铁磁谐振范文10篇

铁磁谐振范文篇1

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。

电力系统的铁磁谐振可分二大类：一类是在66kV及以下中性点绝缘的电网中，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；另一类是发生在220kV（或110kV）变电站空载母线上，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中的一相、两相或三相激发产生的铁磁谐振现象，简单地讲就是由高压断路器电容与母线电压互感器的电感耦合产生的谐振。

2铁磁谐振产生的原因及激发条件

电力系统是一个复杂的电力网络，在这个复杂的电力网络中，存在着很多电感及电容元件，尤其在不接地系统中，常常出现铁磁谐振现象，给设备的安全运行带来隐患，下面先从简单的铁磁谐振电路中进行分析。

在简单的R、C和铁铁芯电感L电路中，假设在正常运行条件下，其初始状态是感抗大于容抗，即ωL＞（1/ωC），此时不具备线性谐振条件，回路保持稳定状态。但当电源电压有所升高时，或电感线圈中出现涌流时，就有可能使铁芯饱和，其感抗值减小，当ωL＝（1/ωC）时，即满足了串联谐振条件，在电感和电容两端便形成过电压，回路电流的相位和幅值会突变，发生磁谐振现象，谐振一旦形成，谐振状态可能“自保持”，维持很长时间而不衰减，直到遇到新的干扰改变了其谐振条件谐振才可能消除。

下列激发条件造成铁磁谐振：

（1）电压互感器的突然投入；

（2）线路发生单相接地；

（3）系统运行方式的突然改变或电气设备的投切；

（4）系统负荷发生较大的波动；

（5）电网频率的波动；

（6）负荷的不平衡变化等。

3常用的消谐方法及优缺点

3.1中性点不接地系统常见的消谐措施

3.1.1采用励磁特性较好的电压互感器

目前，在我单位新建变电站电压互感器选型时尽量采用采用励磁特性较好的电压互感器。电压互感器伏安特性非常好，如每台电压互感器起始饱和电压为1．5Ue，使电压互感器在一般的过电压下还不会进入饱和区，从而不易构成参数匹配而出现谐振。显然，若电压互感器伏安特性非常好，电压互感器有可能在一般的过电压下还不会进入较深的饱和区，从而不易构成参数匹配而出现谐振。从某种意义上来说，这是治本的措施。但电压互感器的励磁特性越好，产生电压互感器谐振的电容参数范围就越小。虽可降低谐振发生的概率，但一旦发生，过电压、过电流更大。

3.1.2在母线上装设中性点接地的三相星形电容器组，增加对地电容这种方法，当增大各相对地电容Co，使XCo/XL＜0.01时（谐振区为小于0.01或大于3）回路参数超出谐振的范围，可防止谐振。。如果零序电容过大或过小，就可以脱离谐振区域，谐振就不会发生。

3.1.3电流互感器高压侧中性点经电阻接地，由于系统中性点不接地，Yo接线的电磁式电压互感器的高压绕组，就成为系统三相对地的唯一金属通道。系统单相接地有两个过渡过程，一是接地时；二是接地消失时。接地时，当系统某相接地时，该相直接与地接通，另两相对地也有电源电路（如主变绕组）成为良好的金属通道。因此在接地时的三相对地电容的充放电过程的通道，不会走电压互感器高压绕组，就是说发生接地时电压互感器高压绕组中不会产生涌流，因为已有某相固定在地电位，也就不会发生铁磁谐振。但是当接地消失时，情况就不同了。在接地消失的过程中，固定的地电位已消失，三相对地的金属通道已无其他路可走，只有走电压互感器高压绕组，即此时三相对地电容（零序电容）3Co中存储的电荷，对三相电压互感器高压绕组电感L/3放电，相当一个直流源作用在带有铁芯的电感线圈上，铁芯会深度饱和。对于接地相来说，更是相当一个空载变压器突然合闸，叠加出更大的暂态涌流。在高压绕组中性点安装电阻器Ro后，能够分担加在电压互感器两端的电压，从而能限制电压互感器中的电流，特别是限制断续弧光接地时流过电压互感器的高幅值电流，将高压绕组中的涌流抑制在很小的水平，相当于改善电压互感器的伏安特性。

3.1.4电压互感器一次侧中性点经零序电压互感器接地，此类型接线方式的的电压互感器称为抗谐振电压互感器，这种措施在部分地区有成功经验，其原理是提高电压互感器的零序励磁特性，从而提高电压互感器的抗烧毁能力，已有很多厂家按此原理制造抗谐振电压互感器。但是应注意到，电压互感器中性点仍承受较高电压，且电压互感器在谐振时虽可能不损坏，但谐振依然存在。

3.1.5电压互感器二次侧开三角绕组接阻尼电阻，在三相电压互感器一次侧中性点串接单相电压互感器或在电压互感器二次开口三角处接入阻尼电阻，用于消耗电源供给谐振的能量，能够抑制铁磁谐振过电压，其电阻值越小，越能抑制谐振的发生。若R＝0，即将开口三角两端短接，相当于电网中性点直接接地，谐振就不会发生。但在实际应用中，由于原理及装置的可靠性欠佳，这些装置的运行情况并不理想。二次侧电子消谐装置仍有待从理论、制造上加以完善。在单相持续接地时，开三角绕组也必须具备足够大的容量；这类消谐措施对非谐振区域内流过电压互感器的大电流不起限制作用。

3.1.6中性点经消弧线圈接地，中性点经消弧线圈接地有以下优点：瞬间单相接地故障可经消弧线圈动作消除，保证系统不断电；永久单相接地故障时消弧线圈动作可维持系统运行一定时间，可以使运行部门有足够的时间启动备用电源或转移负荷，不至于造成被动；系统单相接地时消弧线圈动作可有效避免电弧接地过电压，对全网电力设备起保护作用；由于接地电弧的时间缩短，使其危害受到限制，因此也减少维修工作量；由于瞬时接地故障等可由消弧线圈自动消除，因此减少了保护错误动作的概率；系统中性点经消弧线圈接地可有效抑制单相接地电流，因此可降低变电所和线路接地装置的要求，且可以减少人员伤亡，对电磁兼容性也有好处。可见，中性点谐振接地是中压电网（包括电缆网络）乃至高压系统的比较理想的中性点接地方式。但是由于不适当操作或某些倒闸过程会导致局部电网在中性点不接地方式下临时运行，所以这种系统也曾经发生过电压互感器谐振，同时安装消弧线圈自然会增加投资，此外，消弧线圈自身的维护和整定还需要不断的完善。

4中性点直接接地系统谐振消除方法及优缺点

4.1尽量保证断路器三相同期、防止非全相运行。

4.2改用电容式电压互感器（CVT），从根本上消除了产生谐振的条件，但是电容式电压互感器价格高、带负载能力差、且仍带有电感，二次侧仍要采用消谐措施。增加对地电容，操作时让母线带上一段空线路或耦合电容器。

4.3带空载线路可以很好地消谐，但有可能产生一个很大的冲击电流通过互感器线圈，对互感器不利，而耦合电容器十分昂贵，目前尚无高压电容器。

4.4与高压绕组串接或并接一个阻尼绕组，可消除基频谐振，在发生谐振的瞬间投入此阻尼电阻将会增加投切设备和复杂的控制机构。

4.5电容吸能消谐，对幅值较高的基频谐振比较有效，但对于幅值较低的分频谐振往往难以奏效。

铁磁谐振范文篇2

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。

电力系统的铁磁谐振可分二大类：一类是在66kV及以下中性点绝缘的电网中，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；另一类是发生在220kV（或110kV）变电站空载母线上，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中的一相、两相或三相激发产生的铁磁谐振现象，简单地讲就是由高压断路器电容与母线电压互感器的电感耦合产生的谐振。

2铁磁谐振产生的原因及激发条件

电力系统是一个复杂的电力网络，在这个复杂的电力网络中，存在着很多电感及电容元件，尤其在不接地系统中，常常出现铁磁谐振现象，给设备的安全运行带来隐患，下面先从简单的铁磁谐振电路中进行分析。

在简单的R、C和铁铁芯电感L电路中，假设在正常运行条件下，其初始状态是感抗大于容抗，即ωL＞（1/ωC），此时不具备线性谐振条件，回路保持稳定状态。但当电源电压有所升高时，或电感线圈中出现涌流时，就有可能使铁芯饱和，其感抗值减小，当ωL＝（1/ωC）时，即满足了串联谐振条件，在电感和电容两端便形成过电压，回路电流的相位和幅值会突变，发生磁谐振现象，谐振一旦形成，谐振状态可能“自保持”，维持很长时间而不衰减，直到遇到新的干扰改变了其谐振条件谐振才可能消除。

下列激发条件造成铁磁谐振：

（1）电压互感器的突然投入；

（2）线路发生单相接地；

（3）系统运行方式的突然改变或电气设备的投切；

（4）系统负荷发生较大的波动；

（5）电网频率的波动；

（6）负荷的不平衡变化等。

3常用的消谐方法及优缺点

3.1中性点不接地系统常见的消谐措施

3.1.1采用励磁特性较好的电压互感器

目前，在我单位新建变电站电压互感器选型时尽量采用采用励磁特性较好的电压互感器。电压互感器伏安特性非常好，如每台电压互感器起始饱和电压为1．5Ue，使电压互感器在一般的过电压下还不会进入饱和区，从而不易构成参数匹配而出现谐振。显然，若电压互感器伏安特性非常好，电压互感器有可能在一般的过电压下还不会进入较深的饱和区，从而不易构成参数匹配而出现谐振。从某种意义上来说，这是治本的措施。但电压互感器的励磁特性越好，产生电压互感器谐振的电容参数范围就越小。虽可降低谐振发生的概率，但一旦发生，过电压、过电流更大。

3.1.2在母线上装设中性点接地的三相星形电容器组，增加对地电容这种方法，当增大各相对地电容Co，使XCo/XL＜0.01时（谐振区为小于0.01或大于3）回路参数超出谐振的范围，可防止谐振。。如果零序电容过大或过小，就可以脱离谐振区域，谐振就不会发生。

3.1.3电流互感器高压侧中性点经电阻接地，由于系统中性点不接地，Yo接线的电磁式电压互感器的高压绕组，就成为系统三相对地的唯一金属通道。系统单相接地有两个过渡过程，一是接地时；二是接地消失时。接地时，当系统某相接地时，该相直接与地接通，另两相对地也有电源电路（如主变绕组）成为良好的金属通道。因此在接地时的三相对地电容的充放电过程的通道，不会走电压互感器高压绕组，就是说发生接地时电压互感器高压绕组中不会产生涌流，因为已有某相固定在地电位，也就不会发生铁磁谐振。但是当接地消失时，情况就不同了。在接地消失的过程中，固定的地电位已消失，三相对地的金属通道已无其他路可走，只有走电压互感器高压绕组，即此时三相对地电容（零序电容）3Co中存储的电荷，对三相电压互感器高压绕组电感L/3放电，相当一个直流源作用在带有铁芯的电感线圈上，铁芯会深度饱和。对于接地相来说，更是相当一个空载变压器突然合闸，叠加出更大的暂态涌流。在高压绕组中性点安装电阻器Ro后，能够分担加在电压互感器两端的电压，从而能限制电压互感器中的电流，特别是限制断续弧光接地时流过电压互感器的高幅值电流，将高压绕组中的涌流抑制在很小的水平，相当于改善电压互感器的伏安特性。

3.1.4电压互感器一次侧中性点经零序电压互感器接地，此类型接线方式的的电压互感器称为抗谐振电压互感器，这种措施在部分地区有成功经验，其原理是提高电压互感器的零序励磁特性，从而提高电压互感器的抗烧毁能力，已有很多厂家按此原理制造抗谐振电压互感器。但是应注意到，电压互感器中性点仍承受较高电压，且电压互感器在谐振时虽可能不损坏，但谐振依然存在。

3.1.5电压互感器二次侧开三角绕组接阻尼电阻，在三相电压互感器一次侧中性点串接单相电压互感器或在电压互感器二次开口三角处接入阻尼电阻，用于消耗电源供给谐振的能量，能够抑制铁磁谐振过电压，其电阻值越小，越能抑制谐振的发生。若R＝0，即将开口三角两端短接，相当于电网中性点直接接地，谐振就不会发生。但在实际应用中，由于原理及装置的可靠性欠佳，这些装置的运行情况并不理想。二次侧电子消谐装置仍有待从理论、制造上加以完善。在单相持续接地时，开三角绕组也必须具备足够大的容量；这类消谐措施对非谐振区域内流过电压互感器的大电流不起限制作用。

3.1.6中性点经消弧线圈接地，中性点经消弧线圈接地有以下优点：瞬间单相接地故障可经消弧线圈动作消除，保证系统不断电；永久单相接地故障时消弧线圈动作可维持系统运行一定时间，可以使运行部门有足够的时间启动备用电源或转移负荷，不至于造成被动；系统单相接地时消弧线圈动作可有效避免电弧接地过电压，对全网电力设备起保护作用；由于接地电弧的时间缩短，使其危害受到限制，因此也减少维修工作量；由于瞬时接地故障等可由消弧线圈自动消除，因此减少了保护错误动作的概率；系统中性点经消弧线圈接地可有效抑制单相接地电流，因此可降低变电所和线路接地装置的要求，且可以减少人员伤亡，对电磁兼容性也有好处。可见，中性点谐振接地是中压电网（包括电缆网络）乃至高压系统的比较理想的中性点接地方式。但是由于不适当操作或某些倒闸过程会导致局部电网在中性点不接地方式下临时运行，所以这种系统也曾经发生过电压互感器谐振，同时安装消弧线圈自然会增加投资，此外，消弧线圈自身的维护和整定还需要不断的完善。

4中性点直接接地系统谐振消除方法及优缺点

4.1尽量保证断路器三相同期、防止非全相运行。

4.2改用电容式电压互感器（CVT），从根本上消除了产生谐振的条件，但是电容式电压互感器价格高、带负载能力差、且仍带有电感，二次侧仍要采用消谐措施。增加对地电容，操作时让母线带上一段空线路或耦合电容器。

4.3带空载线路可以很好地消谐，但有可能产生一个很大的冲击电流通过互感器线圈，对互感器不利，而耦合电容器十分昂贵，目前尚无高压电容器。

4.4与高压绕组串接或并接一个阻尼绕组，可消除基频谐振，在发生谐振的瞬间投入此阻尼电阻将会增加投切设备和复杂的控制机构。

4.5电容吸能消谐，对幅值较高的基频谐振比较有效，但对于幅值较低的分频谐振往往难以奏效。

4.6在开口三角形回路中接入消谐装置，能自动消除基频和分频谐振，需在压变开口三角绕阻回路中增加1根辅助边线，增大了投资。

4.7采用光纤电压互感器，可以有效地消除谐振。价格较高。

铁磁谐振范文篇3

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。

电力系统的铁磁谐振可分二大类：一类是在66kV及以下中性点绝缘的电网中，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；另一类是发生在220kV（或110kV）变电站空载母线上，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中的一相、两相或三相激发产生的铁磁谐振现象，简单地讲就是由高压断路器电容与母线电压互感器的电感耦合产生的谐振。

2铁磁谐振产生的原因及激发条件

电力系统是一个复杂的电力网络，在这个复杂的电力网络中，存在着很多电感及电容元件，尤其在不接地系统中，常常出现铁磁谐振现象，给设备的安全运行带来隐患，下面先从简单的铁磁谐振电路中进行分析。

在简单的R、C和铁铁芯电感L电路中，假设在正常运行条件下，其初始状态是感抗大于容抗，即ωL＞（1/ωC），此时不具备线性谐振条件，回路保持稳定状态。但当电源电压有所升高时，或电感线圈中出现涌流时，就有可能使铁芯饱和，其感抗值减小，当ωL＝（1/ωC）时，即满足了串联谐振条件，在电感和电容两端便形成过电压，回路电流的相位和幅值会突变，发生磁谐振现象，谐振一旦形成，谐振状态可能“自保持”，维持很长时间而不衰减，直到遇到新的干扰改变了其谐振条件谐振才可能消除。

下列激发条件造成铁磁谐振：

（1）电压互感器的突然投入；

（2）线路发生单相接地；

（3）系统运行方式的突然改变或电气设备的投切；

（4）系统负荷发生较大的波动；

（5）电网频率的波动；

（6）负荷的不平衡变化等。

3常用的消谐方法及优缺点

3.1中性点不接地系统常见的消谐措施

3.1.1采用励磁特性较好的电压互感器

目前，在我单位新建变电站电压互感器选型时尽量采用采用励磁特性较好的电压互感器。电压互感器伏安特性非常好，如每台电压互感器起始饱和电压为1．5Ue，使电压互感器在一般的过电压下还不会进入饱和区，从而不易构成参数匹配而出现谐振。显然，若电压互感器伏安特性非常好，电压互感器有可能在一般的过电压下还不会进入较深的饱和区，从而不易构成参数匹配而出现谐振。从某种意义上来说，这是治本的措施。但电压互感器的励磁特性越好，产生电压互感器谐振的电容参数范围就越小。虽可降低谐振发生的概率，但一旦发生，过电压、过电流更大。

3.1.2在母线上装设中性点接地的三相星形电容器组，增加对地电容这种方法，当增大各相对地电容Co，使XCo/XL＜0.01时（谐振区为小于0.01或大于3）回路参数超出谐振的范围，可防止谐振。。如果零序电容过大或过小，就可以脱离谐振区域，谐振就不会发生。

3.1.3电流互感器高压侧中性点经电阻接地，由于系统中性点不接地，Yo接线的电磁式电压互感器的高压绕组，就成为系统三相对地的唯一金属通道。系统单相接地有两个过渡过程，一是接地时；二是接地消失时。接地时，当系统某相接地时，该相直接与地接通，另两相对地也有电源电路（如主变绕组）成为良好的金属通道。因此在接地时的三相对地电容的充放电过程的通道，不会走电压互感器高压绕组，就是说发生接地时电压互感器高压绕组中不会产生涌流，因为已有某相固定在地电位，也就不会发生铁磁谐振。但是当接地消失时，情况就不同了。在接地消失的过程中，固定的地电位已消失，三相对地的金属通道已无其他路可走，只有走电压互感器高压绕组，即此时三相对地电容（零序电容）3Co中存储的电荷，对三相电压互感器高压绕组电感L/3放电，相当一个直流源作用在带有铁芯的电感线圈上，铁芯会深度饱和。对于接地相来说，更是相当一个空载变压器突然合闸，叠加出更大的暂态涌流。在高压绕组中性点安装电阻器Ro后，能够分担加在电压互感器两端的电压，从而能限制电压互感器中的电流，特别是限制断续弧光接地时流过电压互感器的高幅值电流，将高压绕组中的涌流抑制在很小的水平，相当于改善电压互感器的伏安特性。

3.1.4电压互感器一次侧中性点经零序电压互感器接地，此类型接线方式的的电压互感器称为抗谐振电压互感器，这种措施在部分地区有成功经验，其原理是提高电压互感器的零序励磁特性，从而提高电压互感器的抗烧毁能力，已有很多厂家按此原理制造抗谐振电压互感器。但是应注意到，电压互感器中性点仍承受较高电压，且电压互感器在谐振时虽可能不损坏，但谐振依然存在。

3.1.5电压互感器二次侧开三角绕组接阻尼电阻，在三相电压互感器一次侧中性点串接单相电压互感器或在电压互感器二次开口三角处接入阻尼电阻，用于消耗电源供给谐振的能量，能够抑制铁磁谐振过电压，其电阻值越小，越能抑制谐振的发生。若R＝0，即将开口三角两端短接，相当于电网中性点直接接地，谐振就不会发生。但在实际应用中，由于原理及装置的可靠性欠佳，这些装置的运行情况并不理想。二次侧电子消谐装置仍有待从理论、制造上加以完善。在单相持续接地时，开三角绕组也必须具备足够大的容量；这类消谐措施对非谐振区域内流过电压互感器的大电流不起限制作用。

3.1.6中性点经消弧线圈接地，中性点经消弧线圈接地有以下优点：瞬间单相接地故障可经消弧线圈动作消除，保证系统不断电；永久单相接地故障时消弧线圈动作可维持系统运行一定时间，可以使运行部门有足够的时间启动备用电源或转移负荷，不至于造成被动；系统单相接地时消弧线圈动作可有效避免电弧接地过电压，对全网电力设备起保护作用；由于接地电弧的时间缩短，使其危害受到限制，因此也减少维修工作量；由于瞬时接地故障等可由消弧线圈自动消除，因此减少了保护错误动作的概率；系统中性点经消弧线圈接地可有效抑制单相接地电流，因此可降低变电所和线路接地装置的要求，且可以减少人员伤亡，对电磁兼容性也有好处。可见，中性点谐振接地是中压电网（包括电缆网络）乃至高压系统的比较理想的中性点接地方式。但是由于不适当操作或某些倒闸过程会导致局部电网在中性点不接地方式下临时运行，所以这种系统也曾经发生过电压互感器谐振，同时安装消弧线圈自然会增加投资，此外，消弧线圈自身的维护和整定还需要不断的完善。

4中性点直接接地系统谐振消除方法及优缺点

4.1尽量保证断路器三相同期、防止非全相运行。

4.2改用电容式电压互感器（CVT），从根本上消除了产生谐振的条件，但是电容式电压互感器价格高、带负载能力差、且仍带有电感，二次侧仍要采用消谐措施。增加对地电容，操作时让母线带上一段空线路或耦合电容器。

4.3带空载线路可以很好地消谐，但有可能产生一个很大的冲击电流通过互感器线圈，对互感器不利，而耦合电容器十分昂贵，目前尚无高压电容器。

4.4与高压绕组串接或并接一个阻尼绕组，可消除基频谐振，在发生谐振的瞬间投入此阻尼电阻将会增加投切设备和复杂的控制机构。

4.5电容吸能消谐，对幅值较高的基频谐振比较有效，但对于幅值较低的分频谐振往往难以奏效。

4.6在开口三角形回路中接入消谐装置，能自动消除基频和分频谐振，需在压变开口三角绕阻回路中增加1根辅助边线，增大了投资。

4.7采用光纤电压互感器，可以有效地消除谐振。价格较高。

铁磁谐振范文篇4

结合我公司6KV系统近来实际运行情况和PT高压熔断器熔断进而发展到PT爆炸造成公司6KV系统全部失压的故障原因分析，其中，电力系统发生单相弧光接地使系统产生铁磁谐振是主要原因。

2公司目前电压互感器使用情况介绍

公司6KV供电系统目前共有33个配电房装有电压互感器96组另2个。现投入运行的PT有69组另加2个。具体使用情况见下表(冷钢6KV供电系统电压互感器运行情况统计表)。

3冷钢一起6KV系统

PT故障2016年2月10日19∶41分，110KV变电Ⅰ站预告电铃响，“6KVⅠ母线段接地”、“6KV母线Ⅱ段接地”、“掉牌示未复归”光字牌亮，6KVⅠ、Ⅱ段母线单相接地信号继电器动作，不能复归。19∶46分，110KV变电Ⅰ站全站失压，Ⅰ站105烧结Ⅰ回256、Ⅱ回266联络断路器速断动作跳闸，4#发电机联络248断路器速断动作跳闸、1#主变低压侧限时速断—过流Ⅰ段动作200断路器跳闸，2#主变低后备204断路器过流Ⅰ段动作;105烧结6KV配电房256断路器速断动作跳闸;220KV变电Ⅱ站110KV铁联线光纤差动保护相间距离Ⅱ段动作506断路器跳闸，全厂6KV供电系统全部失压。经检查:①105烧结6KV配电房Ⅰ段母线2×14PT柜内左侧A相电压互感器烧毁炸裂，PT小车动触头全部爆炸烧毁;②110KV变电站Ⅰ站新6KV室———105烧结6KV配电房Ⅰ回电缆钱部烧毁，Ⅱ回电缆B相绝缘烧穿;③110KV变电Ⅰ站新6KV室256断路器上、下端触头爆炸烧毁，断路器烧毁，整个开关柜因短路电动力大，全部变形损坏。

46KV电压互感器单相接地与铁磁谐振的区别

4．1电压互感器发生单相接地。在6KV中性点不接地系统中，当系统发生单相接地故障时，系统仍可在故障状态下运行一段时间(2h)，有供电边连续性高的优点。但此时非故障相会产生较高的过电压，影响系统设备的绝缘性能和使用寿命，从而导致列频繁的故障。电压互感器单相接地主要有两种情况:①当中性点不接地系统中发生金属性永久单相接地时(如A相接地)，此时电压互感器二次UAN=0V，非故障相UBN和UCN电压升高(由正常的57.7V升高压线电压100V)，PT开口三角两端出现约100V电压(正常时只有5V左右)，这个电压将启动绝缘监察继电器发出接地信号并报警;②当中性点不接地系统中发生非金属性短路时(如A相弧光接地)，此进UAN比正常电压低，非故障相UBN和UCN电压为58－100V，PT开口三角两端出现约70V电压(正常时只有5V)，这个电压也能启动绝缘监察继电器发出接地信号并报警。4．2电压互感器谐振。在系统谐振时，PT产生过电压使电流激增，此进除会造成PT一次侧熔断器熔断外，还会导致PT烧毁。个别怦况下，还会引起避雷器、变压器、断路器的套管发生闪络或爆炸。在下列条件下，中性点不接地系统中发生单相接地进可能引发铁头磁谐振:①当中性点不接地系统中发生单相接地时，故障点流过电容电流，非接地相电压升高，这将严重影响线路和电气设备的安全运行。如果引进接地点消除，非接地相在故障期间已充的电荷只能通过PT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，PT非接地两相的励磁电流会突然增大，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，故障点切除也不一样，因此，不一定每次出现单相接地时PT高压线圈中都会产生很大的励磁电流，故PT高压熔断器也不会每次都会熔断;②由于小型变压器的绝缘老化，以致线圈绝缘击穿引起匝间、层间短路。虽然中性点不接地，单相接地电流不大，但较之变压器的一次负荷电流要大的多。当配电变压器内部发生单相接地故障时，故障电流通过电抗电能力强的绝缘油对地放电，也会产生不稳定的电弧激发电网谐振;③当系统发生铁磁谐振时，PT也会产生过电压使电流激增，导致PT高压熔断器熔断，甚至PT本身烧毁;④误操作引发谐振。如随意带负荷拉开线路隔离开关或带负荷拉开配电变压器的高压跌落开关，造成刀闸间弧光短路而引发谐振。综上所述，单相接地与谐振现象有着根本区别。正常情况下，当接地引发铁磁谐振时，产生的过电压对设备的影响很大，会造成PT高压熔断器熔断，PT烧毁等重大事故。

5PT高压熔断器熔断的原因分析

PT高压熔断器的熔断，都是在接地消失时发生的，分析系统三相对地电容电流在接地过程中的充放电过程，就可看出其中原因。由于6KV系统中性点不接地，Y0接线的电磁式PT的高压线组就成为系统三相对地的唯一金属通道。熔断的原因有:①系统单相接地时(如A相)，A相直接与地接通，另两相(B、C相也有良好的金属通道(如主变绕组)。此进三相对地电容电流的充放电通道不会走PT高压绕组，因此PT高压绕组中不会产生大电流。同进由于A相已成为固定的地电位，也不会产生铁磁谐振;②当系统单相接地消失时，固定的地电位(A相)已消失，三相对地的金属通道就只能走PT的高压绕组，既此进三相对地电容中存储的电荷对PT高压绕组电感L放电，相当于一个直流源作用在带有铁芯的电感线圈上，铁芯会深度饱和。对于接地相(A相)，更是相当于一个空载的变压器突然合闸，叠加出更大的暂态涌流(可达3A注1)，从而将PT高压熔断器(额定0.5A)熔断。因此，系统单相接地时，如果PT高压绕组中性点的消谐电阻还未起作用时，接地点突然消失，就容易产生铁磁谐振熔断PT高压熔断器。

6防止PT高压熔断器熔断可烧毁的措施

除PT本身内部出现单相接地或匝间、层间、相间短路故障和PT二次侧发生短路，而二次侧熔断器未熔断(二次空气开关未跳开)，造成高压熔断器熔断这两个原因外，造成PT高压熔断器熔断的主要原因就是系统单相接地引起铁磁谐振。而防止铁磁揩振的措施有:①在PT开口三角回路中装设消谐灯泡(220V/200W，注2)或消谐器。原因是发生谐振时的电压是相电压的3倍，则在开口三角处会产生100－200V的电压，加装消谐灯泡或加谐振阻尼。但这一措施不能根治谐振的产生源，实际运行中难以发挥作用;②在PT高压绕组中性点安装消谐电阻器(接地变压器和消弧线圈)。铁磁谐振过电压产生的根本原因是电流中性点对地绝缘，而PT一次绕组中性点直接接地。因此，在PT高压绕组中性点经消弧电阻器(接地变压器和消弧线圈)接地方式，则该系统零序回路的电感参数将主要由消谐电阻器的零序阻抗决定。而零序阻抗远小于PT的励磁阻抗，相对地稳住了系统中性点电位，即使PT励磁阻抗发生突变，也不会出现铁磁谐振。同时这一措施还可补偿系统接地电容电流，抑制弧光过电压，提高系统稳定性，实践证明该方案是有效的。

7结语

铁磁谐振范文篇5

1.采用电容式电压互感器。由于铁磁谐振回路都是电感–电容回路，采用电容式电压互感器后，可以破坏铁磁谐振的产生条件，从而避免铁磁谐振的发生。2.选用伏安特性高，铁芯不易饱和励磁感抗高的电磁式电压互感器。3.将电压互感器一次中性点直接接地改为经单相电压互感器或消谐器后再接地。对无绝缘检查任务的电压互感器，一次中性点不接地。4.装设消弧线圈，消弧线圈可以补偿系统的电容电流，使接地点的电容电流可以达到较小的数值，从而防止电弧重燃造成的间歇性接地过电压，破坏激发铁磁谐振的条件。

LXQII消谐器的应用

鹤岗矿区供电系统从2008年开始，对所属18个变电所进行了设备升级改造，针对电力系统中电压互感器铁磁谐振的危害，在变电所升级改造中进行了有效防范，将6~10kV系统的电压互感器全部换用抗谐振电压互感器。由于矿区供电系统变电所35kV设备均采用户外布置，35kV电压互感器为单相式电压互感器，由于设备构架问题，在电压互感器一次绕组的中性点串接电压互感器的方法无法实施。因此，矿区采用了LXQII消谐器，即在电压互感器Y接线中性点与地之间串接高容量非线性电阻器，起到阻尼与限流作用。LXQII消谐器连接方法如图1所示。变电所35kV母线上接线的电压互感器一次绕组的中性点与大地相通，是该局部系统对地的金属通道。当系统发生单相接或地接地消失时，系统对地电容会通过电压互感器一次绕组产生一个充放电的过渡过程。在充放电过程中电压互感器会出现很大的励磁涌流，使一次电流增大十几倍，造成一次熔丝熔断，严重时会烧坏电压互感器，引起继电保护装置误动作。安装了消谐器后，这种励磁涌流会得到有效抑制，使电压互感器一次熔丝不再因为这种励磁涌流而熔断，烧坏电压互感器。消谐器的选型除了与系统额定电压有关，还与电压互感器的绝缘等级有关，由于消谐器是一个非线性电阻，在正常工作电流范围内有一定的阻值，因此能有效限制高压涌流和铁磁谐振。但是当系统发生异常（如雷击、发生断线谐振）时，会产生一个比较大的电压，有可能损坏绝缘较弱的电压互感器，针对这种情况，应该选择LXQ（D）II型号的消谐器，这种消谐器提供D参数元件，该原件能有效限制消谐器两端的电压，保护中性点的弱绝缘元件，使其在电压互感器的耐受水平之下。

使用消谐器时的注意事项

铁磁谐振范文篇6

关键词：电容式电压互感器铁磁谐振局部放电温升

1前言

本新型绝缘结构的电容式电压互感器的研究课题是广西壮族自治区技术攻关项目，经研究、试制，产品通过了广西壮族自治区技术鉴定。

本电容式电压互感器采用一种新型的绝缘结构，即电磁装置为干式结构。具有下列技术经济特点：

1．1电磁单元先经过绝缘处理，然后充微正压SF6气体保护。

1．2防渗漏效果好，气体年泄漏率小于0．05％，产品使用寿命期间几乎不用补气。

1．3电磁单元无渗漏油的隐患，不用化验油样等年检。

1．4由于电磁装置充气，可以节省油处理工艺时间，从而缩短产品的生产周期，同时改善了劳动条件。

1．5对研制GIS用电容式电压互感器提供技术支持。

2研究的主要内容

2．1产品性能指标

2．1．1产品主要性能指标见表1。

2．1．2产品电容分压器的tanδ≤0．10％，电容偏差不超过额定值的±5％。

2．1．3中间电压变压器绕组连接组为1／1／1－12－12。

2．1．4产品气体年泄漏率应不超过0．5％。

2．1．5产品其余性能按GB／T4703－2001《电容式电压互感器》及JJG314－1994《测量用电压互感器》相应技术要求执行。

2．1．6产品外形及结构图见图1。

2．2耐压性能

由于电磁装置先经绝缘处理，即使SF6气压为0．1MPa的情况下亦通过了耐压试验，因此绝缘强度能够达到要求。

2．3铁磁谐振

电容式电压互感器的性能好坏取决于铁磁谐振性能的优劣，因此进行了比较详细的研究。由于电磁装置的绝缘强度能够达到技术要求，在SF6气压为0．1～0．2MPa的情况下进行了试验研究：阻尼器参数配合合理的情况下，在0．1MPa气压下可以通过铁磁谐振试验；阻尼器参数匹配不合理的情况下，即使谐振能够有效抑制，由于暂态过电压较高，在0．2MPa气压甚至更高的情况下，电磁单元内部会出现放电现象。

2．4局部放电性能

局部放电性能是新型绝缘结构的电容式电压互感器研究的重点。SF6压力需达到0．3MPa以上其性能方可与变压器油相比。因此电磁装置必须先经过绝缘处理，并且内部采取了均压措施后，当SF6气压为0．2MPa时，电磁装置的局部放电量为2～6pC；气压下降至0．12MPa时，电磁装置的局部放电量仍为2～6pC；当SF6气压小于0．12MPa时，电磁装置的局部放电量为10～50pC。

2．5温升

GB／T4703－2001《电容式电压互感器》规定如下：

a）二次绕组接额定负荷和剩余电压绕组不接负荷的情况下，施加1．2倍额定电压连续试验，直到温度达到稳定为止。各绕组的温升应不超过60℃。

b）电磁单元在a）项1．2倍额定电压下的温升试验达到稳定状态后，立即施加1．5倍额定电压，历时30s，各绕组温升应不超过70℃。

c）在上述试验条件下，电磁单元的铁心及其他金属表面、油顶层的温升应不超过70℃。

新型绝缘结构电磁装置的散热情况较油中不一样，采用降低电流密度及加大散热面等措施，确保产品的温升不超过标准规定值。

在a）、b）、c）三种试验条件下，试验测试，各点温升均不超过12℃。

2．6气体泄漏率

采用HL－108检漏仪，按照GB11023－1989规定方法测试，其年泄漏率为0．05％。

2．7准确度

准确度测试结果见表2。

3结论

3．1新型绝缘结构的电容式电压互感器的铁磁谐振、局部放电、温升、精确度、泄漏率等技术要求达到了相应标准或技术条件的要求。

铁磁谐振范文篇7

关键词：不接地系统产生谐振原因及措施

1前言

在实际的变电运行管理中，有时由于中性点不接地系统的线路发生单相接地或单相接地消失的瞬间，经常造成电压互感器一次侧熔断件熔断。或者是在进行正常的倒闸操作中，通过投入空载母线时，往往发现母线电压指示不正常或出现接地信号，但却没有发生明显的接地迹象,主要是由于电压互感器的铁磁谐振造成的。这种情况经常会使值班人员误判为电压互感器故障或是变电所内母线系统发生接地故障，影响了正常的运行管理。

2电压互感器产生谐振的原因分析

(1)在中性点不接地系统中，虽然电源侧的中性点不直接接地，但电压互感器的高压侧中性点是接地的，若Ca，Cb，Cc为各回线路(包括电缆出线和架空线路)三相对地的等值电容，而La，Lb，Lc则为母线电压互感器的一次侧三个线圈的对地阻抗(忽略其线圈电阻)，假设系统发生单相接地(如A相)，其接线图如图1所示。

图1接线图

此时，电压互感器的铁心线圈相当于与电容器并联，构成了可能产生谐振的并联电路，由于相对地电压升高倍，有可能使得电压互感器的铁心出现饱和或接近饱和，阻抗变小，电路中出现容抗和阻抗相等的情况，从而产生了并联谐振，此时互感器一次侧的电流最大，这样有可能使电压互感器的高压侧熔断件熔断，或者烧坏电压互感器。此种情况往往在变电所投产初期(线路出线回路少)不是很明显，但随着线路出线回路的增多(各回线路对地的等值电容量增大，容抗增大)出现谐振的情况较多。

(2)倒闸操作时，由于电压互感器的谐振而造成母线电压不平衡。此种情况往往是在设备进行关合空载母线时发生，如图2所示。当系统，投入501断路器，由于10kV母线处于空载状态，其等值电路图可由图3表示。

图2示意图

图3等值电路图

图3中L是电压互感器一次线圈的电感，C是各相母线对地电容，由于电压互感器的中性点是接地的，且各相对地电容的一端也是接地的，在正常情况下，三相电容是对称的，但当用501断路器向10kV母线充电时，就存在着以下两种情况：

①由于合闸瞬间的三相触头不同期性，此时最慢接触的一相在触头间相当于串联上一个电容(如A相)。

当电容的容抗等于互感器的感抗时即产生谐振，但该状态下只是使中央信号装置的电铃响了一下，仪表摆动一下，但随着操作的完成该现象随之消失。

②由于合闸过程中产生操作过电压，此时假设断路器在合闸操作过程中A相出现过电压，则有可能使A相电压互感器铁心出现饱和，使A相电压互感器线圈感抗变小，从而三相的总阻抗出现不平衡，使电压互感器的中性点对地电压发生位移现象。

3消除铁磁谐振的措施和方法

(1)采用质量好，技术性能优，铁心不易饱和的电压互感器。

(2)提高断路器的检修质量，确保合闸操作的同期性，减少操作过电压。

(3)必要时可采用改变操作顺序，以避免操作过程中产生谐振的条件。

(4)对在空载母线的充电中产生的谐振，可以采用投入空载线路的方法，以改变其谐振的条件。

(5)传统采用消谐的措施是在电压互感器的开口三角侧接上一个灯泡，该方法属于较为原始的方法，随着系统容量的增大和电缆线路的增加，实践运行表明该方法的消谐效果不是很明显。

(6)另一种方法是采用在电压互感器二次侧的开口三角上加装一种可控硅多功能消谐装置的方法，但该方法需要采用外加交流电源，有时由于装置的电子器件发生短路也会影响消谐效果。

(7)目前使用的另外一种消谐装置是在电压互感器的一次侧中性点上串接LXQ型非线性电阻，以限制其产生谐振的方法，由于该方法具有安装简便、结构简单、消谐效果明显的特点，目前得到广泛的应用，具有较高的推广使用价值。

铁磁谐振范文篇8

【关键词】互感器技术；继电保护；光电式互感器

1引言

随着科技的发展，人们对电力的需求和质量要求都在不断提升，导致电网输配变容量不断增加，电网的安全保护工作压力也越来越大。作为电力系统检测、继电保护的基础，互感器技术成为电网运行中不可或缺的重要组成部分。

2互感器技术原理

互感器在原理上类似于变压器，是利用电磁感应原理将一次电压、电流转换成二次侧小电压、电流的测量设备。继电保护及测量仪表都是通过互感器二次侧电压、电流来判断二次侧运行状况，继而实现对被测电路的测量和保护工作。互感器按类型分为电压互感器和电流互感器两种。电压互感器是将一次侧高电压转变成二次侧低电压，用来测量被测电路电压的设备。电压互感器的一次线圈并联在被测回路上，并且二次回路电压较高，阻抗很大，工作电流小，如果电压互感器二次回路短路，将产生很大的短路电流，损坏电压互感器甚至危害工作人员安全[1]。因此电压互感器的二次回路不允许短路，可装设熔断保护。电流互感器是将一次侧高电流转变成二次侧低电流，用来测量被测电路输送的电流、电能等数据。电流互感器一次线圈串联在被测回路上，并且起二次回路电压很低，阻抗很小。起二次回路电流取决于一次线圈的电流大小，与其所带负荷无关。电流互感器二次回路开路，会使一次电流全部转化为励磁电流，导致互感器磁心饱和发热损坏，二次侧产生高压危害人身安全。因此电流互感器二次回路不允许开路，且不能装设熔断保护[2]。

3互感器技术继电保护的应用

3.1电压保护

电压保护是指电压互感器并联在被测电流中，测量被测电路电压峰值、有效值、零序电压、相位、频率等因数，间接控制对电压峰值过高、过电压、低电压、相位异常和频率偏高等电压异常情况进行保护切断[3]。目前通常电压保护有过电压保护、低电压保护等。过电压是指任何峰值大于正常运行下稳态电压的相应最大峰值的电压。过电压保护分为瞬态过电压和暂态过电压，瞬态过电压是指持续时间极短，如雷击、开关操作、静电放电等。瞬态过电压主要通过防雷装置保护。而暂态过电压持续时间比较长，在0.1～1000ms之间，主要有谐振过电压、甩负荷过电压、中性点漂移导致的过电压和转移过电压等。这些过电压故障严重时可能导致电器设备损坏，电器绝缘被击穿等，危害极大，严重威胁电网及用电用户安全。因此，过电压保护是继电保护中的重要项目之一。电压保护使用电压互感器并联在被测回路中，用较低的变压互感器的二次回路电压替代被测电压，以达到安全、有效的继电保护工作。

3.2过电流保护

过电流保护是指当电流超过预定最大值时，保护装置动作切断隔离过电流回路的保护。过电流保护分为短路速断保护和过负荷保护，短路速断保护是指发生相间短路或接地短路时，短路回路产生极大故障电流，保护装置动作切断被测回路的过程，过负荷短路是指线路所挂负荷容量超过了线路允许最大值，导致线路电流过高，从而使保护装置动作的过程。过电流保护通常是使用电流互感器串联在被测回路中，监测被测回路电流峰值和有效值，当被测回路出现电流大小超过设定的允许值时，互感器二次回路电流使保护装置动作，达到切断和隔离故障回路的效果。

3.3零序保护

零序保护是指在大短路电流接地系统中发生接地故障，导致线路产生零序电流、零序电压，利用这些电气量构成保护原理的接地短路保护装置。零序电流保护的原理，是在三相线路或N线上安装电流互感器（CT），利用这些CT来检测三相的电流，由此计算零序电流大小。当线路上所接的三相负荷完全平衡时，线路无接地，可正常运行；当线路上所接的三相负荷不平衡，电路产生不平衡电流，不平衡电流达到了预设的动作值时使控制继电保护装置动作，从而达到零序保护的目的。同时，当三相发生接地故障时，接地相产生一个很大的接地短路电流，此时的零序电流是三相不平衡电流与接地短路电流的矢量和，因此零序电流大小剧增，使零序保护动作，达到接地短路保护目的。

3.4差动保护

差动保护是输入设备或线轮两端电流矢量差，当电流矢量差达到设定的动作值时驱动保护装置动作，被测线路两端之间的设备。差动保护是反映被保护设备或区域两侧电流差而动作的保护装置。依照基尔霍夫定理，电路中流入同一个节点的所有电流的矢量和等于零。把被保护的电气设备看成是一个节点，那么正常时流进被保护设备的电流和流出的电流相等，差动电流等于零。当变压器、电动机发电机等设备出现故障时，流进被故障设备的电流和流出的电流不相等，即存在差动电流。使用电流互感器（CT）检测故障设备两端电流，则流入CT电流互感器的两端电流存在一个矢量差即差动电流，当差动电流达到了设定的动作值时，使差动保护装置动作，继而达到切断故障设备和回路的效果[4]。差动保护通常作为变压器主保护，是继电保护中最重要的保护之一。

4现有互感器技术的不足

当前主流互感器技术，即电磁式互感器技术仍有很多缺陷和不足之处，使得互感器在保护工作上事故频发。（1）互感器误差。互感器容易受特定因素影响，如线圈匝数、磁芯横截面积、电流频率等因素影响，导致互感器二次回路误差较大。二次回路的小误差，则算到一次回路就是一个较大的误差，容易导致继电保护装置误动作和拒动，对电网的安全运行危害极大。电力系统中存在大量的感性负荷和容性负荷，这些感性负荷和容性负荷在一定条件下会产生谐振现象，引起谐振过电压；在系统发生单相接地故障时，导致非故障相电压升高、引起发生位移；单相接地电弧熄灭后，容易导致电压互感器的铁芯饱和。谐振现象、单相接地故障、积极单相接地短路电流电弧熄灭等，均可能引起电压互感器严重误差。在中性点不接地系统中，发生单相接地时非故障相对地电压上升到根号三倍，因单相短路接地时可带故障运行两小时，电压互感器不但误差很大而且导致过热损坏。（2）电流互感器误差。正常运行中的电流互感器产生剩磁是一种普遍存在的现象。正常工况下，剩磁不会自动消失，滞留在磁心中产生磁滞。对于长期运行的电流互感器，磁滞对测量和保护电流互感器的性能都会产生影响，使电流互感器的误差，严重时，将导致电能计量错误、继电保护误动和拒动等事故。（3）铁磁谐振。铁磁谐振是由于铁磁心的非线性特性等原因，电压互感器磁芯饱和之后发生持续性的谐振过电压现象。如果线路所带负荷呈较大感性负荷，同时带有大容量的深井泵。当系统电压出现波动或持续性谐波，电路中电流或电压发生突变，可能导致电压互感器铁心迅速饱和、感抗减小，当感抗小于容抗时，就有可能产生铁磁谐振。铁磁谐振会导致电压互感器产生很大的激磁电流和电压突变。严重时，将导致磁心的温度迅速升高，导致电压互感器烧坏。

5互感器技术的发展趋势

近年来，一种新型的光电式互感器(OCT)技术引起关注，国内外的高等院校，科研单位、制造商投入大量的资金和科研人员在不断地开发和研制各种电压等级的光电式电流互感器。光电式互感器是利用法拉第磁光效应，即当线偏振光通过置于磁场中的磁光材料时，其偏振面会发生旋转，旋转角与平行于光线方向的磁场有线性关系，利用这一原理来测量被测短路电流等信息[5]。光电互感器具有以下优点：体积小，绝缘结构简单；无铁芯、无磁饱和及铁磁谐振引发的问题；具有良好的抗电磁干扰性，不会有低压侧开路出现高电压的危险；频率响应范围宽，动态范围大，测量准确度高；不充油，无燃烧、爆炸等危险；光电式互感器是能顺应电力计量与保护的数字化、微机化和自动化的新型互感器技术。但是光电式互感器技术仍有很多不足之处。其一，测量小电流时，法拉第旋转角非常小，而传感器的灵敏度有限，测信号被噪声所淹没，导致光电式互感器输出读数波动较大，线性度较差，准确度也略超出计量要求；其二，温度应力等外界因素引起的光在介质中产生双折射现象，也是降低了检测灵敏度的一大因素；其三，机械振动温度变化等因素都会引起输出光强的变化，以及传输输入光信号的光纤所表现出的偏振特性受到应力温度等因素影响，而产生部分偏振，使输入光信号进入偏振器后因为消偏而引起光强波动，导致互感器测量误差。可以看出，光电式互感器将是未来互感技术的主流，但是互感器存在不足之处，需要继续投入分析和研究。

6结语

互感器技术是继电保护的基础，在继电保护工作中占据重要地位。但由于现有的互感器仍有很多不足之处，致使继电保护工作事故时有发生，或需要投入大量运检人工，才能确保电网保护正常运行。新型电子式互感器因其线性特性好、误差小、受环境影响低等优点，将会是电磁式互感器技术的理想替代品。本文意在给广大电力工作者和相关专业讲述现有互感器技术在继电保护工作中的应用，讨论了电磁式互感器的不足，介绍了新式光电互感器技术的发展现状，呼吁广大技术人员积极投入互感器技术的研究和创新，为智能电网发展提供支持。

【参考文献】

[1]周迁.剩磁对电流互感器误差的影响[J].通信电源技术，2018，35(12)：32-33.

[2]刘天晓，晁岳振，杨绍辉.浅谈当前电力系统继电保护运行维护与应用[J].山东工业技术，2019(7)：209.

[3]杨飞.分析智能变电站继电保护检测和调试技术[J].科技与创新，2019(15)：79-80.

[4]吴路明，薛明军，陈琦，等.一起电子互感器异常引发的复杂发展性故障分析及改进[J].华电技术，2020，42(6)：10-15，30.

铁磁谐振范文篇9

关键词：10kV线路；电能计量；计量装置；高压电能表

1传统10kV计量装置

1.1传统计量装置概述。我国配电网主要采用中性点绝缘10kV线路，计量点统一于10kV高压侧。计量采用“高压电压互感器+高压电流互感器+多功能电能表”组成的电能计量装置构成，装置的整体计量误差与电流、电压互感器的准确度、接线方式（TV二次压降）及电能表的准确度有关。1.2传统电能计量装置存在的主要问题。1.2.1高低压之间绝缘要求带来的问题。由于低压电能表与高压系统通过电压、电流互感器实现隔离，所以必须使用有效的绝缘方法和材料实现一、二次之间的电气绝缘。由此带来了如下几点问题：（1）互感器体积大和绝缘材料的大量消耗。高压电压、电流互感器，为保证绝缘要求而采用大窗口铁芯，导致互感器体积大；绝缘介质采用绝缘纸、漆、胶带或者绝缘油，体积大需要使用较多的绝缘介质和绕组需要大量的铜导线。（2）绝缘技术自身带来的安全问题。传统高压电压、电流互感器采用电磁测量技术，往往存在铁磁谐振隐患，也将会影响电力系统的安全运行。（3）高压电流互感器无法在线检定。高压下对电流互感器在线检测的成本太高，电力系统不得不在离线或者停电状态下对电流互感器进行校验来替代，这样就与实际带负荷运行时存在计量误差。1.2.2无法标定装置整体准确度等级。传统计量装置的综合误差包括三大部分：电压、电流互感器的合成误差、PT二次压降和电能表的误差。传统方法只能对上述各环节单独进行测试，无法标定整个计量装置的准确度等级，电压、电流互感器单独进行误差测试时一般不考虑实际负载，在实验室检定过程中只施加其设计负荷进行测试，运行过程中实际二次负荷变化大，是影响电压、电流互感器误差的最主要因素。1.2.3计量系统可靠性问题。传统计量装置由多个环节构成，其工作可靠性容易受到较多因素的影响。目前出现比较多的情况是PT失压引起计量系统瘫痪，造成大量的电力损失，难以对漏计的电量进行纠错和追补。1.2.4铁磁谐振给系统带来安全隐患。传统计量装置中的电压互感器在10kV中性点不接地（或小电流接地）系统运行时，容易诱发铁磁谐振而发生谐振过电压，造成开关设备、电压互感器、避雷器等设备损坏，引起继电保护与自动装置误动作，甚至诱发电力事故。铁磁谐振是电力系统安全运行的一大隐患。

2高压电能表

2.1高压电能表概述。高压电能表突破了传统的“电磁式传感取样＋低压三相电能计量”技术路线，将高压一次侧和二次侧相融合，形成高压电能整体直接计量方案，对高压电能计量系统的整体计量准确度等级进行标定。针对10kV配电网户外的电能计量，高压电能表采用非传统互感器技术及超低功耗大规模集成电路技术。高压电能表将电压采样、电流采样及电能计量全部集成于高压侧的表体之中，一体化程度高，其主要优点有：（1）实现了高压计量系统整体精度标定，计量精度高。（2）电能计量、数据存储均在高压侧完成，防窃电性能优越。10kV高压线路电能计量方法技术探讨刘飞翔（湖南省计量检测研究院,长沙410000）摘要：介绍10kV高压线路传统电能计量方法的原理，详细描述10kV线路高压电能表计量的原理，并探讨两种不同计量方法的优缺点。关键词：10kV线路；电能计量；计量装置；高压电能表DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.191（3）在实现准确计量的同时，减少铜材、铁材的使用，从而大量减少铜损，铁损和自身损耗，可以大大降低线路因铁芯互感器易出现铁磁谐振故障的事故率。（4）高压侧的表体完成了电能计量的所有功能，采用无线方式与低压进行通讯，没有二次连线，大大降低了现场作业难度和接线错误率。（5）低压终端使用国网集中器（下行采用微功率无线通讯模块）便可以实现与高压表体的通讯，将数据本地显示并远传。高压表体与低压终端之间采用无线通讯，有效距离达到100m，终端安装位置灵活。2.2工作原理。产品工作原理如图1所示。2支电压传感器分别跨接在AB和CB相间，通过电压传感器可以分别获得AB和CB的线电压信号uAB、uCB。分别将A相母线和C相母线穿过位于高压表体两侧的穿心CT，获得两相电流iA、iC。采样的电压、电流信号送至位于A相和C相的计量电路，计量电路通过绝缘的通讯方式实现数据的通讯。通过两表法计算得到总功率：，对时间积分后便可获得电能。电能的计量、处理、存储全部在10kV高压侧完成。

3结语

详细介绍了10kV高压线路传统计量方式的原理及存在的问题、高压电能表计量方式的原理及优点。对两种计量方式进行了对比，高压电能表计量方式在计量准确性、安全性、可靠性及使用便利性方面都有明显优势。

参考文献：

[1]蒋成永.智能高压电能表原理及应用浅析[J].发电与运维,2018(03):77-78.

[2]吴涛.一体化高压电能计量装置及其在智能配网中的应用[J].动力与电气工程,2016(08):31-32.

铁磁谐振范文篇10

关键词：可饱和电感；尖峰抑制器；磁放大器；移相全桥；谐振变换器；逆变电源

引言

饱和电感是一种磁滞回线矩形比高，起始磁导率高，矫顽力小，具有明显磁饱和点的电感，在电子电路中常被当作可控延时开关元件来使用。由于其独特的物理特性，使之在高频开关电源的开关噪声抑制，大电流输出辅路稳压，移相全桥变换器，谐振变换器及逆变电源等方面得到了日益广泛的应用。

图1饱和电感的B-H特性

1饱和电感的分类及其物理特性

1.1饱和电感的分类

饱和电感可分为自饱和和可控饱和二类。

1.1.1自饱和电感（Saturableinductor）

其电感量随通过的电流大小可变。若铁心磁特性是理想的（例如呈矩形），如图1（a）所示，则饱和电感工作时，类似于一个“开关”，即绕组中的电流小时，铁心不饱和，绕组电感很大，相当于“开路”；绕组中电流大时，铁心饱和，绕组电感小，相当于开关“短路”。

1.1.2可控饱和电感（controlledsaturableinductor）

又称可控饱和电抗器（controlledsaturablereactor），其基本原理是，带铁心的交流线圈在直流激磁作用下，由于交直流同时激磁，使铁心状态一周期内按局部磁回线变化，因此，改变了铁心等效磁导率和线圈电感。若铁心磁特性是理想的（B－H特性呈矩形），则可控饱和电感类似于一个“可控开关”。在开关电源中，应用可控饱和电感可以吸收浪涌，抑制尖峰，消除振荡，与快速恢复整流管串联时可使整流管损耗减小。如图1（b）所示，可控饱和电感具有高磁滞回线矩形比（Br/Bs），高起始磁导率μi，低矫顽力Hc，明显的磁饱和点（A，B）及由于其磁滞回线所包围的面积狭小而使其高频磁滞损耗较小等特征。为此，可控饱和电感在应用方面的两个显著特点为

1）由于饱和磁场强度很小，所以，可饱和电感的储能能力很弱，不能被当作储能电感使用。可饱和电感的最大储能Em的理论值可用式（1）表示。

Em=μVH2/2（1）

式中：μ为临界饱和点磁导率；

H为临界饱和点磁场强度；

V为磁性材料的有效体积。

2）由于可饱和电感的起始磁导率高，磁阻小，电感系数和电感量都很大，在施加外部电压时，电感内部起始电流增长缓慢，只有经过Δt的延时后，当电感线圈中的电流达到一定数值时，可饱和电感才会立即饱和，因而在电路中常被当作可控延时开关元件使用。

1.2可饱和电感随电流变化的关系

因为，有气隙和无气隙的dB/di磁路的计算方法不同，所以，分别对两种情况进行讨论。

1.2.1无气隙可饱和电感与电流的关系

无气隙可饱和电感L随电流变化的关系可用式（2）表示。

L=(W2S/l)f(WI/l)（2）

式中：W为电感绕组匝数；

I为激磁电流；

f为电感用磁性材料B～H曲线的对应函数；

S为磁性材料的截面积；

l磁性材料的为平均长度。

1.2.2有气隙可饱和电感与电流的关系

任意给定一个导磁体磁路中磁感应强度B1，可由B=f(H)曲线求出导磁体磁路中的磁场强度H1。气隙中的H0值可用式（3）表示。

H0=B1/μ0==ab/[μ0(a+I0)(b+l0)]B1（3）

式中：B0为空气隙磁感应强度；

a和b为磁路矩形截面积边长；

l0为气隙长度；

μ0为空气磁导率。

由磁路定律得I=(H1l+H9l0)/W。改变B值并重复上述步骤，可求出相应的I，得到一组B和I的关系数据。设这个B与I对应的函数为B=f1(I)。

在不考虑漏感时，电感的计算式可用式（4）表示。

L=（Wdφ）/dI=WS（dβ/dI)（4）

式中：为磁路磁通量。

则有气隙可饱和电感与电流的关系为

L=WSf1(I)（5）

2饱和电感在开关电源中的应用

2.1尖峰抑制器

开关电源中尖峰干扰主要来自功率开关管和二次侧整流二极管的开通和关断瞬间。具有容易饱和，储能能力弱等特点的饱和电感能有效抑制这种尖峰干扰。将饱和电感与整流二极管串联，在电流升高的瞬间，它呈现高阻抗，抑制尖峰电流，而饱和后其饱和电感量很小，损耗小。通常将这种饱和电抗器作为尖峰抑制器。

在图2所示电路中，当S1导通时，D1导通，D2截至，由于可饱和电感Ls的限流作用，D2中流过的反向恢复电流的幅值和变化率都会显著减小，从而有效地抑制了高频导通噪声的产生。当S1关断时，D1截至，D2导通，由于Ls存在着导通延时时间Δt，这将影响D2的续流作用，并会在D2的负极产生负值尖峰电压。为此，在电路中增加了辅助二极管D3和电阻R1。

2.2磁放大器

磁放大器是利用可控饱和电感导通延时的物理特性，控制开关电源的占空比和输出功率。该开关特性受输出电路反馈信号的控制，即利用磁芯的开关功能，通过弱信号来实现电压脉冲脉宽控制以达到输出电压的稳定。在可控饱和电感上加上适当的采样和控制器件，调节其导通延时的时间，就可以构成最常见的磁放大器稳压电路。

磁放大器稳压电路有电压型控制和电流型控制两种。图3所示为电压型复位电路，它包括电压检测及误差放大电路，复位电路和控制输出二极管D3，它是单闭环电压调节系统。

图4所示为移相全桥ZVSPWM开关电源磁放大器稳压器[2]。全桥开关电路变压器二次双半波整流各接一个磁放大器SR，其铁心绕有工作绕组和控制绕组。在正半周，当某输出整流管正偏（另一输出整流管反偏），变压器副边输出的方波脉冲加在相应的工作绕组上，使SR铁心正向磁化（增磁）；在负半周，该输出整流管反偏，和控制绕组串联的二极管D3正偏导通，在直流控制电流Ic的作用下，使该SR的铁心去磁（复位）。

控制电路的工作原理是：开关电源输出电压与基准比较后，经误差放大控制MOS管的栅极，MOS管提供与输出电压有关的磁放大器SR的控制电流Ic。

2.3移相全桥ZVSPWM变换器

移相全桥ZVSPWM变换器结合了零电压开关准谐振技术和传统PWM技术两者的优点，工作频率固定，在换相过程中利用LC谐振使器件零电压开关，在换相完毕后仍然采用PWM技术传送能量，控制简单，开关损耗小，可靠性高，是一种适合于大中功率开关电源的软开关电路。但当负载很轻时，尤其是滞后桥臂开关管的ZVS条件难以满足。

将饱和电感作为移相全桥ZVSPWM变换器的谐振电感[3]，能扩大轻载下开关电源满足ZVS条件的范围。将其应用于弧焊逆变电源中[4]，可减少附加环路能量和有效占空比的损失，在保证效率的基础上，扩展了零电压切换的负载范围，提高了软开关弧焊逆变电源的可靠性。

将饱和电感与开关电源的隔离变压器二次输出整流管串联，可消除二次寄生振荡，减小循环能量，并使移相全桥ZVSPWM开关电源的占空比损失最小。

除此以外，将饱和电感与电容串接在移相全桥ZVSPWM开关电源变压器一次[5]，超前臂开关管按ZVS工作；当负载电流趋近于零时，电感量增大，阻止电流反向变化，创造了滞后臂开关管ZCS条件，实现移相全桥ZVZCSPWM变换器。

2.4谐振变换器

采用串联电感或饱和电感的串联谐振变换器[6]如图5所示。当谐振电感电流工作在连续状态时，开关管为零电压/零电流关断，但开通是硬开通，存在开通损耗。反并联二极管为自然开通，但关断时有反向恢复电流，因此，反并联二极管必须采用快恢复二极管。为了减小开关管的开通损耗，实现零电流开通，可以使开关管串联电感或饱和电感。开关管开通之前，饱和电感电流为零。当开关管开通时，饱和电感限制开关管的电流上升率，使开关管电流从零慢慢上升，从而实现开关管的零电流开通，同时改善了二极管的关断条件，消除了反向恢复问题。

2.5逆变电源[7]

逆变电源以其控制性能好，效率高，体积小等诸多优点，被广泛用于自动控制，电力电子及精密仪器等各个方面。它的性能与整个系统的品质息息相关，尤其是电源的动态性能。由于逆变电源自身的特点，其动态特性一直不够理想。

采用PWM和PFM控制的逆变电源，其工作原理决定了要得到平滑的电流电压波形，必须在其输出电路上加续流电感，而该电感正是影响逆变电源动态性能的主要因素。对于恒压源，电感电流与负载完全成反比关系；对于可控恒流源，要使电感电流由小变大，必然要以小的负载值作为前提，尽管不是完全的对应关系，但可以说电流的变化在某种程度上反映了负载的变化。

因此，采用随电流增大而减小的电感作为逆变电源的输出电感，可有效地改变电源输出电路的时间常数T，使其完全与R成反比（T=L/R），进而在负载变化范围内维持在一个相对较小的数值上，这样自然会提高动态性能。