铁磁谐振过电压
摘要：铁磁谐振过电压是一种常见的内部过电压，多发生在
中性点不直接接地的配电网中，但在中性点直接接地的高压电网中，这种事故也常有发生。
分析了电力系统铁磁谐振的产生机理，介绍了一些典型的铁磁谐振过电压，以及几种消除铁磁谐振的措施及原理，最后对铁磁谐振的当前研究现状进行了评价，提出今后进一步的研究方向。
关键词：电力系统；铁磁谐振；过电压；消谐措施
Abstract:Ferroresonance is an internal overvoltage,which always occurs in ne utral isolated distribution network, and sometimes also occurs in high voltages netw ork. The research developments on ferroresonance are analyzed,
including their fundamental principles, characteristics and some typical example
s. It also introduces several treatments of ferroresonance eliminating and its principl e. Finally the further research trends are proposed.
Key words:power system; ferroresonance; overvoltage; treatment of resonance eliminating
在电力系统中包含有很多电感元件和电容元件。
在开关操作或发生故障时，这些电感和电容元件可能形成不同自振频率的振荡回路，在外加电源作用下产生谐振现象，引起谐振过电压。
谐振往往在电网某一局部造成过电压，从而危及电气设备的绝缘，甚至产生过电流而烧毁设备，还有可能影响过电压保护装置的正常工作条件。
在不同电压等级、不同结构的系统中可以产生不同类型的谐振过电压。
通常认为系统中的电阻和电容元件为线性参数，电感元件则一般有三类不同的特性参数。
对应三种电感参数，在一定的电容参数和其它条件的配
合下，可能产生三种不同性质的谐振现象。
①线性谐振：电感参数为常数，电感值不随元件上的电压或电流的变化而变化。
②铁磁谐振：电感元件因带有铁芯会产生饱和现象，电感参数不再是常数，而是随着电流或磁通的变化而变化。
③参数谐振：电感参数在外力的影响下发生周期性变化。
针对铁磁谐振的产生机理、特征等进行分析，并介绍几种典型的铁磁谐振以及抑制铁磁谐振常见的几种措施，对其研究现状进行评价。
1铁磁谐振发生机理分析
铁磁谐振是谐振过电压中最常见的，也是最难以预防的。
铁磁谐振又分为铁磁电压谐振（串联谐振）和铁磁电流谐振（并联谐振），两种谐振以铁磁电压谐振较为常见。
下面以铁磁电压谐振为例，分析铁磁谐振发生的机理。
图1（a）为最简单的电阻R、电容C和铁芯电感L的串联电路。
设在正常运行条件下初始感抗大于容抗。
图1（b）为电路中电压与电流的相量图。
设电流是正弦的，并以I·为参考相量。
U·L和U·C分别为L和C上的电压。
当略去铁损而把线圈的电感用等效电感代替，其等效正弦电压相量即U·L比I·超前90°。
当铁芯线圈用等效的非线性电感表示时，其
伏安特性与铁磁物质的磁化曲线相似，如图1（c）UL(I)所示。
电容上的电压UC=，与电流的关系为一直线关系，如图1（c）UC(I)所示。
为简单起见，令R=0，则有 E·=U·L＋U·C
由于U·L和U·C为反相，故上式可改写为
E=△U，△U=｜UL－UC｜
在电源电压E一定的条件下，电路出现a、b、c三个平衡点，其中b点是不稳定的。
在b点时，回路中电流有任何微小扰动，都会使其倾向a或c两个稳定点中的一个，故b 点不成为回路的实际工作点。
回路工作在a点时，U L＞U C，整个回路为感性，电感和电容上电压都不高，电流也不大，处于非谐振状态。
当工作在c点时，U C＞UL，回路呈容性，电流增大，电容和电感都出现较高的过电压，此时回路处于谐振状态。
在I0点处，等效感抗ωL等于，这与线性谐振相仿，压降和电流将趋于无穷大，但因电感非线性的特点，当I越过I0而继续增大时，等效感抗进一步下降，使得ωL与自动错开，最后到达新的稳定点c点，所以铁磁谐振过电压虽由电感的非线性引起，但其幅值最终又受到非线性所限制，一般不超过电源电压的三倍。
2几种常见的铁磁谐振
2.1断线谐振
所谓断线泛指导线断落、断路器非全相操作以及熔断器的一相或二相熔断。
断线的结果可能形成电感电容的串联谐振回路，其中电感是指空载或轻负载变压器的励磁电感等，电容是指导线的对地和相间电容，或电感线圈的对地杂散电容等。
在中性不接地的配电网络中，断线谐振出现的比较频繁，并且造成各种后果，即：在绕组两端和导线对地间出电压；负载变压器的相序反倾；中性点位移和虚幻接地；绕组铁芯发出异常响声和导线出现电晕声。
在。