不接地系统产生谐振的原因及措施

35kV矿井变电站发生分频谐振原因分析及防范措施摘要：本文通过对我公司一座35kV变电站多次发生烧损电压互感器的事故案例进行剖析，查找出了该系统容易激发分频谐振的类型和原因，制定了防范措施，以改进系统参数来避开谐振区域，从而确保了矿井安全供电。

关键词：分频谐振防范措施我公司电网拥有5座35kV变电站，其中4座变电站为区域性变电站，即在每个煤矿区域中心设有1座35kV变电站，将35kV电压降为6kV电压后，通过架空线路输送到各井口6kV配电所，然后再通过电缆配送到井下和地面各供电点。

这4座35kV变电站的供出馈路一般有十几路。

而另外1座35kV大水头变电站则为井口直供变电站，即将6kV电压直接由电缆供井下和地面负荷，而且配出的6kV馈路较多，共28路。

该变电站自投运以来，每当出现单相接地故障时，就容易引起铁磁谐振过电压，多次导致电压互感器（以下简称PT）熔丝熔断、电压互感器自身烧损等事故，严重影响了矿井安全供电。

一、事故分析1.通过对几次烧损PT过程的统计和分析，基本上均属于系统谐振引起，而难以避免的系统接地是引起谐振的激发因素。

起初我们经验不足，还以为是由于原装PT为JDZJ-6干式绝缘浇铸型，复合绝缘薄弱，容量不足，过载过热引起烧损。

后来更换为JSJW-6型五柱油浸式PT，同时根据其二次并联回路阻抗测算，选用的电压互感器规格为二次额定容量3级时320伏安，最大允许640伏安，此容量完全满足二次并联负载。

但运行后仍然屡次发生烧损PT的事故。

从每次事故发现，当系统发生单相接地时，变电站会出现PT保险熔断、相电压表指示不稳、6kV系统波动等异常现象，并且每次情况都不类同。

于是，排除了产品质量和选配安装PT容量不足等疑惑，即进入深层方面的思考和研究，采取有效措施来遏制该类事故的频繁发生，以保障系统安全平稳运行。

2.供电系统发生不同频率的谐振，实际上与系统中导线对地分布电容的容抗XC和电压互感器运行的综合电感的感抗XL两者的比值XC/XL有直接的关系，从以下几点简述：2.1当XC/XL的比值较小时，发生的谐振是分频谐振。

电力系统谐振过电压分析叶强摘要：过电压一旦产生，往往造成电气设备的损坏和大面积的停电事故。

多年来电力生产运行的记载和事故分析表明，中低压电网中过电压事故大多数都是由谐振现象所引起的。

由于谐振过电压作用时间较长，引起谐振现象的原因又很多，因此在选择保护措施方面造成很大的困难。

因此，本文对电力系统谐振过电压进行了分析。

关键词：谐振过电压；产生原因；分类一、产生谐振过电压的原因目前，我国配电网，大部分仍采用中性点不接地方式运行，其中有少部分采用老式的消弧（消谐）线圈接地。

从电网的运行实践证明，中性点不接地系统中一方面由于电压互感器铁心饱和引起的铁磁谐振过电压比较多，尽管采取不少限制谐振过电压的措施，如：消谐灯、消谐器、TV高压中性点增设电阻或单只TV 等，但始终没有从根本上得到解决，TV烧毁、熔丝熔断仍不断发生；另一方面由于中性点不接地运行方式的主要特点是单相接地后，允许维持一定时间，一般为2h不致引起用户断电，但随着中低压电网的扩大，出线回路数增多、线路增长，中低压电网对地电容电流易大幅度增加，单相接地时接地电弧不能自动熄火必然产生电弧过电压，一般为3～5倍相电压甚至更高，致使电网中绝缘薄弱的地方放电击穿，并会发展为相间短路造成设备损坏和停电事故。

而采用老式消弧线圈接地方式的系统由于结构的限制，只能运行在过补偿状态，不能处在全补偿状态，所以脱谐度整定得比较大，约在20％～30％，对弧光过电压无抑制效果。

并需要手动调节分接头，然而此时却不能随电网，对地电容电流的变化及时将电压调整到最佳的工作位置，影响功能发挥，也不适应电网无人值班变电所的需要。

二、电力系统谐振过电压的分类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振荡回路，在一定的能源作用下，会产生串联谐振现象，导致系统某些元件出现严重的过电压，这一现象叫电力系统谐振过电压。

谐振过电压分为以下几种。

2.1线性谐振过电压谐振回路由不带铁芯的电感元件（如输电线路的电感，变压器的漏感）或励磁特性接近线性的带铁芯的电感元件（如消弧线圈）和系统中的电容元件所组成。

煤矿电网铁磁谐振现象分析摘要：介绍了某煤矿6KV电气系统发生铁磁谐振，产生谐振过电压，最终造成3根6 kV电缆绝缘击穿爆破，导致影响生产近8各小时。

分析了事故的原因，阐明了暴露的问题，给出了防范措施，指出为消除铁磁谐振，应在中心点不接地系统中每组电压互感器的高压绕组中心点装上消谐器；当发生铁磁谐振现象时消除谐振现象的方法。

关键词：6KV不接地系统铁磁谐振闪络放电1、铁磁谐振现象简介在6～35 kV中性点不直接接地的系统中，当具备一定的激发条件时，如出现电压互感器突然合闸、单相接地突然消失、外界对系统的干扰或系统操作产生的过电压等情况，由于变压器、电压互感器、消弧线圈等设备铁心电感的磁路饱和作用，容易激发产生持续的铁磁谐振。

铁磁谐振可以是基波谐振、高次谐波谐振、分次谐波谐振，这种谐振产生的过电压幅值虽然不高，但因过电压频率往往远低于额定频率，铁心处于高度饱和状态，其表现形式可能是相对地电压升高、励磁电流过大或以低频摆动引起绝缘闪络、避雷器炸裂、高值零序电压分量产生、虚幻接地现象出现和不正确的接地指示，严重时还可能诱发保护误动作或在电压互感器中出现过电流引起电压互感器烧坏。

2、事故经过及原因分析2009年8月26日11时15分，某煤矿35KV变电站值班员发现接地装置报警，同时系统电压不稳定，值班员听到主控室后电缆沟内有放电声，跑出去观察发现是一号井Ⅲ路供电电缆，值班员立即停掉一号井Ⅲ路，但是接地现象仍未消失，11：30左右井下-1100泵房带28#带移变站高压板、-450泵房28#带-750压风机房高压板几乎同时速断跳闸，随后接地现象消失。

随后该矿机电专业人员立即对以上三条供电电缆进行检查，经检查一号井Ⅲ路、-1100泵房带28#带移变站电缆接线均是一相击穿，很快处理后恢复送电。

在恢复-750压风机房供电时，检查主供电缆没有问题，在随后分级向下检查时发现时带11108移变站供电电缆一相击穿，在检查该电缆时发现电缆中间有一相被铁丝穿透。

浅析铁磁谐振现象产生的原因和消除措施摘要：高压系统谐振过电压是电力系统常见的故障现象之一，其实质是电磁式电压互感器励磁特性饱和，在特定的运行条件下激发铁磁谐振，从而电力设备和系统安全运行带来危害。

文章从故障实例入手，分析了铁磁谐振产生的机理、类型以及铁磁谐振的特性，并提出多种消除谐振的措施。

关键词：铁磁谐振；过电压；产生条件；影响因素；消除措施高压系统谐振过电压是电力系统常见的故障现象之一，其实质是电磁式电压互感器（以下简称TV）励磁特性饱和，在特定的运行条件下激发铁磁谐振。

由于谐振时会产生很高的过电压，危及电力设备和系统安全运行，因此必须采取有效的消除和防护措施。

电力系统的铁磁谐振可分两大类：一类是在66 kV及以下中性点不接地系统中，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；另一类是发生在220 kV（或110 kV）变电站空载母线上，当用220 kV、110 kV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，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。

1故障实例佛子岭水电站地处山区，高压线路架设于崇山峻岭之中，雷雨季节遭受雷击几率较高，铁磁谐振过电压现象时有发生。

2007年7月某日，雷击后，该站发生35 kVⅡ段母线电压一相降低，另两相升高（超过线电压）现象，发“单相接地”信号并熔断2TV高压保险。

35 kV系统接线图如图1所示。

其时，35 kVⅠ、Ⅱ段母线并列运行，两回出线空载。

1TV 与2TV的型号分别为：YDJJ-35、JDJJ2-35。

2008年某日，110 kV母线停电操作过程中，当拉开最后一台高压开关时，母线电压瞬时升高，二次保护回路电压继电器线圈烧毁，如图2所示。

TV型号是JCC6-110，高压开关型号是SW4-110Ⅱ，双断口带有均压电容器。

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。

电力系统谐振消除方法电力系统的谐振是指在电力系统中存在谐振回路或谐振点的现象。

谐振会导致系统的电压、电流、功率等出现异常，严重时会造成设备损坏甚至系统故障。

因此，消除电力系统的谐振对于保证系统正常运行具有重要意义。

1.变压器接地方式的改变：变压器的中性点接地方式会对谐振回路产生影响。

通过改变变压器接地方式，如从星形接地改为不接地或接到电抗器上，可以改变系统的谐振特性，减小谐振现象的发生。

2.谐振回路的拆除或阻断：通过拆除谐振回路中的谐振元件或增加必要的电抗器，使谐振回路的谐振频率与系统的工频产生较大的差异，从而消除谐振。

3.加装谐振阻抗：在谐振回路中加装适当的谐振阻抗，使其与系统的工频形成低阻抗，阻碍谐振电流的流动，从而减小谐振的影响。

4.变电站设备的调整或替换：根据谐振现象的具体情况，对变电站的设备进行调整或替换，如改变电容器的装设位置、改变断路器和隔离开关的参数等，以减小谐振现象的发生。

5.谐振抑制器的应用：谐振抑制器是专门用于消除电力系统谐振的装置。

它通过并联在谐振回路中，利用其特殊的电路结构和参数，改变回路的谐振特性，从而消除谐振。

6.系统参数的优化：通过对电力系统的参数进行优化，如变压器的变比、电缆的电容等，使系统不易形成谐振回路或降低其谐振频率，从而减小谐振的影响。

7.谐振抑制装置的研发与应用：通过引入新的谐振抑制装置，如谐振消除器、谐振合成器等，用于抑制系统中谐振的发生，提高电力系统的稳定性和可靠性。

需要注意的是，在进行谐振消除时，需要科学、合理地分析系统的谐振特性，并综合考虑各种因素的影响。

对于不同系统的谐振问题，需要采取相应的措施，以达到消除谐振、提高系统稳定性和可靠性的目的。

总之，电力系统谐振的消除是一个复杂且重要的问题，需要综合运用不同的方法和技术手段，并随着系统的需求和发展不断进行研究和优化。

只有在谐振消除的过程中做到科学合理、严谨细致，才能有效消除谐振现象，保证电力系统的正常运行。

不接地系统电压异常判断与处理摘要：目前，我国35kV、10kV电力系统均为中性点不接地系统（小电流接地系统），电压异常现象在电网运行中经常遇到，本文依据我多年运行经验，结合相关专业知识，列举了电压异常的表现形式，分析、判断异常原因，并总结出了相应的处理方法。

关键词：系统电压异常判断处理一、引言随着国民经济的迅猛发展和人民生活水平的不断提高，用电范围的日益扩大，用电量与日俱增，广大用户对电能质量要求越来越高。

电压是衡量电能质量的重要指标，电压异常使电气设备不能正常工作，不能保证电网的安全、稳定运行，影响优质、可靠供电。

而引起 35kV 、10kV系统电压异常的因素非常多,这就要求我们变电运行人员对变电站母线电压异常现象能够迅速做出正确的判断，及时处理，保证连续、可靠、优质供电。

二、运行方式改变引起的电压异常及处理电网在实际运行时，由于有功、无功出力的变化、用电负荷增减、系统接线方式改变等原因，均会造成母线电压升高或降低，甚至超出允许范围。

这就要求变电运行人员加强监视，密切关注电压变化情况，迅速采取合理措施进行调整。

具体通过以下措施进行调整电压，保证电压质量。

1、调整运行方式，合理分布负荷潮流；2、投入、切除电容器，增减无功功率；3、停、投或并解变压器，改变网络参数；4、改变有功和无功的分布情况，调整变压器分接头。

三、母线PT高、低压保险熔断引起的电压异常及处理1、母线PT高压或低压保险熔断中性点不接地系统电压不平衡，可能是由于保险烧断而造成，即高压保险熔断，熔断相电压降低，但不为零。

由于PT还会有一定的感应电压，所以其电压并不为零而其余两相为正常电压，其向量角为120度。

同时由于断相造成三相电压不平衡，故开口三角形处也会产生不平衡电压，即有零序电压，例如：C相高压保险烧断，零序电压大约为33V左右，故能起动接地装置，发出接地信号。

如10kV系统，此时10kVPT柜消谐装置灯亮。

这种情况下一般发“10kV母线接地”和“10kV电压回路断线”光字牌。

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。