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电压互感器的铁磁谐振

2021.8.30

  磁铁谐振的产生是在进行操作或系统发生故障时,由于铁心饱和而引起的一种跃变过程,电网中发生的铁磁谐振分为并联铁磁谐振和串联铁磁谐振。

  主要特点

  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ω0=1/L0C<;ω。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,而6kV系统存在上述条件。

  消除办法

  从技术上考虑,为了避免铁磁谐振的发生,可以采取以下措施:选择励磁特性好的Tv或改用电容式TV;在同一个10kV配电系统中,应尽量减少TV的台数;在三相TV一次侧中性点串接单相TV或在TV二次开口三角处接入阻尼电阻;在母线上接入一定大小的电容器,使容抗与感抗的比值小于0.01,避免谐振,;系统中性点装设消弧线圈;采用自动调谐原理的接地补偿装置,通过过补、全补和欠补的运行方式,来较好地解决此类问题。

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