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文档简介

第5章电力系统内部过电压及其限制措施

5.3电力系统的谐振过电压

谐振过电压

产生的原因:由于系统中存在着大量的电容电感元件，在系统进行操作或发生故障时，这些LC元件可能形成各种不同自振频率的振荡回路，在外电源的作用下发生谐振现象，造成某些元件上出现谐振过电压。

特点:谐振过电压是一种稳态现象，存在的时间较长，对电气设备绝缘的危害大。

谐振的类型:系统中的R\C可以认为是线性的，而L则可能是线性的、作周期性变化的、非线性的。按L的类型不同，谐振分为：

线性谐振——L为常数。

参数谐振——L为变量，作周期性变化。铁磁谐振——

L为变量，非线性。

谐振的类型

线性谐振过电压1、L为常数。如输电线路的电感、变压器的漏感等。2、交流电源的频率等于自振频率，ω＝ω。，则感抗等于容抗（ＸＬ＝ＸＣ），电路阻抗达到最小，电流很大，在Ｌ和Ｃ上出现过电压。参数谐振过电压1、L在外界因素影响下发生周期性变化。如水轮发电机的同轴电抗等。2、如果参数配合不当，则可能发生参数谐振现象,出现较高的过电压。3、由于电感的饱和，L减小，回路将自动脱离谐振条件，从而限制了这种自激过电压，所以一般很少发生。

铁磁谐振过电压

（难点）1、产生的原因

由于各种电磁元件（如T、PT等）铁芯电感的饱和而引起L发生变化，而激发起持续性的幅值较大的过电压。2、表现形式

造成单相、两相或三相对地电压升高引起虚幻接地现象；引起低频摆动；引起避雷器爆炸，烧坏电压互感器和绝缘子；在电压互感器中形成过电流，引起熔断器熔断。

原理分析

UL=ωLI，UC=I/ωC

E=∣UL-UC∣=Δu产生铁磁谐振的必要条件是：

ωL>1/ωC（即电感和电容的伏安特性曲线相交）原理分析电路正常时，I较小，呈感性，电路处于非谐振状态，稳态工作点为（a1点）。由于L具有非线性特性，随着I增大（这种现象叫激发，如电源突然合闸、发生短路等），铁芯饱和，L值会下降；当ωL=1/ωC时，就会发生铁磁谐振（图中的e点）。

原理分析电路在e点之后会自动偏离而跃变到新的稳态工作点（a3点）。这样，线路上的电压UC就由1值跃变到2值，形成很高的过电压。在跃变过程中，I相位发生了180度变化，由感性变为容性。铁磁谐振的特点产生串联谐振的必要条件是：电感和电容的伏安特性曲线有交点。在外界的激发下，回路从非谐振工作状态跃变到谐振工作状态，产生过电压，同时发生相位反倾现象。铁磁元件的非线性特性是产生铁磁谐振的根本原因。具有各谐波振荡的可能性。（基波谐振、倍频谐振、分频谐振）

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