电压互感器的铁磁谐振及其消谐措施

五、关于电压互感器的铁磁谐振及其消谐措施。 1 、谐振条件 在中点不接地系统中，由于接地保护的需要，三相电压互感器的中点是直接接地的，因此电压互感器与电网线路对地电容并联而形成谐振回路，电磁式电压互感器的电感是非线性的，这种谐振回路为非线性谐振回路，或称铁磁谐振回路，如图 5-1。 通常，在正常运行时，电压互感器的感抗 X L 远大于电网对地电容的容抗 X C，即 X L 与 X C不会形成谐振，但由于某些原因，例如单相接地故障、线路合闸、雷电冲击等等，使电压互感器的电感量发生变化，如果 X L 与 X C 匹配合适则将产生谐振。 由于电网中点不接地，正常运行时互感器中点 N＇和电源中点对地同电位，即中点不发生位移，当发生谐振时，互感器一相、两相或三相绕组电压升高，各相对地电位发生变动，但因电源电势由发电机的正序电势所固定，EA、EB、EC 保持不变，在电网这一部分对地电压的变动则表现为电源中点发生位移，而出现零序电压，这就是说，谐振的发生是由于中点位移而引起的。 假定当 A 相电压下降，B、C 相电压升高，则 A 相显容性，而 B、C 相显感性，等值电路图如图 5-2 所示。 图 5-1 电压互感器接线图 图 5-2 不对称阻抗产生的中点位移电压 如图，三相中各阻抗不对称，电源中点产生位移，在一定条件下将产生谐振。 根据图5-1，解出中点位移电压如下式： CBACCBBAANNYYYYEYEYEU/ （1） 'cjYA， '1LjYYcB 代入得： ''2)1(/LcLcEUANN （2） 由（2）式可看出，当'2Lc时则 U0 无穷大，即要发生谐振，这也意味着只有当电压互感器的感抗与线路容抗在一定比例下，谐振才会产生。有人（HA.Peterson）对此曾做了专门的模拟试验，得到了谐振范围的曲线，如图5-3b 所示。模拟试验用互感器的 V-A 特性如图5-3 a。 5-3 a 非线性电感的伏安特性曲线 U—试验电源相电压 U —非线性电感额定电压 I*—电流标幺值 5-3b 不同谐振区域 010CxC， 0Lx —额定线电压下非线性电感的励磁感抗 从图 5-3b 可看出，谐振有可能是分频谐振（低于工频，一般为 21工频），也可能是工频谐振，或高频谐振。 图 5-3b 中 XC 为线路的每相对地电容（线性的），XL 为电压互感器每相绕组在U3电压下的励磁感抗。显然，当 XC / XL＜0.01时，谐振不会发生，当 0.01≤XC / XL≤0.1 时，会发生分频谐振，而...