高电压技术：11 暂时过电压2

1、11.2 谐振过电压11.2.1 谐振过电压的类型 11.2.2 铁磁谐振过电压电力系统中存在着大量储能元件，即储存静电能量的电容元件和储存磁能的电感元件。当系统中出现扰动时，这些电感、电容元件就有可能形成各种不同的振荡回路，引起谐振过电压。11.2.1 谐振过电压的类型 通常认为，系统中的电阻元件和电容元件均为线性元件，而电感元件则可分为三类：一类是线性的，第二类是非线性的，还有一类是电感值呈周期性变化的电感元件。与之相对应，可能发生三种不同形式的谐振现象：1.线性谐振 电路中的电感L与电容C、电阻R一样，都是线性参数。限制这种过电流和过电压的方法是使回路脱离谐振状态或增加回路的损耗。在电力

2、系统设计和运行时，应设法避开谐振条件以消除这种线性谐振过电压。2.铁磁谐振 当电感元件带有铁心时，一般都会出现饱和现象，这时电感不再是常数，而是随电流或磁通的变化而改变，在满足一定条件时，就会产生铁磁谐振现象，它具有系列不同于其他谐振过电压特点。3.参数谐振 系统中某些元件的电感会发生周期性变化。 进行自激的校核，避开谐振点。11.2.2 铁磁谐振过电压为了探讨这种过电压最基本的物理过程，可利用图中最简单的LC串联谐振电路。不过这时的L是一只带铁心的非线性电感，电感值是一个变数。图中分别画出了电感上的电压UL及电容上的电压UC与电流的关系。由于电容是线性的，所以UC(I)是一条直线 ；随着电流

3、的增大，铁心出现饱和现象，电感L不断减小，设两条伏安特性相交于P点。当E=u=|uL-uc|发生谐振。a1和a3为稳定工作点，a2为不稳定的工作点。基波的铁磁谐振的特点： 1) 产生串联铁磁谐振的条件是：电感和电容的伏安特性必须相交， （必要条件）；外界“激发”（强烈的扰动）；等效电路电阻足够小（维持很长时间，不会衰减）。 2) 对铁磁谐振电路，在同一电源电势作用下，回路可能有不只一种稳定工作状态。在外界激发下，回路可能从非谐振工作状态跃变到谐振工作状态，电路从感性变为容性，发生相位反倾，同时产生过电压与过电流。 3) 铁磁元件的非线性是产生铁磁谐振的根本原因，但其饱和特性本身又限制了过电压的

4、幅值。此外，回路中的损耗会使过电压降低，当回路电阻值大到一定数值时，就不会出现强烈的谐振现象。 电力系统中的铁磁谐振过电压常发生在非全相运行状态中，其中电感可以是空载变压器或轻载变压器的激磁电感、消弧线圈的电感、电磁式电压互感器的电感等。电容是导线的对地电容、相间电容以及电感线圈对地的杂散电容等。限制和消除铁磁谐振过电压的有效的措施： （1）改善电磁式电压互感器的激磁特性，或改用电容式电压互感器。 （2）在电压互感器开口三角绕组中接入阻尼电阻，或在电压互感器一次绕组的中性点对地接入电阻。 （3）在有些情况下，可在10kV及以下的母线上装设一组三相对地电容器，或用电缆段代替架空线段，以增大对地电容，从参数搭配上避开谐振。 （4）在特殊情况下，可将系统中性点临时经电阻接地或直接接地，或投入消弧线圈，也可以按事先规定投入某些线路或设备以改变电路参数，消除谐振过电压。小 结谐振过电压可分为如下三种形式：线性谐振过电压、铁磁谐振过电压和参数谐振过电压。 铁磁谐振的条件： 、外界“激发”、等效电路电阻足够小。 对铁磁谐振电路，在同一电