影响互感器铁磁谐振过电压的因素

1、影响互感器铁磁谐振过电压的因素(1) 电压互感器伏安特性的影响。H. A. Peterson曾对两种典型伏安 特性的铁芯电感进行模拟试验。试验结果如图229 所示。图 229 激磁电感的伏安特性曲线和谐振区域(a)伏安特性曲线，I*为标么值；(b)诸报区域实线一#1 特性曲线；虚线一 #2特性曲线由图 229 可见，铁芯电感的伏安特性愈好，即铁芯饱和得愈慢，谐 振区愈向右移，也即谐振所需要的阻抗参数 XC0/XL愈大；反之，愈向 左移，即谐振所需XC0/XL愈小。考虑到电力系统中运行着的电压.互 感器及系统的具体情况总与模拟情况有差异，因此，HAPeterson的模拟试验结果，仅用来定性估计系

2、统阻抗参数的匹配情况，而对于不同 型号、不同出厂日期、不同厂家制造的电压互感器，其谐振区域应根 据实际试验加以确定。(2) 电压互感器损耗的影响。H. A.Peterson模拟试验是采用三台损耗 小的单相小容量变压器进行的 ,其限尼系数 r/XL 为 3/100007/1000.r 为 互感器一次线圈直流电阻,XL为额定电压下的激磁感抗，而运行着的互 感器，一般损耗较大，例如，35kV.的互感器其阻尼系数 r/XL为 15/10000.损耗电阻大 ,可以吸收一局部能量 ,对谐振有一定的抑制作用 , 特别是对 1/2 频谐振，这种抑制作用很明显。吉林省电力试验研究所等单位的模拟试验说明，当了XC

3、0/XL一定时，随着互感器高压线圈损耗电阻的增大，激发谐振所需的起振电压随之增加，它意味着诸振区域变窄。3电压互感器结构的影响。 HAPeterson 模拟试验采用的三台单 相小容量变压器，相当于三台单相电压互感器，而现场运行着的电压 互感器，既有三台单相电压互感器组，也有三相五柱电压互感器，它 们在谐振激发上是不同的。试验研究说明，单相电压互感器组的起振 电压较三相五柱电压互感器的低，也就是说，单相电压互感器组容易 激发谐振。这主要是由于两者碰路结构的差异，造成零序阻抗不同所 致。图 2 30 示出了三芯五柱互感器和单相互感器组的磁路。由图可见、 单相互感器组零序磁通的磁路和正序磁通的磁路一

4、样，每相都有自己 的闭合回路，因而零序阻抗等于正序阻抗。对三芯玉柱电压工感器， 由于零序磁通经过两个边往返回，所以其磁路长，而且铁芯截面小， 因而其零序磁通磁阻较单相互感器组要大得多。由上所述，谐振是由 于零序磁通造成的，三芯五柱互感器零序磁通遇到的磁胆大，谐振就 不容易产生。ab图 2-30 电压互感器零序磁通经过铁芯闭合的回路a三芯五柱；b单相组应当指出，由于碰路的差异，计算和测量这两类电压互感器零序阻抗 时所用的电压是不同的。由于电网发生谐振时，作用在电压互感器上 的电压是正序电压与零序谐振电压的选加，对于单相互感器组，正序 电压和零序电压合成下的服抗值接近干线电压下的阻抗值，因此， X

5、L 为额定线电压下的激磁感抗。 HA Peterson 正是采用线电压下的阻 抗值作为计算阻机值。 对于三芯玉柱互感器， 零序电压接近于柏电压， 正序电压对零序电压阻抗影响不大， 所以及取相电压下的相应感抗值。 2电网年序电容的影响图2-29中实践可知，谐振区域与阻抗比XCO/XL有直接关系，对于1/2分 频谐振区，阻抗XCO/XL约为0.010.08基波谐振区，XCO/XL约为0.080.8 高频谐振区,XC0/XL约为0.63.0.当改变电网零序电容时，XC0/XL随之 改变，回路中可能出现由一种借振状态转变为另一种谐振状态。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。

6、在现场，一般可以测量出电网的对地电容电流， 进而计算出对地电容， 由XCO/XL估算该电网是否处于谐振区。假设在诸振区，再进一步判定可 能是哪一种谐振。电网的废容电流也可用以下经验公式计算IC=(2.73.3)Uel10-3,A式中Ue-电网的额定线电压，kV;l-输电线路长度，km；27-系数，用于无避雷线线路;33-系数，用于有避雷线线路。式( 22 1 )适用于单回木杆线路。假设为金属或水泥杆增，电容电流约 增加 10左右；假设为双回路，应将其折算为单回路，可取其等效长度为&iota二(1. 71. 4) &ota。其中&ota为每一回路的长度，1.7适 用于11

7、0kV左右的线路；1.4适用于10kV左右的线路。另外，电容电流也可以写成式( 222)Ic=3Ux&times103/Xco式中lc-电容电流，A；Ux-电网运行相电压，kV;Xco线路对地容抗(不包括母线电容的密执)，&Omega。比拟式( 221 )和式( 222)可得(2.73.3)*Uel*103=3Ux103/Xco(2.73.3)*1.73Uxl*103=3Ux103/Xco假设对系数( 2. 73. 3)取平均值，为了进行计算，那么可得到Xco=1.73*106/(2.73.3)l 欧可知，假设 Xco/Xl&lt0.01 时，一般不发生谐振，相应的线路

8、长度为l&gt57.7/Xl除上述情况外，电网零序电容还对谐振过电压、过电流的大小和谐振 频率有一定影响。3.其他影响因素(1) 激发程度。实际激发试验说明，即使阻抗参数XC0/XL落在诸振区域内，也并不是每次都能激发起稳定的谐振。这是因为谐振的产生不仅与XC0/XL有关，还与电压冲击、涌流大小、合闸相角等激发因素有关。激发程度不同时， 互感器饱和程度有异， 因此谐振特性就不相同。2回路的阻尼作用。当激发起中性点不稳 定过电压后，元论是基波、三次谐波还是 1/2 分次谐波谐振，总是由 电源供应谐振所需的能量。如果输入和输出的能量得以平衡，诸波将 维持下去；如果能量平衡关系一旦被破坏，那么谐振便会自动消除。 根据谐振原理，增大回