配电系统铁磁谐振原因与预防措施

配电系统铁磁谐振原因与预防措施

吴红伟夏晓聪王旭东

（国网临沂供电公司山东省临沂市276000）

摘要：近年来随着电力行业的不断发展，对于其中存在的问题也开展了更加全面、深入的研究，而配电系统铁磁谐振问题就是其中最为关键的环节。由于配电系统出现电压互感器的铁磁谐振，从而导致电压互感器、熔断器发生故障，不仅促使配电系统停止运行，还会带来严重的经济损失。本文通过对配电系统铁磁谐振的致因进行详细的分析，并制定有针对性的预防对策，如此一来便能增强配电系统的安全性、可靠性、效率性。降低设备的损坏率，配电效率明显提高，取得了良好的运行效果和经济效益。

关键词：配电系统；铁磁谐振；预防对策

在中性点不直接接地的配电系统中，比较容易发生的一种内部过电压问题就是铁磁谐振，虽然在中性点直接接地的电网中偶尔也会发生，但远远不及前者出现的频率。由于铁磁谐振引发的过电压、过电流，对于配电系统的运行安全性造成了严重的威胁，所以为了保障其能够在电力系统中发挥应有的效用，就要对铁磁谐振问题进行合理、有效的应对，从而为配电系统的高效运行奠定坚实基础。

1.配电系统铁磁谐振现象的原因分析

（1）运行开关操作引起的铁磁谐振

在中性点不接地系统中的接地电压互感器内，每相绕组与线路每相电容并联形成并联谐振回路，而在开闸、关闸、倒闸等暂态激发操作下，可促使电流、电压瞬间增大，如此便可引发铁磁谐振。当电压互感器出现谐振时，铁芯内部就会形成零序磁通，其在开口三角线圈内对零序电压进行感应。同时当前应用的铁芯内径较小，在常规电压下就能饱和，使得电压互感器的的感抗效率降低，其与线路或母线对地电容构成谐振回路。

（2）不对称接地导致的铁磁谐振

在中性点不接地系统中，若出现单相接地问题后，系统电压、相位没有发生改变，故障相电压降低接近零值，非故障相升至额定电压的1.732倍，在故障问题解决后，非接地相在过电压过程中，因线路电容促使下将电荷进入线路中，但其在在中性点不接地系统中，仅对电压互感器的高压绕组电感线圈放电后流入大地，在这个电压瞬变过渡过程中，非接地相电压互感器一次绕组励磁电流会瞬间出现超过额定电流的n倍，如此为电压互感器带来的损坏是极其严重。

（3）导致串联谐振故障因素

当发生串联谐振时，线电压上升、表计摆动，电压互感器开口三角形电压高于100V。输电线路中的导线断开、断路器非全相运行及熔断器的一相或两相熔断，如此一来也会使得系统中的电感电容元件发生串联谐振。所以在中性点不接地的系统中，最为常见的就是断线谐振，对系统产生的影响也是不言而喻的。然而因铁芯磁饱和导致电流、电压异常发生谐波，而谐振回路也对谐波产生谐振。

2.配电系统铁磁谐振消除对策

（1）将互感器高压侧中性点经高阻抗接地

在配电系统运行时，应使互感器高压侧中性点通过高阻抗接地。在三相电压互感器中高压侧中性点上可设置单相电压互感器的高压线圈。对应的低压线圈要利用三相电压互感器的低压侧中性点，将其与接地回路相连。通常三相电压互感器的中性点电位为零；如果单相电压互感器之中没有电流，而系统中有一相接地，便会促使相的对地电压升高0.68倍。如此可知应采用与三相电压互感器变比相等的单相电压互感器。

（2）并接一个电阻R消耗能量限制谐振

在配电系统正常情况下，其开口的三角绕组端口偶尔是不存在电压的，如果在端口上设置一个电阻R，而电阻R是能够消耗和产生能量的，虽然系统因单相接地问题出现中性点有位置出入，而开口的三角绕组端口电压无较大影响。而且电阻R的能量消耗与谐振密切相关，当电阻R值减小，能量消耗就会增加，对谐振的改善效果较为明显。如电阻R为0，则电压互感器T型等值电路会发生侧短路现象。

（3）将电源变压器中性点经过消弧线圈接地

消弧线圈接地且与中性点流经，其电感值低于互感器励磁电感，而振频率大小受电容、电感的回路0序的影响。由此可以断定，互感器导致的谐振问题便会消失。相关研究显示：当10KV配电系统出现铁磁谐振，并可通过此种方式进行应对。但是若增设消弧线圈，系统可能会发生线路问题或纵向不对称电压故障，消弧线圈还能能与配电系统的电压、电容及互感器励磁电间会有串联谐振的情况。

结束语：

通过以上研究发现，在配电系统中性点对于接地系统中的铁磁谐振问题不会产生直接影响，也不会带来较大的损失。但是在电力系统运行过程中，发生故障问题在所难免，所以要采取一定的防范措施，可应用电压互感器开口三角短接、电压互感器中性点经高阻抗接地等对策，再根据配电系统的运行方式，可对配电系统铁磁谐振问题进行很好地解决。

参考文献：

[1]李登.35kV配电系统铁磁谐振原因分析及预防措施[J].四川水力发电,2011,30(5):120-122.

[2]徐辉,张学元.10kV配电系统铁磁谐振原因分析及消除措施[J].企业技术开发月刊,2016,35(16)：78-79.

[3]魏友金.关于水电厂10kV系统铁磁谐振原因与其预防措施分析[J].科技风,2014(4):84-85.

[4]冉启鹏,陈欣.一起铁磁谐振事故的原因及预防措施[J].变压器,2011,48(3):71-73.

[5]郑世明.10kVPT铁磁谐振产生原因及预防措施探讨[J].现代制造,2013(15):3-4.