供电系统铁磁谐振的产生条件及消除防范措施

浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施电压互感器是电力系统中常用的一种电器设备，用于测量电力系统中的电压值。

在电力系统中，由于各种原因造成的过电压是一个常见问题，而电压互感器的铁磁谐振过电压是其中的一个重要方面。

本文将从铁磁谐振过电压的原理和特点入手，对其防范措施进行浅析。

我们来了解一下电压互感器的工作原理。

电压互感器是通过感应电磁感应原理，将高压一侧的电压信号转换为低压一侧的电压信号，并且保持信号的频率和相位不变。

电压互感器通常由铁芯和绕组组成，通过磁场的感应来完成电压的转换。

在正常情况下，电压互感器可以正常工作，为电力系统提供准确的电压测量信号。

铁磁谐振过电压是电压互感器常见的故障之一。

铁磁谐振过电压指的是在电力系统中，由于电容感抗对谐波电压的共振效应，导致电压互感器铁芯和绕组之间的谐振现象。

当电力系统中的谐波电压频率与电压互感器的铁芯和绕组的谐振频率相匹配时，就会引起铁磁谐振过电压。

铁磁谐振过电压会导致电压互感器的绕组产生过电压，严重时甚至会损坏电压互感器，影响系统正常运行。

为了防范电压互感器铁磁谐振过电压，我们可以采取一些措施。

对于电力系统中的谐波电压，我们可以采取滤波措施，通过安装滤波器等设备，将谐波电压的影响降到最低，减小铁磁谐振过电压的可能性。

可以采用电压互感器的阻尼措施，通过在电压互感器的绕组中加入阻尼电阻或者串联电感等元件，来抑制铁磁谐振现象，减小谐振过电压的发生。

还可以加强对电压互感器的维护和检测工作，定期检查电压互感器的性能和状态，确保其正常工作。

除了以上的几种措施外，还可以在电力系统设计和运行中加强对谐振过电压的预防和识别。

在电力系统设计中，可以合理规划电压互感器的位置和布置，避免谐振效应的发生。

在系统运行中，可以利用先进的电力系统监测设备和故障诊断技术，及时发现并处理电压互感器铁磁谐振过电压的问题，确保系统的安全稳定运行。

电压互感器铁磁谐振过电压是电力系统中常见的一种故障现象，会对系统正常运行产生不利影响。

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。

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。

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。

浅析电压互感器铁磁谐振过电压防范措施电压互感器是电力系统中常用的测量仪器，也是系统中的重要装置之一。

但是，在电力系统的运行中，电压互感器的使用也面临着很多问题，如铁磁谐振过电压。

铁磁谐振过电压是电压互感器在谐振情况下，长时间处于高电压状态下，容易造成设备损坏，甚至导致安全事故发生。

因此，需要采取有效措施，加强电压互感器的防范措施，以保障电力系统的安全稳定运行。

一、铁磁谐振过电压的成因及危害电压互感器中的铁芯是由硅钢片叠压而成，其导磁特性是非线性的。

一般情况下，电压互感器的负载比较小，电压互感器的电路谐振是极难发生的。

但是，如果出现负载开路（如断路器拆卸等操作），则使得电压互感器中的感应电流大幅度减小，电感值变大，当电容注入电流时，系统中的电容和电感共振，形成铁磁谐振。

当发生脉冲放电或过电流的冲击时，电感器内部的电压猛地升高，这就是铁磁谐振过电压的成因之一。

铁磁谐振过电压会造成设备局部击穿，损坏电容、电抗器等电力设备，对电力系统的可靠性和安全性造成严重威胁。

另外，如果频繁发生铁磁谐振过电压现象，还会造成电网负荷调节不稳定，导致电压波动，影响系统的稳定性。

二、电压互感器的防范措施1.调整电压互感器的谐振频率电压互感器的谐振频率是通过电容和电感器之间建立的谐振回路来实现的。

因此，在设计和安装过程中，可以调整电容和电感器之间的参数，以达到一定的谐振频率，减少铁磁谐振过电压的发生。

2.加装过电压保护装置过电压保护装置是电力系统中重要的防护装置之一，其作用是对电力系统中的过电压进行有效的控制。

在电压互感器的设计和安装过程中，可以增加过电压保护装置的投入，当电压互感器出现谐振时，过电压保护装置可以及时地将过电压抑制在一定范围内，从而保护电力系统的运行安全。

3.系统电容投入系统电容投入可以改善电网系统的功率因数和电压水平，同时还可以抑制铁磁谐振过电压的发生。

在电网系统的设计和运行中，可以根据需要增加系统电容的投入，减少电容和电感器之间的谐振，从而保护电力设备的运行安全。

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。

在一定的电源作用下会产生串联谐振现象，导致系统中出现严重的谐振过电压。

1、电压互感器引起铁磁谐振的发生原因分析在中性点不接地系统中，为了监视对地绝缘，母线上常接有Y接线的电磁式电压互感器，如图1所示，图中u0为电源电势，C为线路等设备的对地电容，L为电压互感器激磁电感，R0为中性点串联消谐电阻。

在正常运行状态下电压互感器励磁感抗很大，其数值范围在兆殴级以上且各相对称。

C数值视线路长短而定，线路愈长容抗愈小，即以1 km线路而言，其每相对地电容约0.004μF ，故其容抗小于1 MΩ，所以整个网络对地仍呈容性且基本对称，电网中性点的位移电压很小,接近地电位。

但电压互感器的励磁电感随通过的电流大小而变化，其U-I特性如图2所示。

由图2可见，曲线的起始一段接近直线，其电感相应地保持常数。

当激磁电流过大时，铁芯饱和，则L值随之大大降低。

正常运行时铁芯工作在直线范围，当系统中出现某些波动，如电压互感器突然合闸的巨大涌流、线路瞬间单相弧光接地等，使电压互感器发生三相不同程度的饱和，以至破坏了电网的对称，电网中性点就出现较高的位移电压，造成工频谐振或激发分频谐振。

2、铁磁谐振的特点对于铁磁谐振电路，在相同的电源电势作用下，回路可能不只有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。

TV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。

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。

电力系统谐振过电压产生的原因及防范措施摘要电力系统中，厂站因过电压引起故障甚多，特别是谐振过电压，对设备甚至系统安全稳定运行影响大。

分析原因，找出问题，提出防治措施很有必要。

关键词谐振过电压；PT；铁芯饱和；防范措施0 引言我国电力系统分为不同电压等级，35kV及以下配电网采取中性点不接地和经消弧线圈接地方式；110kV及以上配电网采取中性点直接接地方式。

过电压种类多，主要有谐振、雷电和操作过电压；其中谐振过电压较常见，作用时间长、次数频繁、危害大，须采取措施预防。

1 谐振过电压产生原因电网运行中，正常时中性点不接地系统PT铁芯饱和易引起谐振过电压；中性点不接地方式发生单相故障可引起谐振过电压。

运维人员操作或事故处理方法不当亦会产生谐振过电压。

另外设备设计选型、参数不匹配也是谐振过电压产生原因。

2 铁磁谐振为满足电网测量、保护需要，电力系统中配置大量电感电容元件，如：互感器、电抗器等电感元件；电容器、线路对地电容等电容元件。

当进行设备操作或系统故障时，电感电容元件构成振荡回路，在一定条件下产生谐振，损坏设备影响系统。

2.1 原因分析图1某水厂单串接线图，采用接线，110kV系统中性点直接接地，变压器、PT等分相运行，变压器、PT高压绕组接成Y0，该厂多次发生铁磁谐振过电压。

原因：图1 某水电站单串接线图1）故障时产生谐振过电压。

当系统发生单相故障时，因整个电网系统中电感电容元件参数不匹配，两者共同作用，为谐振产生创造条件，最终导致铁磁谐振过电压发生；2）操作时产生谐振过电压。

110kV开关为双断口且并联均压电容，停送电操作时，先拉5012、5013，再拉50126，其他刀闸均接通。

110kV环网通过开关断口电容构成带电磁式PT空母线产生谐振。

2.2 等值电路图该厂输出线路发生单相接地故障，瞬时A相线路产生接地电流，因避雷器参数不匹配，构成谐振回路而产生谐振过电压。

图2 简化电路图如图2，L1是1B一次侧电感，L2是2B一次侧电感，Lm是PT一次侧电感，C0是空长线路对地电容，RL是电阻，k为故障点。

电力系统铁磁谐振浅析摘要：本文论述了电力系统铁磁谐振的现象、产生原因及防治消除谐振的方法。

关键词：铁磁谐振电感电容近年随着电网的快速发展，各种电压等级的网络都有较大的变化，尤其是中性点不接地为系统的中低压电网的扩大，出线回路数不断增多、线路增长，电缆线路的逐渐增多，电网对地电容电流亦大幅度增加，以前电网中少有发生的铁磁谐振现象，现在却时有发生，我局的35kv城区站、八台站、青花站曾一度经常出现谐振，在短短两个月时间内，10kv母线pt就烧坏三台，pt高压保险熔断就更是常见。

由于谐振时会产生过电压，给电网安全造成了积大的威胁，甚至还会诱发产生更为严重的电力系统事故。

下面就电网中的铁磁谐振谈谈我个人的认识。

一、概述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。

谐振过电压事故是最为频繁的，在各种电压的电网中都会产生，在电网中会严重的影响安全运行。

铁磁谐振其主要危害有：系统过电压、绝缘击穿、pt烧毁、避雷器爆炸等。

电力系统的铁磁谐振可分二大类：一类是在中低压电压等级中性点非直接接地系统的电网中，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，也即并联谐振，是造成事故较多的一种内部过电压，轻则熔断保险，重则烧毁设备；另一类是，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产生的铁磁谐振现象。

二、铁磁谐振的现象及特点现象：1、基波谐振。

过电压小于等于3倍相电压，一相电压下降（不为0），两相电压升高大于相电压；或两相电压下降（不为0），一相电压升高，线路电压正常。

有接地信号。

谐振过电流很大。

2、高次谐波谐振。

空母线充电导致铁磁谐振的防范与处理摘要：中性点不接地系统中，当发生铁磁谐振过电压，电压互感器铁心饱和，其绕组铁芯励磁电流急剧增大。

当这种过电压发生，会出现虚幻接地现象，给电网的安全运行带来很大的安全隐患。

空母线充电时产生的铁磁谐振就是中性点不接地系统中一种常见的谐振现象，因此有必要引起电网运行人员的重视。

关键词：中性点不接地系统铁磁谐振空母线充电引言在中性点不接地系统中，常常出现铁磁谐振现象。

由于谐振会产生过电压，如不及时处理，可能损坏设备，甚至诱发严重的电力系统事故[1-2]。

空母线充电时，电压互感器铁芯饱和引起的铁磁谐振是中性点不接地系统中常见的一种谐振方式。

1 案例2015年11月25日9时25分，110kV A变电在设备启动过程中，当用1号主变中压侧301开关向35kV空母线充电时，立即引起35 kV母线三相电压不平衡，其三相电压分别为A：28.51kV、B：36.76kV、C：16.13kV，于此同时，A变电站控制室后台机发“母线接地告警”信号，35kV开关室内有周期性“嗡嗡”异常响声。

运行人员经仔细检查，排除了母线单相接地的可能，判断为系统充电过程中产生的铁磁谐振，形成中性点位移电压，引起的虚幻接地现象。

紧接着，运行人员迅速投入空载线路，电压恢复正常，谐振即刻消失。

2 铁磁谐振产生的原理中性点不接地系统中电压互感器接入系统的接线图如图1所示。

当出现激发条件时，电压互感器中暂态励磁电流急剧增大，网络中性点出现零序电压，三相电压互感器中产生零序电流，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，维持电压互感器饱和，从而形成持续一段时间的铁磁谐振，出现电压表指示周期摆动现象或报出接地信号[3]。

3 铁磁谐振的防范铁磁谐振产生的根本原因是有铁芯的电感线圈和有电容的电气设备组成一定的电路，且在特定条件下引起谐振。

电力系统Electric System2021年第23期2021 No.23电力系统装备Electric Power System Equipment 件》等标准，其中均未规定“转子一点接地保护”动作于停机或跳闸，且转子一点接地并不对发电机产生重大危害，允许发电机短时运行。

并根据本次误动事件，再结合本厂转子接地保护自身及相关回路的缺陷、目前该保护的配置情况，对转子接地保护提出了一项技术改造：取消转子一点接地II 段跳闸出口，改为报警方式，并修改系统跳闸矩阵内事件“EFRStage2Flt ”的配置方式为“Alarm ”。

改造完成后，截至目前保护装置运行稳定，暂未出现过误动、拒动的现象。

3 结论从三门、海阳核电UNITROL6800励磁系统的调试实践出发，介绍了在限制器和保护的调试中所采用的波形分析、推导公式、仿真计算等多样化、典型性的实验方法，就调试过程中出现的重大技术问题进行详细的分析。

对于“PQ 限制器动作值与设定值偏差较大的问题”，通过修改限制器增益解决问题的同时，提出了增加DCS 内“PQ 限制报警”的优化方案；对“转子接地保护误动的问题”，通过将II 段出口方式改为报警，最大限度降低保护误动后产生的危害。

上述优化方案的提出，完善了限制器及保护的控制功能，增加了机组运行的安全性和稳定性。

参考文献[1] 竺士章.发电机励磁系统实验[M].北京：中国电力出版社，2005：102-108.[2] 同步发电机进相实验导则：DLT 1523—2016[S].[3] 刘取.电力系统稳定性及发电机励磁控制[M].北京：中国电力出版社，2007.[4] 郑朝明.一起UNITROL5000励磁系统转子接地误报警分析[J].浙江电力，2007，1（3）：40-42.[5] 发电机变压器组保护装置通用技术条件：DL/T 671—2010[S].我国35 kV 及以下中低压配电网系统一般采用中性点不接地运行方式，为了测量母线电压，也会在母线处安装电磁式电压互感器（PT ），电磁式电压互感器一次侧中性点采取直接接地的方式，当系统发生扰动而导致系统三相不对称时，中性点则成为系统中唯一对地放电通道，造成流过PT 绕组的电流超过其耐受极限，导致其铁芯饱和，并最终在扰动结束后，激发PT 发生铁磁谐振。

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。

10KV 铁路电力系统谐振过电压产生原因及抑制措施摘要：铁路10KV 电力系统是中性点不接地系统，中性点直接接地的三相五柱电磁式电压互感器线圈电感和电网对地电容与构成谐振条件，在运行中容易产生铁磁谐振，引起内部过电压。

本文通过对10KV 中性点不接地运行方式下谐振过电压的分析，说明产生谐振过电压的条件、种类及特点，并针对各种抑制谐振过电压的措施进行探讨，得出可行性结论。

关键词：铁路；电力；过电压；抑制措施1 概述铁路10KV 电力系统均为中性点不接地系统（小电流接地），发生单相接地故障时，由于对线电压不产生影响，允许继续运行2个小时，提高了供电的可靠性和连续性，但是存在着易产生过电压的问题。

在10KV 配电所的每一段母线上均接有一台三相五柱电磁式电压互感器，其一次线圈中性点直接接地。

由于电网对地电容与压互的线圈电感构成谐振条件，在运行中容易产生铁磁谐振，引起内部过电压，这种过电压持续时间长，甚至能长时间自保持，对系统的安全运行威协极大，它是导致压互高压熔丝熔断和压互烧损、避雷器爆炸的主要原因，也是某些重大事故的诱发原因之一。

近五年以来，在我段管内共发生谐振过电压烧坏压互高压保险12次，烧毁10KV 压互1台，压互瓷瓶内部引出线烧断1次。

2 铁路10KV 电力系统谐振过电压产生的条件2.1 内部条件铁路10KV 电力系统是中性点不接地系统，为了监视系统的三相对地电压，10 kV配电所每段母线上均接有Y/Y/接线的三相五柱电磁式压互。

母线电压互感器的高压侧接成Y 型，其中性点是接地的，由于铁路10KV 电力系统中电缆较多，各相对地电容较高，电网对地电容与压互的电感相匹配构成谐振条件。

当发生谐振时，压互感抗显著下降，励磁电流急剧增大，可达到额定值的数十倍，造成压互烧毁或保险熔断。

2.2 外界激发条件激发产生谐振过电压的外部条件有以下几种：（1）线路发生单相接地或瞬间接地。

（2）向带有三相五柱电磁式压互的空母线充电（不带馈线负荷的情况下空送母线）。

铁磁谐振是怎样产生的？铁磁谐振产生的条件一般有：1、中性点非有效接地系统；2、非线性电感元件和电容元件组成振荡回路。

回路线性状态时的自振频率小于某此低频谐振频率，当铁芯饱和而电感减小时，回路自振频率增加，恰好等于某此低频谐振频率；3、振荡回路中的损耗足够小，所以谐振实际发生在系统空载或轻载时；4、电感的非线性要相当大；5、有激发作用时，即系统有某种过电压、电流的扰动，如跳、合闸，瞬间接地、瞬间短路等。

动作判据：1、谐振判据：17HZ谐波电压≥17V，25HZ谐波电压≥25V,150HZ谐波电压≥33V.2、接地判据：基波电压≥30V。

3、过压判据≥120V。

铁磁谐振发生后常常引起电压互感器（PT）烧毁、爆炸等恶性事故。

原因是电力系统中有大量的储能元件，如电压互感器、变压器、电抗器等电感元件，电容器、线路对地电容、断路器的断口电容等电容元件。

这些元件组成了许多串联或并联的振荡回路。

在正常的稳定状态下运行时，不可能产生严重的的振荡。

但当系统发生故障或由于某种原因电网参数发生了变化，就很可能发生谐振。

例如在中性点非有效接地系统，其中一相断线接地，受电变压器和相间电容；电压互感器和线路对地电容；空载变压器和空载长架空线路电容所形成的振荡回路，都有可能发生谐振。

谐振常常引起持续时间很长的过电压。

电压互感器一类的电感元件在正常工作电压下，通常铁芯磁通密度不高，铁芯并不饱和，如在过电压下铁芯饱和了，电感会迅速降低，从而与电容产生谐振，也就是常说的铁磁谐振。

铁磁谐振不仅可在基频（50HZ）下发生，也可在高频(170HZ)、低频(17HZ,25HZ)下发生。

正常运行时，电压互感器开口三角的电压（3U0）理论上是0V，在实际运行中一般也不会超过10V。

当系统发生单相接地时，3U0将迅速升高，达到30到120V，形成过电压。

当系统上电时，由于三相不同期等原因，会在电压互感器中产生很大的谐波电流，导致互感器内部铁芯饱和了，造成二次侧的波形发生畸变，当畸变足够大时，就形成了铁磁谐振。

电力系统谐振产生原理及消除措施分析摘要：本文介绍了电力系统铁磁谐振产生的原理，分析了磁谐振的若干特点，我们指出将互感器高压侧中性点经高阻抗接地，并接一个电阻 R消耗能量限制谐振，将电源变压器中性点经过消弧线圈接地等电力系统谐振消除策略。

关键词：电力系统；谐振产生；原理；消除措施1前言众所周知，电力系统内部的网络结构是很复杂的，系统内有许多电感与电容等电子元器件，使用时间长，不断会产生过电压现象。

产生这过电压原因有好多方面，比如谐振过电压，使用过程中若操作不注意就会产生故障。

尤其到了雨雪等天气或者是雷雨季会导致电力系统出现过电压情况。

据统计，电力系统谐振过电压发生的概率较大，这类问题会影响电气设备与电网安全，还会提高维修成本，一不小心会影响着大面积的停电，极大地影响百姓的生活与工业企业的经营，极大地阻碍着电力系统的未来发展。

因此，电力系统中的谐振影响非常大，作为电力工作者我们要积极关注这一课题。

2 电力系统铁磁谐振产生的原理图1 铁磁谐振产生的原理示意图如上图所示，电源变压器中性点是不接地设置，要达到监视绝缘之目的，电压互感器设备的一次绕组中性点需要设计成直接接地。

我们把励磁电感计为：La、Lb、Lc，和它相关意义的电容C0则表示的是母线以及相导线引起的对地电容。

励磁电感跟前文所述的C0并联，会有导纳，我们标示为：Ea、Eb、EC。

一般条件下，励磁电感La=Lb=Lc，Ea=Eb=Ec，可以计算出三相对地负载为平衡状态，变压器中性点电位是0。

如果电网内有冲击的波动发生，比如电源合闸到空母线时，影响着互感器一相、两相形成了一定的涌流情况，要么是线路瞬间单相弧光接地，或者是熄弧发生了，则健全相，或者说是故障相的电压就会一下子升高起来，这样的情况也会出现特别大的涌流，会导致这相互感器磁路的饱和，这样会影响励磁电感L 的减小，时间过去了，会影响三相对地负荷的平衡状态，导致中性点有位移电压出现。

经研究，我们可以发现：为母线电容三相励磁电感和发生并联形成的导纳；为三相电源电压；为中性点位移（对地）电压。

文章编号：2095－6835（2015）17－0148－02中性点不接地系统产生铁磁谐振的原因及解决措施王 敏（国网河南睢县供电公司，河南商丘 476900）摘 要：在变电运行中出现的铁磁谐振现象，极易导致电压互感器高压侧熔断器熔断，严重时甚至导致PT烧毁。

通过介绍中性点不接地电网中出现的铁磁谐振现象，分析了出现此现象的原因，并结合具体的运行实践，提出了有效预防和消除这一现象的措施。

关键词：中性点；不接地电网；铁磁谐振；熔断器中图分类号：TM864 文献标识码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2015.17.1481 铁磁谐振现象在电力系统中，除了电阻元件外，还有很多电感元件和电容元件，变压器线圈、电压/电流互感器线圈、消弧线圈等都属于电感元件，而补偿电容、高压设备的杂散电容等属于电容元件。

此外，线路中不仅存在电阻，还存在电感和对地电容。

由电路知识可知，在某一回路中，电感和电容满足谐振条件时会发生谐振现象，导致阻抗减小，回路电流增大。

在35 kV及以下中性点不接地电网中，有时会出现铁磁谐振现象，导致电压互感器熔断器熔断或接地保护误动，严重时甚至导致PT烧毁。

2 铁磁谐振现象的预防和消除措施2.1 因系统单相接地故障引起的谐振在10 kV中性点不接地电网中，当发生单相接地故障时，故障相电压为零，非故障相电压升高到线电压，根据安全规程，在这种情况下可以保持电网继续运行2 h。

此时，由于电压升高，非故障相的电压互感器高压侧一次电感可能会出现铁芯饱和或接近饱和的现象，导致电感值变小。

由于线路每相均存在对地电容，对地电容与电压互感器高压侧接地一次电感相当于构成了并联回路，在电压互感器电感值变小的情况下，这两者极有可能满足并联谐振条件——容抗值域感抗值相等，形成并联谐振，导致流过电压互感器一次侧的电流增大，从而导致高压熔断器熔断或互感器烧毁。

虽然在变电站新建投运时这种情况发生得不多，但随着回路的增加和线路对地容抗的增大，这种情况则发生得较多。

110kV变电站的铁磁谐振分析与抑制摘要：电压互感器是铁磁元件，铁磁元件是一个非线性元件，随着电流的增加铁芯严重饱和，电压互感器的电感随着电流的增加而减小。

中性点不接地系统，无接地点，谐振时电压在系统的零序通道中产生，发生谐振时检测电压互感器二次开口电压就可以检测是否发生谐振。

电力系统中常见的铁磁谐振主要有线路断线、系统单相接地、互感器本身原因引起的铁磁谐振。

关键词：110kV；变电站；铁磁谐振；抑制措施在电力系统当中,当系统操作或发生故障时,感性和容性元件可能会形成震荡回路,在特定的条件下会产生谐振,从而导致系统部分设备出线过电压,影响设备及人身安全及保护装置的可靠性。

1、铁磁谐振产生原理及特点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。

影响铁磁谐振形成的因素有很多，如系统所连互感器台数的多少、器件励磁特性的优良度、线路参数的不同设置、具体的故障类型、系统包含的谐波造成的影响等。

铁磁谐振有以下几个特点：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。

2、铁磁谐振影响因素TV发生铁磁谐振与电容C1、C2的数值参数有直接联系。

当前断路器并联电容C1数值参数根据断路器开断台数进行设置。

电容C2数值根据变电站GIS的母线管道长度来设置。

电容C2越小，断路器断口处的感应电压值越大，发生铁磁谐振概率越大。

500kV变电站3/2接线的串内T型区域为发生铁磁谐振的高发区。

此时线路侧隔离开关DS处于分闸状态，母线对地电容C2很小，该运行工况串内TV会发生铁磁谐振。

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ÚN。

ÚN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。