19
正文标题
在电力系统中，当发生不对称接地故障或断路器的不同期操作时，将会 出现零序电压和零序电流，通过静电和电磁耦合，会在相邻的低压平行 线路中感应出传递过电压； 当变压器的高压绕组侧出现零序电压时，会通过绕组间的杂散电容传递 至低压侧，危及低压绕组绝缘或接在低压绕组侧的电气设备。
20
正文标题
铁路供电强电线路在信号电缆的芯线上产生的纵向感应电动势，与强电线路 中的影响电流、信号电缆的金属护套屏蔽层、信号电缆的直径、信号电缆屏 蔽层的接地方式以及它们之间的距离等因素有关。
22
正文标题
当信号电缆屏蔽层不接地时，强电线路有影响电流，会通过互感抗在信 号电缆屏蔽层和线芯产生磁感应电势分别为 IP
2
3
X r1 Z1ctg(1 1 ) X r0 Z0ctg(0 0 )
X r1 2X r0 0
Z1ctg(1 1 ) 2Z0ctg(1 1 ) 0
16
正文标题
忽略导线电感，令导线的正序和零序电容分别为C1和C0，容抗为－jXC1和 －jXC0，线路首端的入口阻抗为
X r1 1 1 1
X L1 X C1
X r1 2X r0 0
X r0
1
1
1
X L0 X C0
单相开断发生谐振的条件
开断相的电压
11
1111
UA
EA 2

X rN
X r1 2

X
rN

EA
Xr0 Xr1 2Xr0 Xr1
EA
X r1 2
X r1
谐振条件
2 C0
TK

C1 2G
输电线路电容
C0

2 3
C1
电抗器采用单相形式，
XL1=XL0，G=1
谐振条件
电抗器采用三相形式，
XL0＜XL1，若XL1=2XL0， G=2
TK1

8 9
TK 3

2 3
18
正文标题
为消除电网谐振，要求G＜1，即要求电抗器的零序电抗大于正序电抗， 实际系统就采用并联电抗器的中性点串接小电抗的方法来满足G＜1的要 求。 若线路中不接并联电抗器，当发生单相不对称开断时，在开断相上亦会 产生感应电压。该感应电压是由非开断相与开断相的相间电容和开断相 的对地电容分压传递而来的。
2L
回路的自振角频率 0 1
LC
6
正文标题
L 1 C
0
UL
UC

I 1
C

E R
L C
UC

1

E (
)2
0
UL UC E
UC

(
E )2
1
0
UC UL E
注意：上述结果忽略了电阻分量
比较电源频率与回路自振角频率的大小关系，当电源频率与回路自振角频 率相等时，回路发生线性谐振，谐振过电压的大小由回路的阻尼率决定。
E1P jM1P I1 E1A jM1AI1
屏蔽层两端接地 屏蔽层电流
IP

jM1PI1 RP jLP
屏蔽层电流在电缆线芯上产生感应电势为 EPA jM PAIP
电缆线芯的磁感应电势 EA E1A EPA jM1AI1 jM PAIP
TK

QL QC
系统发生不对称操作情况时，会使健全相对断开相的相间电容与断开 相的对地电抗器形成串联谐振回路，由于电抗器的线性度很高，这种 电感、电容效应将会产生较高的工频过电压，使得故障开断相的工频 接地电弧（潜供电流）不能熄灭，自动重合闸也就归于失败。
14
正文标题
并联电抗器的正序与零序电抗分别为XL1和XL0、线路的正序与零序波阻 抗分别为Z1和Z0和导线的正序与零序电角度分别为λ1和λ0。等值电路图 中Zr1为从线路首端求得的正序入口阻抗。零序入口阻抗等于由线路首端 求得的Zr0，在等值电路图中附加一个接地阻抗ZrN，根据等效原理ZrN 应满足 电空抗载器长的线正路序末与端零接序有补电偿抗角器的等01 值 ttgg入11口XXZZL1L01阻0 抗表达式忽略X线r1路电Z阻1c，tgZZ(r0r1=1=jjXXr0r11、)
03
超高压补偿线路中不对称操作引起的谐振
04 传递过电压
05
超高压电网中的潜供电流
5
正文标题
et 2E sint
I
E
R 2 (L 1 )2
C
U L IL
E


R
2


L


1


0
2 2
E

2 0
0

1


0
2 2
UC
I
C

E

Rc2


1


0

2

2
Eቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

2 0
0
2


1


0

2

2
回路的阻尼率 R

Xr0 1
Xr0
EA
X L1 2
X L1

X C1 2
X C1

X L0 1
X L0

XC0 1
XC0
17
正文标题
• 电抗器的补偿度
TK
QL QC

X C1 X L1
G X L1 X L0
U A

E A
1 2
C0 C1 C0 C1
(G (G
1)TK 2)TK
我国电力行业规程规定，中性点经消弧线圈接地系统应采用过补偿方式 ，其脱谐度不超过10%，同时还要求中性点位移电压一般不超过相电压 的15%。
现实际系统中使用的消弧线圈一般采用随调式消弧线圈，即系统正常运 行时，将消弧线圈的脱谐度调大，使其不放大系统的位移电压，而当系 统发生单相接地故障时，自动调小脱谐度使其发挥补偿作用。但对这种 调谐方式，要求消弧线圈应有尽快的响应时间，系统故障时能快速发挥 补偿作用。
电气化铁路的高压（27.5kV）牵引线路与铁路沿线铺设的信号电缆。牵 引供电线路与信号电缆处于同一电磁环境中，牵引线路中的交变电流在 其周围会产生交变电磁场，通过回路间的电容耦合和电感耦合作用，在 信号电缆中将感应电压和电流，可能危及信号系统的正常运行和设备绝 缘。（平行多导体系统）
21
正文标题
高压牵引线路与信号电缆间存在耦合电容，而信号电缆芯线本身也有对地电 容，通过这些分布电容会在信号电缆上产生静电传递电压。传递电压值与电 缆间几何尺寸、电缆金属护套的连接方式等因素有关，这种影响称为容性耦 合影响，也就是静电影响。
7
正文标题
在中性点不接地的配电网中, 消弧线圈的主要作用是补偿系统单相接 地故障的短路电流。
I jd I2 I3
I jd I 2 cos 300 I3 cos 300 2I2 cos 300
2 3UxgC0 cos300 3C0Uxg
此时相电压升高√3倍
8
正文标题
• 谐振过电压持续时间比操作过电压长得多，甚至可稳定存在，直到破 坏谐振条件为止。但在某些情况，谐振发生一段时间后会自动消失， 不能自保持。
• 谐振过电压的危害性既决定于其幅值大小，也决定于持续时间长短。 谐振过电压将危及电气设备绝缘，也可能因谐振持续的过电流烧毁小 容量电感元件设备(如电压互感器)。
作者：朱明龙 单位：百色供电局系统运行部
1
一
电力系统谐振简介
二
线性谐振
三
铁磁谐振
四
参数谐振
课程目录
2
正文标题
• 电力系统包含有许多电感和电容元件 L：发电机、变压器、互感器、电抗器、消弧线圈等; C：线路对地电容、导线间电容、补偿用的并、串联电容、高压设备 的杂散电容、均压电容等。
• 当系统进行操作或发生故障时，这些电感、电容元件形成各种振荡回 路，在一定条件下，可以产生串联谐振现象，导致系统中某部分或某 元件上出现严重的谐振过电压。
23
正文标题
信号电缆线芯的磁感应电势与强电线路的影响电流成正比关系，还和强电 线路与信号电缆间的互感系数、信号电缆屏蔽层的自电感和电阻有关。
24
正文标题
当信号电缆屏蔽层两端接地时，屏蔽层中产生的感应电流起了去磁的作 用，使电缆芯线的感应电势减小。
信号电缆的屏蔽系数定义为：有金属护套时电缆线芯上的感应电动势与 无金属护套时相同电缆线芯上的感应电动势之比：
消弧线圈的功能有：补偿系统单相接地电容电流、延缓恢复电压的上升 速度促使电弧自熄。
从减小残流、熄灭接地电弧来说，消弧线圈的脱谐度越小越好。
11
正文标题
实际系统中消弧线圈又不宜运行在全补偿状态，因为系统正常运行时， 电网三相对地电容不对称，可能在系统中性点上出现较大的位移电压。 当系统接入消弧线圈后，恰好形成零序谐振回路，在系统位移电压的作 用下将发生线性谐振现象。
12
正文标题
Y1 jC1 Y2 jC2
Y3 jC3
1
YL j L
C0

C1
C2 3
C3
Y1(U A U N ) Y2 (U B U N ) Y3 (UC U N ) YLU N 0
UN
Y1U A Y2UB Y3UC Y1 Y2 Y3 YL
正文标题
参数谐振
电感参数在某种情况下 发生周期性的变化 ；参 数谐振所需能量来源于 改变参数的原动机，不 需单独电源，一般只要 有一定剩磁或电容的残 余电荷，参数处在一定 范围内，就可以使谐振 得到发展。电感的饱和 会使回路自动偏离谐振 条件，使过电压得以限 制。