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谐振过电压1

谐振过电压分析及消谐技术
在电力供电系统或电网上,过电压现象十分普遍。

主要可分为谐振过电压、操作过电压和雷电过电压,其中谐振过电压在运行操作中出现频繁,其危害性较大。

过电压一旦发生,往往造成电气设备的损坏和大面积的停电事故。

中低压电网中过电压事故大多数都是由于谐振现象所引起的。

由于电网经常受到各种工扰,导致电气设备参数发生变化或电气设备工作状态发生变化,在电力系统振荡回路中产生谐振;甚至在正常的倒闸操作中都可能产生谐振,从而出现谐波过电压。

由于谐振过电压的持续时间往往较长,甚至长期存在,直至进行新的切换以破坏谐振条件力止。

不同性质的谐振过电压幅值在很大范围内波动,有时达到额定值的3倍以上。

由于谐振过申压的持续性质和较高幅值,对电器设备绝缘构成威胁,通常会预先采取措施加以限制,或一经产生谐振就立即采取对策,以限制谐振过电压的存在时问。

在实际情况下,由于故障形式和谐振组合回路的多样性,各种类型的谐振过电比往往频繁发生,造成设备绝缘的闪络、损坏甚至烧毁的严重后果。

1 谐振现象
工频谐振时,两相对地电压升高,一相降低;或者两相对地电压降低,一相升高。

发生分频谐振的现象:三相电压同时或依次轮流升高,电压表指针在相同范围内低频摆动。

高频谐振现象的发生虽然极少,但危害却特别大。

高频谐振时,三相电压同时升高,远超过线电压。

2 原因分析
1)线性谐振过电压的分析
在线性谐振条件下,损耗电阻是限制过电压的唯一因素。

在实际情况下,即使回路参数只是接近谐振状态,也会产生严重的过电压。

在多网孔的谐振回路中,只要其中任何一个回路的谐振角频率接近电源角频率,就会产生串联谐振,从内使得感性设备上的过电压很高。

2)非线性谐振分析
在由带铁心的感性元件和串联电容组成的谐振回路中,由于铁心磁饱和所引起的非线性铁磁谐振电压的发生频率也很高。

在雷击、台风等自然灾害发生时,导致单相接地故障,往往会引起压变饱和的铁磁谐振过电压事故。

另外,配电变压器内部也会引起铁磁谐振过电压事故。

这种非线性的铁磁谐振电压主要是在外界激发作用下,使压变饱和,中性点产生位移电压而发生的。

当回路的初始谐振角频率小于并接近电源角频率的整数倍或分数倍时,便可激发高次谐振或分次谐波的谐振电压。

3)谐振过电压产生的危害
实践证明,基波与高次谐波谐振过电压,一般不超过3U。

;而1/2分次谐波谐振电压一般不超过2 U。

但过电流大,当铁心严重饱和时,即使有不太大的ΔU增量,电流也高达额定励磁电流的百倍以上,在强大的电流及电磁力的作用下,造成保险频繁熔断、铁心烧毁。

在切断压变时,必须在刀闸开关处产生很高的电压而产生电弧,造成母线间短路,使主变开关跳闸,变电所全停电。

另外,过电
压含有多种谐波,它们是网络对地回路的谐波激励源。

4)消谐技术
一、三相正序或零序回路中瞬间或长期投入阻尼电阻,一般加装白炽灯泡。

二、采用励磁特性良好、不易饱和的电压互感器。

中性点位移过电压与电压互感器的伏安特性密切相关,特性越坏,越容易激发中性点位移过电压。

因此,改善电压互感器的空载励磁特性是消除铁磁谐振过电压的根本措施。

三、电压互感器高压侧中性点串联电阻进行消谐。

四、谐振发生后进行适当的倒闸操作,借以改变回路参数和破坏谐振条件。

五、在三相电压互感器中开口三角绕组上加装消谐装置。

六、电网的中性点经过消弧线圈接地。

七、相对地加装电容器或用一段电缆代替架空线路,以增大对地电容等。

八、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。

当然,以上消谐措施的适用范围应根据电网的具体情况,选用一种或几种并用才能奏效。

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