系统铁磁谐振

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　　铁磁谐振是由铁心电感元件，如发电机、变压器、电压互感器、电抗器、消弧线圈等和和系统的电容元件，如输电线路、电容补偿器等形成共谐条件，激发持续的铁磁谐振，使系统产生谐振过电压。谐振过电压事故是最为频繁的，在各种电压的电网中都会产生，在电网中会严重的影响安全运行。铁磁谐振其主要危害有：系统过电压、绝缘击穿、PT烧毁、避雷器爆炸等。

　　电力系统的铁磁谐振可分二大类：一类是在中低压电压等级中性点非直接接地系统的电网中，由于对地容抗与电磁式电压互感器励磁感抗的不利组合，在系统电压大扰动作用下而激发产生的铁磁谐振现象，也即并联谐振，是造成事故较多的一种内部过电压，轻则熔断保险，重则烧毁设备；另一类是，当用220kV、110kV带断口均压电容的主开关或母联开关对带电磁式电压互感器的空母线充电过程中，或切除带有电磁式电压互感器的空母线时，操作暂态过程使连接在空母线上的电磁式电压互感器组产生的铁磁谐振现象。

　　系统铁磁谐振现象：

　　1、基波谐振。过电压小于等于3倍相电压，一相电压下降（不为0），两相电压升高大于相电压；或两相电压下降（不为0），一相电压升高，线路电压正常。有接地信号。谐振过电流很大。

　　2、高次谐波谐振。过电压小于等于4倍相电压三相对地电压一起升高，远大于相电压，线路电压正常。有接地信号。谐振过电流较小。

　　3、分次谐波谐振。过电压小于等于2倍相电压。三相对地电压依相序轮流升高，一般在1.2至1.4倍相电压作低频摆动，约每秒一次，线电压正常。有接地信号。谐振过电流很大。

　　系统铁磁谐振特点：

　　1、谐振回路中铁心电感为非线性的，电感量随电流增大、铁心饱和而趋于平稳。

　　2、铁磁谐振需要一定的激发条件，使电压电流幅值从正常工作状态转移到谐振状态。

　　3、谐振存在自保持现象，激发因素消失后，铁磁谐振过电压仍然可以继续长期存在。

　　4、铁磁谐振过电压一般不会非常高，过电压幅值主要取决于铁心电感饱和程度。

　　系统铁磁谐振产生的原因分析：

　　在简单的R、C 和铁铁芯电感L电路中，假设在正常运行条件下，其初始状态是感抗大于容抗，即ωL > （1/ωC），此时不具备线性谐振条件，回路保持稳定状态。但当电源电压有所升高时，或电感线圈中出现涌流时，就有可能使铁芯饱和，其感抗值减小，当ωL = （1/ωC）时，即满足了串联谐振条件，在电感和电容两端便形成过电压，回路电流的相位和幅值会突变，发生磁谐振现象，谐振一旦形成，谐振状态可能“自保持”，维持很长时间而不衰减，直到遇到新的干扰改变了其谐振条件谐振才可能消除。

　　电力系统铁磁谐振产生的条件：

　　电力系统中许多元件是属于电感性的或电容性的，如电力变压器、互感器、发电机、消弧线圈为电感元件，补偿用的并或串联电容器组、高压设备的寄生电容为电容元件，而线路各导线对地和导线间既存在纵向电感又存在横向电容，这些元件组成复杂的LC 震荡回路，在一定的能源作用下，特定参数配合的回路就会出现谐振现象。由于铁芯电感的磁通和电流之间的非线性关系，电压升高导致铁芯电感饱，极容易使电压互感器发生铁磁谐振。在中性点不接地系统中，如果不考虑线路的有功损耗和相间电容，仅考虑电压互感器电感L 与线路的对地电容Co ，当C大到一定值，且电压互感器不饱和时，感抗XL大于容抗XCo。而当电压互感器上电压上升到一定数值时，电压互感器的铁芯饱和，感抗XL小于容抗XCo，这样就构成了谐振条件。

　　系统铁磁谐振对电力系统安全运行的影响：

　　1、中性点不接地系统中，其运行方式的主要特点是单相接地后，允许维持一定的时间，一般为2h不致于引起用户断电。但随着中低压电网的扩大，出线回路数增多、线路增长，电缆线路的逐渐增多，中低压电网对地电容电流亦大幅度增加，单相接地时接地电弧不能自动熄灭必然产生电弧过电压，一般为3―5倍相电压甚至更高，致使电网中绝缘薄弱的地方放电击穿，并且在过电压的作用下极易造成第二点接地发展为相间短路造成设备损坏和停电事故，严重威胁电网安全运行。

　　2、在发生谐振时，电压互感器一次励磁电流急剧增大，使高压熔丝熔断。如果电流尚未达到熔丝的熔断值，但超过了电压互感器额定电流，长时间处于过电流状况下运行，必然造成电压互感器烧损。

　　3、由于谐振后产生的过电压，可能造成设备绝缘击穿，以致烧毁，还有可能引起避雷器爆炸等。

　　4、产生高零序电压分量，出现虚幻接地和不正确的接地指示，可能造成变电运行人员的误判断，从而作出不正确的处理决定，带来不必要的损失。

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