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。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。
二次消谐原理：1、利用消谐装置实时监测PT开口三角电压，运用DFT算法计算出零序电压四种频率的电压分量。利用装置中压敏元件的电抗随谐波电压而变化，从而破坏PT铁磁谐振的产生条件。2、如压敏元件未能完全消除铁磁谐振，则瞬间启动大功率消谐元件予以消除。当谐振发生时，每隔一微小时间段启动一次大功率消谐元件，启动三次为一段，未能完全消除启动第二段，第三段。之后如故障依然存在，为了PT安全，不再启动大功率消谐元件，只用压敏元件予以实时在线消除。
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。
电力系统铁磁谐振过电压防护规程 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。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。串联谐振电路，产生铁磁谐振过电压的的必要条件是ω0 = 1/L0C＜ω。因此铁磁谐振可在很大的范围内发生。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。铁磁谐振对TV的损坏，铁磁谐振(分频)一般应具备如下三个条件。铁磁式电压互感器(TV)的非线性效应，是产生铁磁谐振的主要原因。TV感抗为容抗的100倍以内，即参数匹配在谐振范围。要有激发条件，如投入和断开空载母线、TV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。由前面分析可知，事故中具备了3个条件，才导致了此次事故。当良站10 kV系统发生单相接地时，故障点流过电容电流，未接地的两相B、C相电压升高31/2，对系统产生扰动，在这一瞬间电压突变过程中，TV高压线圈的非接地两相的励磁电流就要突然增大，甚至饱和，由此构成相间串联谐振。饱和后的TV励磁电感变小，系统网络对地阻抗趋于感性，此时若系统网络的对地电感与对地电容相匹配，就形成共振回路，激发各种铁磁谐振过电压。尤其是分频铁磁谐振可导致相电压低频摆动，励磁感抗成倍下降，产生过电压，过电压幅值可达到近2~3.5Ue以上，但此过电压达不到避雷器的动作电压1.7 kV，
编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ TV铁磁谐振故障的原因及预防措施探讨Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-5046-45 TV铁磁谐振故障的原因及预防措施 探讨 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 1故障原因 在电网中应用的TV，有许多无消谐装置，仅采用熔丝保护。由于其固有特性，在系统参数突变，如线路接地、配电变压器单相接地、补偿电容的投切、拉合刀闸及跌落式熔断器、投切空载线路及变压器、增减负荷等因素诱发下，易激发引起铁磁谐振过电压。 2故障危害 TV发生铁磁谐振时，常有三相电压同时升高，产生非工频过电压，其值可达额定值的2～3倍，严重破坏电压质量，危及或破坏系统的稳定，造成TV熔丝熔
断，绝缘击穿烧毁；严重时还会造成电网瓦解大面积停电。 3预防措施 (1)采用防谐设备。选用励磁特性好、不易磁饱和TV，如JSJW、JDZX、JDJJ2及JDX系列TV。 选用抗铁磁谐振TV，JSZG—10型三相五柱环氧树脂浇注绝缘TV，它将大大提高抗谐振、耐过电压和防止烧毁的能力。 选用四台JDZJ型TV组合，即将第四台各侧绕组分别串接在高压、低压侧中线上及开口三角回路中。正常运行时中线绕组几乎没有电压，在分频谐振时，由于中线绕组的串入L增加一倍，基本上维持原感抗，限制励磁涌流，防止磁饱和，从而防止产生分频谐振。
文件编号：GD/FS-7516 A Specific Measure To Solve A Certain Problem, The Process Includes Determining The Problem Object And Influence Scope, Analyzing The Problem, Cost Planning, And Finally Implementing. 编辑：_________________ 单位：_________________ 日期：_________________ （解决方案范本系列） 35KV 变电所6KV 消弧消谐柜安装安全技术措施 详细版
35KV变电所6KV消弧消谐柜安装安全技术措施详细版 提示语：本解决方案文件适合使用于对某一问题，或行业提出的一个解决问题的具体措施，过程包含确定问题对象和影响范围，分析问题，提出解决问题的办法和建议，成本规划和可行性分析，最后执行。，文档所展示内容即为所得，可在下载完成后直接进行编辑。 一、工程概况 矿井停产检修期间，***科负责地面35KV变电所6KV消弧消谐柜安装。为确保矿井供电的安全，使安装工作能顺利进行，特制定本安全技术措施。 二、施工组织安排 施工时间： 施工地点：35KV变电所 施工班组： 总负责人： 施工负责人： 安全负责人：
技术负责人： 三、施工前的准备工作 1、绝缘用具及验电器必须合格。使用测电笔前，先在其它带电设备上验证其性能的好坏。 2、2500V摇表一块，绝缘靴、绝缘手套各两套，汽油、砂布以及常用工具等。 3、高、低压开关常用螺丝、螺帽。 4、施工前要试通各类通讯装置，确认通讯系统符合要求。 5、施工人员贯彻好新操作规程和应急预案尤其要熟悉新6KV开关的操作。 6、由于检修期间单台主变带6KV单母线运行，故需提前通知矿井各个单位，全矿压负荷。 7、提前通知**区变，配合停送电工作。 8、施工使用电缆RVVP 4*1.5mm2，一共
消弧和消谐的工作原理是不一样的。消弧是指当母线发生单相金属接地时消弧装置动作使金属接地通过消弧装置动作的真空接触器直接接地，有利于母线保护动作、这样可以避免谐波的产生。消谐主要是消除二次谐波以及高次谐波，有利于电网的安全运行。 正常运行时，消弧线圈中无电流通过。而当电网受到雷击或发生单相电弧性接地时，中性点电位将上升到相电压，这时流经消弧线圈的电感性电流与单相接地的电容性故障电流相互抵消，使故障电流得到补偿，补偿后的残余电流变得很小，不足以维持电弧，从而自行熄灭。这样，就可使接地迅速消除而不致引起过电压。 消弧线圈主要是由带气隙的铁芯和套在铁芯上的绕组组成，它们被放在充满变压器油的油箱内。绕组的电阻很小，电抗很大。消弧线圈的电感可用改变接入绕组的匝数加以调节。在正常运行状态下，由于系统中性点的电压是三相不对称电压，数值很小，所以通过消弧线圈的电流也很小，电弧可能自动熄灭。 一般采用过补偿方式，就是电感电流略大于电容电流 消弧线圈是一种带铁芯的电感线圈。它接于变压器（或发电机）的中性点与大地之间，构成消弧线圈接地系统。正常运行时，消弧线圈中无电流通过。而当电网受到雷击或发生单相电弧性接地时，中性点电位将上升到相电压，这时流经消弧线圈的电感性电流与单相接地的电容性故障电流相互抵消，使故障电流得到补偿，补偿后的残余电流变得很小，不足以维持电弧，从而自行熄灭。这样，就可使接地迅速消除而不致引起过电压。 消弧线圈和消弧消谐及过电压保护装置长期以来，我国6～35KV(含66KV)的电网大多采用中性点不接地的运行方式。此类运行方式的电网在发生单相接地时，故障相对地电压降为零，非故障相的对地电压将升高到线电压（UL），但系统的线电压维持不变。因此国家标准规定这类电网在发生单相接地故障后允许短时间（2小时）带故障运行，所以大大提高了该类电网的供电的可靠性。 现有的运行规程规定：“中性点非有效接地系统发生单相接地故障后，允许运行两小时”，但规程未对“单相接地故障”的概念加以明确界定。如果单相接地故障为金属性接地，则故障相的电压降为零，其余两健全相对地电压升高至线电压，这类电网的电气设备在正常情况下都应能承受这种过电压而不损坏。但是，如果单相接地故障为弧光接地，则会在系统中产生最高值达3.5倍相电压的过电压，这样高的过电压如果数小时作用于电网，势必会造成电气设备内绝缘的积累性损伤，如果在健全相的绝缘薄弱环节造成绝缘对地击穿，将会引发成相间短路的重大事故。 一、相接地电容电流的危害 中性点不接地的高压电网中，单相接地电容电流的危害主要体现在以下四个方面： 1．弧光接地过电压的危害 当电容电流一旦过大，接地点电弧不能自行熄灭。当出现间歇性电弧接地时，产生弧光接地过电压，这种过电压可达相电压的3~5倍或更高，它遍布于整个电网中，并且持续时间长，可达几个小时，它不仅击穿电网中的绝缘薄弱环节，而且对整个电网绝缘都有很大的危害。
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。 以上两起故障是典型的铁磁谐振过电压现象，下面我们来简单分析一下故障的成因。 2铁磁谐振产生过程及其特点 2.1铁磁谐振现象的基本概念
消弧消谐及过电压保护装置招标技术要求 一、总则 1、本招标技术要求提出了微机消弧消谐及过电压保护装置，主要包括该设备的功能、结构、安装、试验等方面的技术要求。 2、本招标技术要求提出的是最低限度的技术要求，并未对一切技术细节作出规定，也未充分引述有关标准和规定的条文，卖方应提供符合规范书和工业标准的优质产品。 3、本招标技术要求所使用的标准如遇与卖方所执行的标准不一致时，按较高标准执行。 4、本招标技术要求经买、卖双方确认后作为订货合同的技术附件，与合同正方具有同等法律效力。 二、技术要求 1、应遵循的主要现行标准 GB3906-1991 3~35KV交流金属封闭开关设备 GB/T11022-1999 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求 GB/T3390-1989 高压开关设备常温下的机械试验 GB311.1-1997 高压输变电设备的绝缘配合 GB191-2000 包装储运图示标志 GB1985-1989 交流高压隔离开关和接地开关 GB14808-1993 交流高压接触器 GB15166.2-1994 交流高压熔断器限流式熔断器 GB/T16927.2-1997 高电压试验技术（第一部分一般试验要求） GB/T16927.2-1997 高电压试验技术（第二部分测量系统） GB311.6-1983 高电压试验技术（第五部分测量球隙） GB11032-2000 交流无间隙金属氧化物避雷器 GB/T2900.20-1994 电工术语高压开关设备 DL404-1997 户内交流高压开关柜订货技术条件 2、环境条件 2.1 周围空气温度
环境温度：-30~+40℃ 2.2 海拔高度：不小于54m 2.3 污秽等级：Ⅱ级 2.4 环境相对湿度：>81% 2.5 地震烈度：7度 3、工程条件 3.1 系统概况 系统电压：10KV 系统最高电压：12.7KV 系统额定频率：50HZ 系统中性点接地方式：不接地 3.2 安装地点：户内 3.3 其它要求 柜内所有设备为加强绝缘型，其泄漏比距应≥1.8cm/kv（瓷绝缘）和 2.0cm/kv （有机绝缘） 4 、SHK-XHG消弧消谐及过电压保护装置基本技术参数 4.1 型式：10kv开关柜体，中置柜型号：KYN28 外形尺寸：1600*800 颜色: 与盘厂颜色配套 4.2 额定电压：10kv 4.3 额定频率：50HZ 4.4 额定电流：400A，（隔离开关） 4.5 额定短路开断电流：40KA 4.6 额定热稳定电流：40KA，（隔离开关） 热稳定电流持续时间：4S，（隔离开关） 4.7 电容电流：>31.5A 4.8 额定动稳定电流（峰值）：80KA，（隔离开关） 4.9 绝缘水平：（见下表） SHK-XHG消弧消谐及过电压保护装置额定绝缘水平额定冲击耐压峰值（KV）绝缘工频耐压值（KV）
消弧与消谐得工作原理就是不一样得.消弧就是指当母线发生单相金属接地时消弧装置动作使金属接地通过消弧装置动作得真空接触器直接接地,有利于母线保护动作、这样可以避免谐波得产生。消谐主要就是消除二次谐波以及高次谐波,有利于电网得安全运行. 正常运行时，消弧线圈中无电流通过。而当电网受到雷击或发生单相电弧性接地时，中性点电位将上升到相电压,这时流经消弧线圈得电感性电流与单相接地得电容性故障电流相互抵消，使故障电流得到补偿，补偿后得残余电流变得很小，不足以维持电弧，从而自行熄灭。这样,就可使接地迅速消除而不致引起过电压。 消弧线圈主要就是由带气隙得铁芯与套在铁芯上得绕组组成，它们被放在充满变压器油得油箱内。绕组得电阻很小,电抗很大。消弧线圈得电感可用改变接入绕组得匝数加以调节。在正常运行状态下，由于系统中性点得电压就是三相不对称电压,数值很小，所以通过消弧线圈得电流也很小，电弧可能自动熄灭。 一般采用过补偿方式，就就是电感电流略大于电容电流 消弧线圈就是一种带铁芯得电感线圈.它接于变压器（或发电机）得中性点与大地之间,构成消弧线圈接地系统。正常运行时，消弧线圈中无电流通过。而当电网受到雷击或发生单相电弧性接地时，中性点电位将上升到相电压,这时流经消弧线圈得电感性电流与单相接地得电容性故障电流相互抵消，使故障电流得到补偿,补偿后得残余电流变得很小,不足以维持电弧,从而自行熄灭。这样,就可使接地迅速消除而不致引起过电压. 消弧线圈与消弧消谐及过电压保护装置长期以来,我国6～35ＫV(含6６KV）得电网大多采用中性点不接地得运行方式。此类运行方式得电网在发生单相接地时，故障相对地电压降为零，非故障相得对地电压将升高到线电压(ＵL）,但系统得线电压维持不变。因此国家标准规定这类电网在发生单相接地故障后允许短时间(2小时)带故障运行，所以大大提高了该类电网得供电得可靠性. 现有得运行规程规定：“中性点非有效接地系统发生单相接地故障后，允许运行两小时”,但规程未对“单相接地故障"得概念加以明确界定。如果单相接地故障为金属性接地，则故障相得电压降为零,其余两健全相对地电压升高至线电压,这类电网得电气设备在正常情况下都应能承受这种过电压而不损坏。但就是,如果单相接地故障为弧光接地,则会在系统中产生最高值达３、５倍相电压得过电压，这样高得过电压如果数小时作用于电网,势必会造成电气设备内绝缘得积累性损伤,如果在健全相得绝缘薄弱环节造成绝缘对地击穿，将会引发成相间短路得重大事故。 一、相接地电容电流得危害 中性点不接地得高压电网中，单相接地电容电流得危害主要体现在以下四个方面： 1。弧光接地过电压得危害 当电容电流一旦过大，接地点电弧不能自行熄灭。当出现间歇性电弧接地时,产生弧光接地过电压,这种过电压可达相电压得３～5倍或更高，它遍布于整个电网中,并且持续时间长,可达几个小时，它不仅击穿电网中得绝缘薄弱环节，而且对整个电网绝缘都有很大得危害. ２.造成接地点热破坏及接地网电压升高 单相接地电容电流过大，使接地点热效应增大,对电缆等设备造成热破坏,该电流流入大地后由于接地电阻得原因，使整个接地网电压升高,危害人身安全. ３．交流杂散电流危害 电容电流流入大地后,在大地中形成杂散电流，该电流可能产生火花，引燃瓦斯爆炸等,可能造成雷管先期放炮，并且腐蚀水管、气管等。 4。接地电弧引起瓦斯煤尘爆炸 二、消弧线圈得作用 电网安装消弧线圈后,发生单相接地时消弧线圈产生电感电流，该电感电流补偿因单相接
电压互感器铁磁谐振实验 实际电力系统产生铁磁谐振，是由于某种外因使电压互感器的铁心趋于饱和，激磁电感急剧下降所致，在实验室中要模拟这种情况是困难的。三相对地导纳之间的大小和星座（容性、感性）差别较大而使三者之和较时，就可以使中写道位移电压上升，从而模拟铁磁谐振。为此，用改变对地电容的方法使参数不平衡，就可以产生铁磁谐振现象。实验步骤如下：（1）按小接地电流系统实验接线，每相接一只电容器（1μF），接入星形—星形—开口三角电压互感器2TV，加上电源，测量正常运行是各相对地电压、中性点对地电压及开口三角电压填入表格中。 （2）断开电源，将A相原接的一只电容断开，模拟线路在电源端完全断线，使系统各相对地参数不平衡，A相对地导纳为感性，B、C相为容性。合上电压后测量各相对地电压、中性点对地电压及开口三角电压填入表格中，与正常运行时的电压值对比，观察电压互感器铁磁谐振时各量的变化。 （3）花痴一次侧三个相电压、三相对地电压和中性点位移电压矢量图并进行分析。（根据A相相电压、A相对地电压和中性点位移电压值即可计算出矢量U AN和U ad的角度）。（4）在A相无电容而B、C相接一只电容的情况下，将电压互感器2TV开口三角绕组上并接200W的白炽灯泡，合上电源后测量各有关电压，分析这一措施为什么能抑制铁磁谐振的。 （5）将200W灯泡改为100W，并分析不同并接电阻值的影响。 （6）在A相无电容而B、C相接一只电容的情况下，将2TV开口三角绕组短接，在高压侧中性点串接一台零序电压互感器一次绕组（可采用1TV的一台单相380/100V互感器，但需将原一、二次侧接线断开再接线），除测量上述有关电压外，测量零序电压互感器二次侧电压U20。说明零序电压互感器对一直铁磁谐振的作用。 （7）在A相无电容而B、C相接一只电容的情况下，电压互感器原边中性点经500—1000欧电阻接地（用滑线电阻更好），合上电源后测量各有关电压，分析这一措施对抑制铁磁谐振的作用。 （8）对上述几项消谐措施进行分析比较。 表1 一次电压测量值（V）
消弧消谐P T柜原理 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
消弧消谐柜（PT柜）原理 GYXH消弧、消谐及过电压保护装置 我国现有的运行规程规定，对3~35kV中性点非直接接地的电网，发生接地故障时，允许继续运行两小时，如经上级有关部门批准，还可以延长。但规程对于“单相接地故障”的概念未做明确界定，如单相接地故障为金属性接地，故障相电压降为零，其余两相的对地电压将升高至线电压U L，因而这类电网的电气设备如变压器、电压/电流互感器、断路器及电缆等的对地绝缘水平，都能满足长期承受线电压作用而不损坏的要求。但是，如果单相接地故障为弧光接地，则其过电压一般为~倍的相电压，在这样高的过电压持续作用下，势必造成固体绝缘的积累性损伤，在健全相形成绝缘的薄弱环节，进而发展为相间短路事故。 传统观念认为，3~35kV电网属于中压配电网，此类电网中内部过电压幅值不高，所以，危及电网绝缘安全的主要因素不是内部过电压，而是大气过电压，因而长期以来采取的过电压保护措施仅仅针对防止大气过电压，主要技术措施仅限于装设各种类型的避雷器，其保护值较高，对于内部过电压起不到限制作用。 随着电网的发展，架空线路逐步被固体绝缘的电缆线路所取代。由于固体绝缘击穿的积累效应，其内部过电压，特别是电网发生单相间歇性弧光接地时产生的弧光接地过电压及由此激发的铁磁谐振过电压，已成为这类电网安全运行的一大威胁。其中以单相弧光接地过电压最为严重。弧光接地过电压会使电压互感器发生饱和，激发铁磁谐振，导致电压互感器严重过载，造成熔断器熔断或互感器烧毁。由于弧光接地过电压持续时间长，能量极易超过避雷器的承受能力，导致避雷器爆炸。 目前国内大多采用消弧线圈补偿或自动跟踪补偿式消弧线圈接地方式解决弧光接地过电压问题，其优点是：1、降低了故障点的残流，有利于接地电弧的熄灭；2、避免了长时间燃弧而导致相间弧光短路。3、对于金属性接地，系统可带故障运行两小时，减少了跨步电压差。缺点是：1、容易产生串联谐振过电压和虚幻接地现象；2、放大了变压器高压侧到低压侧的传递过电压；3、使小电流选线装置灵敏度降低甚至无法选线；4、用电感电流去抵消电容电流时，对于弧光接地时的高频分量部分无法抵消，因而不能有效地限制弧光接地过电压。 国外采取中性点直接接地的方式，国内也有少数地区电网采取了经小电阻接地的方式。虽然抑制了弧光接地过电压，但牺牲了对用户供电的可靠性。这种系统在发生单相接地时，不论负荷是否重要，一律人为增加接地电流，使断路器跳闸，扩大了停电范围和时间。由于加大了故障电流，发生弧光接地时，会加剧故障点的烧毁。 消弧及过电压保护装置（以下简称GYXH）是保定市广源电气有限公司研发的新型消弧产品，该产品在系统发生弧光接地时，将弧光接地转化为金属性接地，彻底消除了弧光接地过电压，考虑到柜内具有电压互感器，因而该GYXH还可作为PT柜，根据用户需要可增加了消谐、PT切换等PT柜的功能，另外，还可配备内置选线。上述功能使得GYXH具备了消弧、消谐、PT切换的作用，由于一机多能，节约了现场宝贵的空间。 正常运行时微机控制器不断检测PT提供的电压信号，一旦系统发生PT断线、单相金属接地或单相弧光接地时，PT辅助绕组（开口三角）的电压立即由低电平转为高电平，微机控制器启动中断，并根据PT二次电压的变化，判断故障类型和相别。 如果是PT单相断线故障，则装置输出开关量接点信号；如果是单相金属性接地故障，则装置输出开关量接点信号，也可根据用户要求由微机控制器向真空接触器发出动作命令；如果是单相弧光接地故障，则微机控制器向真空接触器发出动作命令，真空接触器快速动作将不稳定的弧光接地转化为稳定的金属性接地；在上述故障发生时，装置输出开关量接点信号，同时可通过RS485接口与微机监控系统实现数据远传。 对于中性点不直接接地系统加装GYXH后： 1、在发生弧光接地时，装置内故障相的真空接触器可快速合闸，将弧光接地转化为金属性接地不仅使故障点的电弧立即熄灭，同时也彻底消除了弧光接地过电压； 2、本装置具有较高的性价比，能取代消弧线圈及其配套设备、电压互感器柜及其保护装置以及小电流接地选线装置，节约现场的安装空间。 3、本装置的保护功能不受电网大小和运行方式的影响； 4、装置结构简单，安装方便，适用于供、用电企业的中性点不直接接地电网。 5、保护功能全，装置具有消弧功能、PT功能及内部与外部各类过电压保护功能；根据用户的现场需要，还可以增加PT切换、小电流选线等功能，对防止事故的进一步扩大，减轻运行维护人员的工作量有重要意义。 l???????型号含义 GYX H—□ / □ ???????????????????????????装置的额定电流 ???????????????????????????装置的额定电压 ???????????????????????????广源消弧及过电压保护装置
消弧消谐选线及过电压 保护综合装置 保定尚源电力科技有限公司
一、产品概述 随着社会发展，电力系统的安全运行及供电的可靠性已显得越来越重要。长期以来，我国6~66KV的配电网大多采用中性点不接地运行方式。这种运行方式在单相接地时允许短时间带故障运行，因而大大提高了系统的供电可靠性。 我们公司研制开发的消弧消谐及过电压综合装置，该装置原理新颖，功能完善，自动化程度高，其在安装维护、可靠性、控制功能等方面国内领先。快速消除接地电弧及弧光过电压、铁磁谐振。可广泛适用于我国电力、冶金、化工、煤炭和石油等行业的3~35KV配电网中。 智能消弧消谐及过电压综合装置的主要功能： 本装置是利用智能控制、过电压限制技术和单相开关等组成一套自动控制系统。采用对二次的PT开口三角处投入大功率消谐电阻，以吸收谐振能量，消除谐振；采用限制故障相的恢复电压幅值及恢复电压的上升速度，消除弧光接地；技术先进，运行可靠。 其主要功能如下： 1）替代电压互感器柜，并提供电压检测信号。 2）具有过电压保护功能，能将大气过电压和操作过电压限制到较低的电压水平，保证了电网及电气设备的绝缘安全，使因过电压引起的事故大为 减少。 3）替代消弧线圈，能够快速消除间歇性弧光接地故障，抑制间歇性弧光接地过电压，防止事故的进一步扩大，降低线路的事故跳闸率。 4）能够快速有效的限制并消除各种谐振过电压，防止长时间的谐振过电压对系统绝缘结构的加速老化，防止谐振过电压对电网中设置的避雷器以 及小感性负载的影响，增加系统运行的安全可靠性，延长系统中设备的 使用寿命。 二、技术参数 1、适用范围 本装置可适用于6~35KV电压等级中性点非有效接地配电网的消弧、消谐及过电压保护，广泛用于电力系统的变电所或发电厂以及冶金、矿山、石化等企业的供电系统，对提高系统供电可靠性及安全运行有明显的效果。 2、工作环境 智能消弧消谐及过电压综合装置的所有元件可安装在开关柜内，与其他高压开关柜组屏在一起，体积小、成本低、安装方便。其使用环境要求如下：1）环境温度：-25℃~+40℃ 2）环境温度：90%(25℃)，50%(40℃) 3）海拔高度：≦2000米 4）无严重影响本装置绝缘性能的污染物及爆炸性介质的场所。 3、性能指标 1）智能消弧消谐及过电压综合装置额定参数 额定频率：50HZ 额定电压：6KV、10KV、35KV 2）控制器额定参数 工作电压：交流220V
In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities. 编订：XXXXXXXX 20XX年XX月XX日 TV铁磁谐振故障的原因及预防措施探讨简易版
TV铁磁谐振故障的原因及预防措施 探讨简易版 温馨提示：本安全管理文件应用在平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。文档下载完成后可以直接编辑，请根据自己的需求进行套用。 1故障原因 在电网中应用的TV，有许多无消谐装置， 仅采用熔丝保护。由于其固有特性，在系统参 数突变，如线路接地、配电变压器单相接地、 补偿电容的投切、拉合刀闸及跌落式熔断器、 投切空载线路及变压器、增减负荷等因素诱发 下，易激发引起铁磁谐振过电压。 2故障危害
TV发生铁磁谐振时，常有三相电压同时升高，产生非工频过电压，其值可达额定值的2～3倍，严重破坏电压质量，危及或破坏系统的稳定，造成TV熔丝熔断，绝缘击穿烧毁；严重时还会造成电网瓦解大面积停电。 3预防措施 (1)采用防谐设备。选用励磁特性好、不易磁饱和TV，如JSJW、JDZX、JDJJ2及JDX系列TV。 选用抗铁磁谐振TV，JSZG—10型三相五柱环氧树脂浇注绝缘TV，它将大大提高抗谐振、耐过电压和防止烧毁的能力。
消弧消谐柜的原理作用 说的直白一点就是：当电路出现短路发生电弧接地时，迅速转化为金属接地。金属性接地后，非故障相上的过电压立即稳定，系统中的设备可以在这个电压下安全运行；由于电弧被熄灭，过电压被限制在安全水平，故障不会再继续发展。过电压的能量降低到过电压保护器允许的能量指标以内，避免了过电压保护器爆炸事故；母线过电压被限制在较低的水平，可避免激发铁磁谐振过电压。消弧和消谐的工作原理是不一样的。消弧是指当母线发生单相金属接地时消弧装置动作使金属接地通过消弧装置动作的真空接触器直接接地，有利于母线保护动作、这样可以避免谐波的产生。消谐主要是消除二次谐波以及高次谐波，有利于电网的安全运行。正常运行时，消弧线圈中无电流通过。而当电网受到雷击或发生单相电弧性接地时，中性点电位将上升到相电压，这时流经消弧线圈的电感性电流与单相接地的电容性故障电流相互抵消，使故障电流得到补偿，补偿后的残余电流变得很小，不足以维持电弧，从而自行熄灭。这样，就可使接地迅速消除而不致引起过电压。JZXH消弧消谐选线及过电压保护装置使用说明书 一、概述我国3～35KV(含66KV)的电网大多采用中性点不接地的运行方式。此类电网在发生单相金属性直接接地时，非故障相的对地电压将升高到线电压，三相线电压量值不变，且仍具有120。的相位差，三相用电设备的工作并未受到影响，因而不影响电能的正常传输。所以国家标准规定这类电网在发生单相接地故障后允许短时间带故障运行，提高了该类电网的供电的可靠性。现有的运行规程规定，中性点非有效接地系统发生单相接地故障时，允许运行两小时，但规程未对“单相接地故障”的概念加以明确界定。如果单相接地故障为金属性接地，则故障相的电压降为零，其余两健全相对地电压升高至线电压，这类电网的电气设备在正常情况下都应能承受这种过电压而不损坏。但是，如果单相接地故障为间歇性弧光接地，则会在系统中产生达3.5倍相电压峰值的过电压，这样高的过电压如果数小时作用于电网，势必会造成电气设备内绝缘的积累性损伤，在健全相的绝缘薄弱环节造成绝缘对地击穿，进而发展成为相间短路事故。在间歇性电弧接地暂态过程中，实际系统会形成多频振荡回路，不仅会产生高幅值的相对地过电压，而且还可能出现高幅值的相间过电压，使相间绝缘弱点闪络，发展成为相间短路事故。目前，限制弧光接地过电压的主要措施仍是电网中性点经消弧线圈接地。但消弧线圈并不能限制间隙性电弧接地过电压，甚至因消弧线圈的存在，电弧重燃可能在恢复电压最大时刻才发生，使弧光接地过电压更高。消弧线圈不能补偿接地电流中的高频分量和有功分量，高频性的间隙电弧接地不能消除；在有功分量大于一定值时，故障点接地电弧同样不能自熄。实际运行经验也证明，在中性点经消弧线圈接地的3~35KV配电网中，由电弧和谐振引发的事故时有发生。随着城乡电网的发展以及生产、生活对供电可靠性的要求越来越高，每次绝缘事故造成的危害及波及面势必增加，为此我公司自主研发出了JZXH消弧消谐选线及过电压保护装置，集消弧、消谐、小电流接地选线及过电压保护等功能为一体，将中性点非有效接地电网的相对地及相间过电压限制在电网安全运行的范围之内，彻底解决各种过电压对设备及电网安全运行的威胁，提高这类电网的供电可靠性。 二、产品的主要功能JZXH消弧消谐选线及过电压保护装置用于3～35KV中性点非有效接地电力系统中，对这类系统运行中的各类过电压加以限制，特别是对谐振过电压和单相弧光接地过电压加以限制和消除，并提供灵敏、可靠的单相接地保护，以有效地提高该类电网的运行安全性及供电可靠性。其主要功能： 1.电压互感器柜，提供电压监测功能。 2.消弧线圈，消除间隙性弧光接地故障，并具有消弧线圈所不具有的限制弧光接地过电压的功能。3.各类消谐器，限制并消除谐振过电压。 4.各类小电流选线装置，灵敏、准确地选出单相接
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。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。 串联谐振电路，产生铁磁谐振过电压的的必要条件是ω0 = 1/L0C＜ω。因此铁磁谐振可在很大的范围内发生。 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。 铁磁谐振对TV的损坏，铁磁谐振(分频)一般应具备如下三个条件。 1、电磁式电压互感器(TV)的非线性效应，是产生铁磁谐振的主要原因。 ２、TV感抗为容抗的100倍以内，即参数匹配在谐振范围。 ３、要有激发条件，如投入和断开空载母线、TV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。 由前面分析可知，事故中具备了3个条件，才导致了此次事故。当良站10 kV系统发生单相接地时，故障点流过电容电流，未接地的两相B、C相电压升高31/2，对系统产生扰动，在这一瞬间电压突变过程中，TV高压线圈的非接地两相的励磁电流就要突然增大，甚至饱和，由此构成相间串联谐振。饱和后的TV励磁电感变小，系统网络对地阻抗趋于感性，此时若系统网络的对地电感与对地电容相匹配，就形成共振回路，激发各种铁磁谐振过电压。尤其是分频铁磁谐振可导致相电压低频摆动，励磁感抗成倍下降，产生过电压，过电压幅值可达到近2~3.5Ue以上，但此过电压达不到避雷器的动作电压1.7 kV，故母线避雷器并未动作。同时，感抗下降会使励磁回路严重饱和，励磁电流急剧加大，电流大大超过额定值，据
电力系统谐振消除方法 电力系统铁磁谐振一直影响着电气设备和电网的安全运行，特别是对中性点不直接接地系统，铁磁谐振所占的比例较大，因此对此类铁磁谐振问题研究得较多。本文针对电力系统谐振消除方法进行探讨和分析，并提出一些意见，为相关工作者提供参考。 电力系统中过电压现象较为普遍。引起电网过电压的原因主要有谐振过电压、操作过电压、雷电过电压以及系统运行方式突变，负荷剧烈波动引起系统过电压等。其中，谐振过电压出现频繁，其危害很大。过电压一旦发生，往往造成系统电气设备的损坏和大面积停电事故发生。据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是由于谐振现象引起的。日常工作中发现，在刮风、阴雨等特殊天气时，变电站35kV及以下系统发生间歇性接地的频率较高，当接地使得系统参数满足谐振条件时便会发生谐振，同时产生谐振过电压。谐振会给电力系统造成破坏性的后果：谐振使电网中的元件产生大量附加的谐波损耗，降低发电、输电及用电设备的效率，影响各种电气设备的正常工作；导致继电保护和自动装置误动作，并会使电气测量仪表计量不准确；会对邻近的通信系统产生干扰，产生噪声，降低通信质量，甚至使通信系统无法正常工作。 1.谐振及铁磁谐振
谐振是一种稳态现象，因此，电力系统中的谐振过电压不仅会在操作或事故时的过渡过程中产生，而且还可能在过渡过程结束后较长时间内稳定存在，直到发生新的操作谐振条件受到破坏为止。所以谐振过电压的持续时间要比操作过电压长得多，这种过电压一旦发生，往往会造成严重后果。运行经验表明，谐振过电压可在各种电压等级的网络中产生，尤其在35kV及以下的电网中，由谐振造成的事故较多，已成为系统内普遍关注的问题。因此，必须在设计时事先进行必要的计算和安排，或者采取一定附加措施（如装设阻尼电阻等），避免形成不利的谐振回路，在日常工作中合理操作防止谐振的产生，降低谐振过电压幅值和及时消除谐振。在6~35kV系统操作或故障情况下，系统振荡回路中往往由于变压器、电压互感器、消弧线圈等铁芯电感的磁路饱和作用而激发起持续性的较高幅值的铁磁谐振过电压。铁磁谐振可以是基波谐振、高次谐波谐振、分次谐波谐振，其共同特征是系统电压升高，引起绝缘闪络或避雷器爆炸；或产生高值零序电压分量，出现虚幻接地现象和不正确的接地指示；或者在PT中出现过电流，引起熔断器熔断或互感器烧坏；母线PT的开口三角绕组出现较高电压，使母线绝缘监视信号动作。各次谐波谐振不同特点主要在于： ①分次谐波谐振三相电压依次轮流升高，超过线电压，一般不超过2倍相电压，三相电压表指针在相同范围出现低频摆动。
消弧消谐及过电压保护装置（SHK-XGB） ⒈工程系统状况： 消弧消谐及过电压保护装置安装运行在10KV母线上， 10KV系统参数如下： ⒈1额定电压： 10kV ⒈2最高运行电压：12kV ⒈3额定频率： 50HZ ⒈4中性点接地方式：不接地 ⒈5 10KV系统单相接地电容电流：待定（根据实际计算得出） ⒈6 直流操作电压：DC220V ⒉装置的使用环境条件 ⒉1使用场所：无酸碱腐蚀处 ⒉2海拔高度：≤2000m ⒉3相对湿度：月平均相对湿度不大于90%，日平均相对湿度不大于95% ⒉4环境温度：-30℃∽+40℃ ⒉5污秽等级：不超过Ⅱ级（不得有粉尘、煤气、烟气等具有爆炸性的混合物） ⒊装置的用途： 消弧及过电压保护装置（SHK-XGB）用于10KV中性点不直接接地系统,有效地保护设备的相间和相对地绝缘,防止由单相故障发展为相间短路事故 ⒋装置的组成： 该装置主要由小电流接地选线装置ZDX、电压互感器PT、一次消谐器XX、微机控制器ZK、交流真空接触器JZ、三相组合式过电压保护器TBP、高压限流熔断器FU、高压隔离开关、CT和接地测量电流表等组成。 ⒌装置的工作原理： 正常运行时微机控制器不断检测PT提供的电压信号，一旦系统发生PT断线、单相金属接地或单相弧光接地时，PT辅助二次的开口三角电压立即由低电平转为高电平，微机控制器启动中断，
并根据PT二次电压的变化，判断故障类型和相别。 如果是PT单相断线故障，则装置输出开关量接点信号，同时可通过RS485（或RS232）接口与微机监控系统实现数据远传。 如果是单相金属性接地故障，则装置输出开关量接点信号，也可根据用户要求由微机控制器向真空接触器发出动作命令，同时可通过RS485（或RS232）接口与微机监控系统实现数据远传。 如果是单相弧光接地故障，则微机控制器向真空接触器发出动作命令，真空接触器在30ms内快速动作将不稳定的弧光接地转化为稳定的金属性接地。装置输出开关量接点信号，同时可通过RS485（或RS232）接口与微机监控系统实现数据远传。 小电流接地选线装置： 模块化设计，结构紧凑，技术先进，高速32位ARM内核处理器使运算实时性和动作准确性得以保证。 实时监控系统状态，实时运算，根据信号采集、数据处理结果，发出相应的信号。 工业标准的RS-485通讯接口，可以实时向上位机传送系统的运行状态，上位机也可以通过此通讯口对消弧控制器发出指令。 故障追忆功能，大容量Flash存储器保存最近32次历史故障记录。 具有良好的电磁兼容性，适合在强电磁干扰的复杂环境中应用。整机符合IEC61000-4-4标准。 双硬件看门狗电路确保软件运行的可靠性。 中文液晶显示，运行状态清晰，菜单式操作，方便易用。 ⒍装置的关键技术： 6.1利用特制的可分相操作的单相真空接触器将弧光接地迅速转化为金属接地； 6.2 使用我公司的专利技术限流熔断器FU对其进行保护； 6.3本装置采用了公司的专利产品三相组合式过电压保护器TBP，可将电网中各类过电压限制到较低水平，并能有效地保护线路的相间绝缘； 6.4 利用工频熄弧理论、高频熄弧理论以及谐波分析的方法，研制出专用的单片机控制器，判断单相接地故障属性及相别，并控制真空接触器是否动作。 ⒎装置的优点： ⒎1装置可有效地将弧光接地过电压等各种过电压限制到较低