电力系统铁磁谐振现状分析.pdf

电力系统中的铁磁谐振是一种复杂的现象，主要发生在含有大量电感和电容元件的电网中。当系统受到开关操作或故障的影响时，这些元件可能形成特定频率的振荡回路，导致谐振过电压。谐振过电压可能导致电气设备绝缘受损，甚至设备烧毁，同时可能干扰过电压保护装置的正常工作。根据电感元件的不同特性，铁磁谐振可分为线性谐振、铁磁谐振和参数谐振。 1.1 断线谐振：这是指线路断落、非全相操作或熔断器熔断等情况造成的谐振，可能导致空载或轻负载变压器与导线电容形成的串联谐振。 1.2 传递过电压：在高压线路中，不对称接地或断路器操作不同期时，会引发零序电压和电流，这些可以通过耦合效应传递到低压线路，若低压侧有铁芯电感元件，如消弧线圈、空载变压器等，就会产生铁磁谐振过电压。 1.3 电磁式电压互感器引起的铁磁谐振：电压互感器在监测母线电压时，其一次绕组接成星形并直接接地。在特定操作下，如非同期合闸或接地故障消失，电压互感器的励磁阻抗与系统对地电容形成非线性谐振回路，引发分频、工频或高频铁磁谐振。 防止铁磁谐振的措施包括： 1) 改善电压互感器的励磁特性，以减少谐振的发生。 2) 减少并联电压互感器的数量，降低谐振的可能性。 3) 在每相对地加装电容器，以改变系统参数。 4) 使用消弧线圈或电阻接地，以消耗谐振电流。 5) 高压侧中性点串接单相电压互感器，以改变谐振条件。 6) 电压互感器高压侧中性点串接电阻，吸收谐振能量。 7) 开口三角绕组加阻尼电阻，降低谐振振幅。 8) 安装消谐装置，主动抑制谐振。 铁磁谐振的研究现状表明，国内外学者已经进行了大量的理论研究和实验分析。利用非线性振动、分叉、模糊和混沌理论，深入理解了铁磁谐振的动态行为，并开发了多种消谐装置。尽管对中性点不接地系统的铁磁谐振研究较为充分，但直接接地系统的谐振问题也越来越突出，需要更多的关注和研究。 总结来说，电力系统中的铁磁谐振是一个重要的研究领域，对电网安全运行构成威胁。通过理论分析、实验研究和技术创新，已经提出并实施了一系列防治措施。然而，随着电网的复杂性和规模的增长，尤其是对中性点直接接地系统的铁磁谐振问题，未来的研究应当更加深入，以便更好地保障电力系统的稳定性和安全性。