下载文档原格式
浅析电压互感器铁磁谐振解决方案电压互感器（VT）是一种用于测量高压输电线路中电压的重要设备。
在特定情况下，VT可能会遇到铁磁谐振问题，导致测量误差和设备损坏。
为了解决这个问题，需要采取一些合适的解决方案。
了解什么是铁磁谐振。
铁磁谐振是指当VT的主磁路中的铁磁材料与外界所产生的磁场频率匹配时，就会出现共振现象。
这种共振会导致磁通放大，导致VT的工作点偏离设计值，进而引起测量误差和设备故障。
要解决这个问题，可以采取以下几种方案：1. 优化VT的设计：通过改变磁路结构和参数，可以提高VT的抗谐振能力。
可以通过增加磁路的漏抗来提高VT的谐振频率，从而减小谐振现象的发生。
2. 使用补偿电抗：在VT的主磁路中串联一个补偿电抗，可以有效地滤除谐振分量。
补偿电抗的参数需要根据实际情况进行调整，以实现最佳的抑制效果。
3. 采用变压器绕组的谐振抑制方法：在VT的绕组中增加谐振抑制绕组，可以有效地降低谐振现象的发生。
谐振抑制绕组的匝数和参数需要根据实际谐振频率进行合理设计。
4. 使用谐振抑制电路：可以在VT的输入端或输出端增加一个谐振抑制电路，通过调整电路参数，阻断谐振频率的传播路径，从而消除或减小谐振现象的影响。
需要强调的是，虽然上述方案可以有效地降低铁磁谐振问题的发生，但并不能彻底消除谐振现象。
在实际应用中，还需要根据具体情况进行综合考虑，并采取多种措施综合应对。
电压互感器铁磁谐振是一个普遍存在的技术难题，需要通过合理的设计和优化来解决。
通过优化VT结构设计、使用补偿电抗、增加谐振抑制绕组以及采用谐振抑制电路等方式，可以有效地降低谐振现象的发生，提高VT的抗干扰能力，确保其稳定和准确地进行电压测量。
常见的三种铁磁谐振过电压治理方法对比
随着时代的发展，人们对用电安全要求越来越高。
国家对电力建设投入也越来越大，但是电力系统铁磁谐振过电压问题仍频繁发生，始终得不到有效解决。
经市场调研结果显示，目前国内解决铁磁谐振问题的常见方法主要有以下三种：
一、提高PT的抗饱和度
可以减少铁磁谐振发生的机率，保护PT自身和电网的安全运，但PT 的抗饱和倍数不能无限做大，PT的抗饱和度受体积限制，抗饱和度大的电压互感器系统，一旦发生铁磁谐振，谐振过电压会更高，危害性越大。
二、PT 中性点经非线性压敏电阻接地
系统发生谐振时，过电压幅值较低时其呈高阻态，有效抑制谐振起始发展，系统正常运行时，非线性压敏电阻阻抗极大，达到兆欧级，影响PT的测量精度，此外易发生热击穿。
消谐电阻的运行状态无法得知。
三、PT剩余绕组加二次消谐电阻
在PT开口三角侧并联可控阻尼（微机消谐装置）。
由微机控制的智能消谐装置，当发生谐振时，相应地投入“消谐电阻”吸收谐振能量，消除铁磁谐振。
但“消谐电阻”的大小难以控制。
对比得知以上治理铁磁谐振的措施都有欠缺，由此人们提出PT 中性点经非线性流敏电阻接地+二次智能消谐的综合智能治理方案，即流敏消谐治理法。
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。
②PT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PT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。
据试验分频谐振的电流为正常电流的240倍以上，工频谐振电流为正常电流的40～60倍左右，高频谐振电流更小。
在这些谐振中，分频谐振的破坏最大，如果PT的绝缘良好，工频和高频一般不会危及设备的安全当系统发生单相接地时，故障点流过电容电流，末接地的两相相电压长高√3，这将严重影响线路和电气设备的安全运行（此时电压互感器的励磁阻抗很大，故流过的电流很小）。
但是，一旦接地故障点消除，非接地相在故障期间已充的电荷只能通过电压互感器高压线圈经其自身的接地点接入大地。
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，甚至饱和、由此构成相间串联谐振。
由于接地电弧熄灭时间不同，故障点的切除就不一样。
因此，不一定在每次出现单相接地故障时，电压互感器高压线圈中都要产生很大的激磁电流，其高压侧熔断器的情况也有所不同。
铁磁谐振的常用消除办法根据以上分析配电系统铁磁谐振的特性，就不难找到加以解决的办法。
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。
电压互感器铁磁谐振产生原因和抑制措施摘要：本文简述了铁磁谐振的危害、铁磁谐振产生的原因、特点，电气手册、规范对抑制电压互感器铁磁谐振措施的措施规定及工程设计中常采用抑制铁磁谐振的方法。
关键词：铁磁谐振过电压危害特点抑制措施电压互感器作为开关柜中的主要设备之一，承担着电力计量、测量及继电保护等重要作用。
但是由于电力系统的开关操作、负荷变动等不稳定因素，常常会引起电压互感器铁磁谐振。
电压互感器铁磁谐振常常引起持续时间很长的谐振过电压，会破坏电气设备绝缘，导致电压互感器熔断器频繁熔断，甚至电压互感器烧毁、爆炸等恶性事故，严重影响工业生产，威胁电气设备运行安全，给生产维护人员增加了工作量，给企业增加了运行成本。
怎样消除电压互感器的铁磁谐振问题摆在了企业生产管理人员和电气工程设计人员的面前。
一、铁磁谐振产生原因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过电压。
但当系统发生故障或由于某种原因电网参数发生了变化，就很可能被激发生谐振。
例如在中性点非有效接地系统，电压互感器和线路对地电容和变压器等电感元件所形成的振荡回路，都有可能发生谐振。
电压互感器一类的电感元件在正常工作电压下，通常铁芯磁通不饱和；但在电气线路参数发生变化的激发下，铁芯磁通饱和，从而与系统电容产生谐振，就可能产生铁磁谐振过电压。
铁磁谐振不仅可在工频（50HZ）下发生，也可在高频(>50HZ)、低频（>50HZ)下发生。
二、电磁谐振的特点电磁谐振是电力系统自激振荡的一种形式，是由于变压器、电压互感器励磁磁通饱和作用引起的持续的、高幅值过电压现象，其主要特点为：1.谐振回路中铁心电感呈非线性，电感随电流增大而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变成谐振状态；如单相接地，跳闸、合闸，投切电容器等。
电压互感器铁磁谐振的产生与消除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很多危害，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，造成不可预估的经济损失。
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。
标签：电压互感器；鐵磁谐振；危害；消除措施1 概述在电力系统中存在着很多细小但却有强大功能的元件，其中包括电感性的和电容性的。
这些不同的电感元件和电容元件会形成LC振荡回路，存在于电力系统的内部。
在一般正常运作的时候，电力系统会保持其稳定性，电磁震荡现象不会出现，但是在受到某种特定的刺激时，便会产生电磁震荡的现象，对整个电力系统造成一定的影响，而且如果电磁震荡现象要持续很久，会严重影响整个电力系统的安全。
2 铁磁谐振产生的原因电压互感器的非线性电感和电网对地电容构成了电压互感器谐振回路。
电压互感器的内部结构中有铁芯，很容易出现饱和的现象，随着电流或磁通的不断变化，电感的数值也会渐渐改变。
在电力系统处于正常运作的状态下，电压互感器的感抗比电网对地电容的要大很多，不能产生谐振。
但是一旦受到了外界的适宜刺激，使感抗降低就会构成产生谐振的条件，从而导致了铁磁谐振的产生。
根据网络的参数和外界环境的限制，可以决定电压互感器造成谐振的过载程度，按照影响条件可以分为以下几点：工频谐振引起的过载、高频率谐振所引起过载、不同谐振引起的过载等。
当出现工频谐振所引起的过载时，发生的状况可以表现为两种形式，一种是电压比地面电压高，另一种则是电压比地面的电压低，这种表现和单一接地面的连接部位断开十分相似。
然而高频谐振所引起的过载和不同谐振引起的过载，它们的表现情况都是相同的：所有的电压都高于地面电压。
通过对细节进行研究，我们发现无论是工频谐振还是高频谐振，其过电压的幅值都在额定相电压范围内。
在设备保持良好的绝缘功能的时候，它们的谐振不会产生危害。
但是分频谐振并不是这样，分频谐振的频率较前两者频率低，会使电流长时间饱和，大电流流过互感器，进而将高压熔断器熔断，也可以产生其他破坏程度更强的损害。
铁磁谐振的新型消谐方法
陈守聚
【期刊名称】《高电压技术》
【年(卷),期】1993(19)1
【摘要】铁磁谐振是电力系统经常发生的一种异常现象,对它进行有效的限制将大大提高电力系统的安全稳定性。
现结合现场实际情况介绍一种WNX系列消谐器,实测试睑结果表明,它能较好地对不同电压等级的铁磁谐振进行限制。
【总页数】2页(P93-94)
【关键词】电力系统;铁磁谐振;消谐器
【作者】陈守聚
【作者单位】河南省电力试验研宄所
【正文语种】中文
【中图分类】TM864
【相关文献】
1.电力系统铁磁谐振消谐方法研究 [J], 徐正宏;吴奇
2.就一次送电事件探讨中性点不接地系统铁磁谐振的产生原因及消谐方法 [J], 叶家洪;
3.中性点不接地配电网铁磁谐振问题及新型消谐装置探讨 [J], 李秀伟;冯署能;赵广泉
4.就一次复电事件浅析铁磁谐振及消谐方法 [J], 吴炳基
5.主动式配电网铁磁谐振消谐方法研究 [J], 朱子民;秦艳辉;朱咏明;段青熙;亢朋朋;刘勇;董雪涛;樊国旗
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
五、关于电压互感器的铁磁谐振及其消谐措施。
1、谐振条件在中点不接地系统中，由于接地保护的需要，三相电压互感器的中点是直接接地的，因此电压互感器与电网线路对地电容并联而形成谐振回路，电磁式电压互感器的电感是非线性的，这种谐振回路为非线性谐振回路，或称铁磁谐振回路，如图5-1。
通常，在正常运行时，电压互感器的感抗X L远大于电网对地电容的容抗X C，即X L与X C不会形成谐振，但由于某些原因，例如单相接地故障、线路合闸、雷电冲击等等，使电压互感器的电感量发生变化，如果X L与X C匹配合适则将产生谐振。
由于电网中点不接地，正常运行时互感器中点N＇和电源中点对地同电位，即中点不发生位移，当发生谐振时，互感器一相、两相或三相绕组电压升高，各相对地电位发生变动，但因电源电势由发电机的正序电势所固定，E A、E B、E C保持不变，在电网这一部分对地电压的变动则表现为电源中点发生位移，而出现零序电压，这就是说，谐振的发生是由于中点位移而引起的。
假定当A相电压下降，B、C相电压升高，则A相显容性，而B、C相显感性，等值电路图如图5-2所示。
如图，三相中各阻抗不对称，电源中点产生位移，在一定条件下将产生谐振。
根据图5-1，解出中点位移电压如下式：（1），代入得：（2）由（2）式可看出，当时则U0无穷大，即要发生谐振，这也意味着只有当电压互感器的感抗与线路容抗在一定比例下，谐振才会产生。
有人（HA.Peterson）对此曾做了专门的模拟试验，得到了谐振范围的曲线，如图5-3b所示。
模拟试验用互感器的V-A特性如图5-3 a。
5-3 a非线性电感的伏安特性曲线U—试验电源相电压U —非线性电感额定电压I*—电流标幺值5-3b 不同谐振区域，—额定线电压下非线性电感的励磁感抗从图5-3b可看出，谐振有可能是分频谐振（低于工频，一般为工频），也可能是工频谐振，或高频谐振。
图5-3b中X C为线路的每相对地电容（线性的），X L为电压互感器每相绕组在电压下的励磁感抗。
