属于电容元件。

由于电压互感器属铁芯电感元件，正常情况下，电感，电容参数的配合远离谐振区，不会发生铁磁谐振，而当系统中发生某种扰动(如操作冲击，雷电等产生涌流)时，电压互感器的非线性铁芯就可能磁饱和，使得感抗迅速下降，当系统的容抗和电压互感器感抗相等或接近时，就容易发生铁磁谐振，产生谐振过电压。

铁磁谐振的危害是铁芯磁通密度增大，激磁电流大大增加，绕组过热，而且持续时间长，可能维持数分钟以上，对电气设备绝缘构成严重威胁，可能引起电压互感器熔丝熔断，喷油，绕组烧毁甚至爆炸等事故。

另外，当这种过电压发生时，还会出现虚接地现象，其实电网并没有真正接地。

特别是在6~35kV 中性点绝缘的配电网系统中，由于电磁式电压互感器引起的铁磁谐振事故较为频繁，是造成事故最多的一种内部过电压。

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化，而线电压却保持不变，因此，可以判定铁磁谐振过电压具有零序分量的性质。

所以，系统中性点绝缘是发生铁磁谐振的必要条件，因为只有电源中性点对地绝缘才有可能发生中性点位移，对于中性点经消弧线圈接地或中性点直接接地系统，只有当消弧线圈脱离运行或直接接地的中性点断开而变成中性点绝缘系统时才有可能发生这种过电压。

开口三角接入阻尼电阻：
• 我国有关规程规定：R<=0.4Xm Xm为互感器在线电压作用下，每相励 磁感抗换算到开口三角绕组两端的电 抗值； • 35kV及以下，可在开口处接白炽灯、 35kV一般接入500~1000W 6~10kV一般接入200~600W
中性点接入消谐电阻：
• 5）对中性点直接接地系统，可采取下 列措施消除TV谐振： • 以CVT代替电磁式电压互感器； • 对带均压电容的断路器，经断路容量的 核算有较大裕度（约30%）可拆除断口 均压电容。
铁磁谐振的基本 原理
1. 铁磁谐振
R
L
E
C
UC UL
• 谐振发生的必要条件：
ωL>1/ωC
• 因为电感不是常数，所以谐振 频率也不是常数； • 工频谐振
• 高频谐振 • 分频谐振
进入稳定谐振状态的条件：
UC
UL ∆U
E
a1
a2
a3
P
a1, a2, a3工作点分析：
• a1是稳定工作点，电路呈感性，电容、 电感电压较低，回路电流较小，是非 谐振工作点。
3.电磁式电压互感器饱和引起的 谐振过电压
等值接线
• 下面分析正常时和剧烈扰动时的TV上 的电压和电流
分析结论：
• 正常时，中性点电位等于零，回路呈 容性； • 当出现剧烈扰动时，铁芯电感饱和；
• 当参数配合不当，发生串联谐振，在 中性点（对地电容）出现很高的电压；
• 中性点位移，将引起TV三相电压发 生变化
• a2是不稳定工作点，微小扰动可使工 作点偏离a2；
• a3是稳定工作点，电路呈容性，电容 电感电压和电流急剧增大，称为谐振 状态的工作点。
• 为什么P点（ωL=1/ωC）不是谐振点？

电磁感应的应用和电磁波的谐振 电磁感应是指由于磁场的变化而在导体中产生电流的现象。这一现象在我们的日常生活和科学研究中有着广泛的应用。而电磁波的谐振也是电磁学领域内一个重要的概念。本文将分别探讨电磁感应的应用和电磁波的谐振。

一、电磁感应的应用 1.发电机原理 电磁感应的最典型应用就是发电机。发电机利用导体在磁场中运动时产生的感应电流来产生电能。当导体在磁场中切割磁力线时，磁力线与导体之间产生的磁通量的变化将引起感应电动势的产生。通过合适的装置，将感应电动势转化为电能供应给我们的生活和工业生产。

2.电磁感应炉 电磁感应炉是一种利用电磁感应原理来进行加热的设备。在电磁感应炉中，通过在盛有导体的容器周围通电，产生磁场。当导体中的电流通过磁场时，导体受到磁场的作用而加热，从而实现热能的产生。该设备广泛应用于金属加工、冶炼以及其他需要高温的工业领域。

3.感应电磁炉 感应电磁炉是利用电磁感应原理产生的感应电流进行加热的一种设备。通过在容器底部放置线圈，通电形成磁场。当容器内放置的金属物质被磁场穿透时，金属物质表面的电阻将产生热能，从而实现加热效果。感应电磁炉具有加热速度快、效率高等特点，被广泛应用于烹饪、工业热处理等领域。

4.电磁感应制动器 电磁感应制动器是一种常见的制动设备，利用电磁感应原理来实现制动功能。在电磁感应制动器中，通过运用磁铁产生磁场，将机械能转化为热能来实现制动过程。该设备被广泛应用于列车、电动车、电梯等交通以及机械设备的制动系统中。

二、电磁波的谐振 电磁波的谐振是指在特定条件下，电磁波在介质中的传播具有共振现象。这种共振现象使得电磁波的能量得到增加或衰减。电磁波的谐振在通信、雷达、振动传感器等领域具有重要作用。

1.通信中的谐振现象 在无线通信中，天线是电磁波的发射器和接收器。当天线的长度恰好等于电磁波的波长的整数倍时，会产生谐振现象，从而增强天线的辐射功率或接收灵敏度。这种谐振效应在无线通信中起到了非常重要的作用。

铁磁谐振的基本原理嘿，你们听说过铁磁谐振吗？这不就是那种看似高大上，其实也就那么回事的科学玩意儿嘛！我就来说说这事儿，保证你们听完之后，感觉跟邻居家大爷聊天似的。

说起来，我以前也是个“小白”，对这铁磁谐振一窍不通。

后来啊，有幸认识了一位电学界的“老司机”——老李。

老李这人对铁磁谐振那可真是了如指掌，一聊天，我就觉得仿佛打开了新世界的大门。

那天，我们俩在一块儿喝茶，我就跟老李说：“老李啊，我这铁磁谐振的原理一直没弄明白，你能给我讲讲吗？”老李笑了笑，端起茶杯喝了口茶，然后说：“哎，这事儿其实也不复杂，咱们就先从磁场说起。

”“磁场？”我疑惑地问，“磁场跟铁磁谐振有什么关系啊？”老李放下茶杯，指着桌子上的一个磁铁说：“你看，这个磁铁就是铁磁性材料，它对周围的磁介质有影响。

当这个磁铁在变化的电场中运动时，就会产生一个电场，这就是所谓的电磁感应。

”“哦，原来是这样啊！”我恍然大悟。

“没错，”老李接着说，“铁磁谐振就是电磁感应和铁磁材料的特性相结合产生的现象。

简单来说，就是当电路中的电磁场频率与铁磁材料的固有频率相匹配时，电路中的电流、电压等参数会出现极大值，这就是谐振。

”“固有频率？”我好奇地问，“那这频率又是怎么来的呢？”“哈哈，这个问题问得好！”老李笑了起来，“固有频率跟铁磁材料的磁导率、电路参数有关，就像每个人的指纹一样，独一无二。

你要想知道具体数值，还得去查阅资料或者测量。

”“哦，我明白了。

”我点了点头。

这时，旁边的一位朋友插嘴道：“哎，你们说的这铁磁谐振，到底有什么用呢？”老李喝了口茶，说：“这铁磁谐振可有大用处呢！比如，在无线充电、传感器、变压器等领域都有应用。

它能让电路在特定的频率下工作，提高效率，减少损耗。

”“哇，原来这么有用啊！”我感慨道。

“是啊，”老李笑着说，“这铁磁谐振就像一把神奇的钥匙，能打开电路世界的大门。

只要你掌握了它，就能在电学领域如鱼得水。

”听完老李的话，我心中对铁磁谐振有了更深的认识。

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。

电压互感器铁磁谐振产生原因和抑制措施摘要：电力系统的结构可以说是很复杂的，电压互感器铁磁谐振会带来一定程度的影响，其中比较常见的便是烧坏电压互感器，进而导致高压电机跳闸使生产停止，造成经济损失。

文章通过对电压互感器铁磁谐振的产生原因进行分析，提出了几点措施，以供相关部门参考利用。

关键词：电压互感器；铁磁谐振；危害；消除措施1引言通常情况下，直接接地系统和不接地系统共同组成电力系统接地系统。

直接接地系统的特点是容易产生并联谐振，不接地系统的特点是当发生单相接地时，容易出现串联谐振。

长期以来，电网的安全、稳定运行受到电力系统谐振过电压的严重影响和制约。

铁磁谐振在中性点不接地系统中所占的比例比较大。

当前，铁磁谐振问题随着电网的不断发展，在中性点直接接地系统中变得越加突出、严重，发生的概率也在逐渐增大，公司系统多次发生铁磁谐振引起的过电压案例，对电网的冲击很大，危害很深，应引起足够的重视。

2产生铁磁谐振的原因铁磁谐振存在三种情况：直接接地系统对地电容引发的铁磁谐振；不接地系统的单相接地引起的铁磁谐振；断路器端口并联的电容形成的铁磁谐振。

电力系统中许多元件是属于电感性的，如电力变压器、互感器、发电机、消弧线圈为电感元件，而线路各导线对地和导线间既存在纵向电感又存在横向电容，这些元件组成复杂的振荡回路，在一定的能量作用下特定参数配合的回路就会出现谐振现象。

由于铁芯电感的磁通和电流之间的非线性关系，电压升高导致铁芯电感饱和，极易使电压互感器发生铁磁谐振。

在中性点不接地系统中，如果不考虑线路的有功损耗和相间电容，仅考虑电压互感器电感与线路的对地电容C，当C大到一定值且电压互感器不饱和时，感抗XL大于容抗XC；而当电压互感器上电压上升到一定数值时，电压互感器的铁芯饱和，感抗XL小于容抗XC，这样就构成了谐振条件，下列几种激发条件可以造成铁磁谐振：（1）当投入电力系统的电力线路长度发生变化时，线路对地电容与线路电阻发生改变。

主要目的是防止6KV系统的铁磁谐振1、谐振的电磁机理：母线系统发生铁磁谐振分并联谐振和串联谐振。

所谓并联铁磁谐振是指中性点不接地或小接地系统中，母线系统的对地电容3CE与母线电磁电压互感器PT（一次中性点接地）的非线性电感L组成的谐振回路，如图1（a）所示；所谓串联铁磁谐振是指大电流接地系统中，断路器断口均压电容C与母线电磁电压互感器PT的非线性电感L组成的谐振回路（待我厂网控SF6开关更换后，由于所有发电机出口、母联、分段、线路开关断口不存在并联电容，不会出现串联谐振）2、铁磁谐振与接地事故现象的异同点。

6KV母线互感器的一组二次侧绕组接成开口三角的形式，当母线发生单相接地时，6KV系统的零序电压（即中性点位移电压）就按变比关系感应至开口三角绕组的两端，使信号装置发出接地指示。

显然在发生上述铁磁谐振现象时，位移电压UN同样会反映至开口三角绕组的两端，从而发出假的接地信号，造成值班人员的误判断，但系统中实际并未出现接地故障点。

此时三相对地电压的变化与接地故障时的现象也截然不同。

3、磁谐振的后果。

谐振产生时，系统将出现过电压，并将绝缘薄弱处击穿；避雷器放炮；6KV母线电压互感器过电流烧损或一次保险熔断，从而导致低电压保护误动，厂用电源中断，导致停电、停机事故的发生。

4、铁磁谐振产生的原因：1）不接地系统的中性点位移电压，由于6KV母线中性点（23B及20B乙低压侧绕组为角形接线）不接地，将产生中性点位移电压&Uacute;N。

&Uacute;N的大小与铁磁谐振回路三相对地阻抗－PT非线性电感L、系统对地电容CE是否平衡有关，可按节点电压法求得、5、止铁磁谐振过电压的措施：为防止出现铁磁谐振过电压，应从设备、技术及操作上采取综合措施。

这些措施实施的目的，在于避免形成铁磁谐振的条件。

一般从以下几个方面考虑：①选择合理的运行方式及操作方式；②改变XL、XC的比值，躲开谐振区；③选择特性优良的PT；④保证断路器三相同期动作等等。