10.高电压技第十章讲稿.pptVIP

元件分类 谐振过电压特点及分类 谐振过电压特点及分类 线性谐振 线性谐振 非线性谐振（铁磁谐振） 非线性谐振（铁磁谐振） 参数谐振 * * 第十章 铁磁谐振过电压 一、谐振过电压及其分类 1.谐振过电压定义 具有电感电容等元件的电力系统可以构成一系列不同自振频率的振荡回路，当系统进行操作或发生故障时，某些振荡回路就有可能与外加电源发生谐振现象，导致系统中某些部分(或设备)上出现过电压，这就是谐振过电压。 电感元件：电力变压器、互感器、发电机、消弧线圈、电抗器、线路导线电感等 电容元件：线路导线对地和相间电容、补偿用的并联和串联电容器组、高压设备的杂散电容 谐振是一种周期性或准周期性的运行状态，直到破坏谐振的条件出现 谐振过电压的严重性既取决于它的幅值，也取决于它的持续时间 谐振过电压危及电气设备的绝缘 持续的过电流烧毁小容量的电感元件，还影响保护装置的工作条件，如避雷器的灭弧条件 系统中的有功负荷是阻尼振荡和限制谐振过电压的有利因素 对应三种电感参数，在一定的电容参数和其他条件的配合下，可能产生三种不同性质的谐振现象 线性谐振 铁磁谐振 参数谐振 线性电感 非线性电感 周期性变化的电感 谐振回路由不带铁芯的电感元件（如输电线路的电感、变压器的漏感）或励磁特性接近线性的带铁芯的电感元件（如消弧线圈，其铁芯中有气隙）和系统中的电容元件所组成。在正弦电源作用下，系统自振频率与电源频率相等或接近时，可能产生线性谐振 消弧线圈补偿电网：消弧线圈与导线对地电容串联谐振，或接近谐振，中性点出现危险的过电压 线路末端接并联电抗器 首端断路器非全相操作 超高压电网 ： 断开相（A相）有工频电容传递过电压（相间电容的耦合作用） CBA、CCA与LA构成串联谐振回路，参数配合不当时在断开相出现较高的工频谐振过电压 谐振回路由带铁芯的电感元件（如空载变压器、电压互感器）和系统的电容元件组成。因为铁芯电感元件的饱和现象，使回路的电感参数是非线性的，在满足一定谐振条件时，会产生铁磁谐振 二、铁磁谐振的基本原理 1、铁磁谐振 产生谐振条件: 2、物理过程 (1)串联铁磁谐振回路的伏安特性 （2）分析时注意： 产生铁磁谐振的必要条件 正确分析平衡点的稳定性 3.主要特点： （1）对于一定的 值当 都可能产生铁磁谐振 （2）谐振一旦激发，将发生相位反倾现象，并产生过电压和过电流 （3）铁芯的饱和会限制过电压的幅值 1、传递过电压 当系统中发生不对称接地故障或断路器不同期操作时，可能出现明显的零序工频电压，通过静电和电磁耦合在相邻输电线路之间或变压器绕组之间产生工频传递现象 若与接在电源中性点的消弧线圈或电压互感器等铁磁元件组成谐振回路，还可能产生线性谐振或铁磁谐振传递过电压 三、几种常见的谐振过电压 传递过电压 发生于中性点绝缘或经稍弧线圈接地的电网中 通过静电耦合和电磁耦合，在变压器的不同绕组之间或相邻的输电线路之间发生电压的传递 耦合回路在不利参数配合下将出现线性或铁磁谐振过电压 2、断线引起的铁磁谐振过电压 断线后非全相运行，可能组成多种串联谐振回路，回路中的电感可以是电网中空载或轻载运行的负载变压器的励磁电感以及消弧线圈的电感，回路中的电容可以是导线对地和相间的部分电容，电感线圈对地杂散电容 (2)加强线路的巡视和检修，预防发生断线 (3)断路器操作后有异常情况，可立即复原，并进行检查 (4)在中性点接地电网中，操作中性点不接地的负载变压器时，应将变压器中性点临时接地。 限制断线过电压可采取以下措施： (1)保证断路器的三相同期动作，不采用熔断器 电网出现某些扰动，如电压互感器的突然合闸、瞬间单相弧光接地使健全相电压突升至线电压、故障相接地消失时可能有电压的突然上升，在这些暂态中的涌流使电压互感器三相电感饱和，且饱和程度不同，电网三相对地阻抗明显不同，此时与设备电容或对地电容构成谐振回路，可能激发起各种谐波谐振 3、电磁式电压互感器饱和引起的谐振过电压 在接有Y0接线的电磁式电压互感器的中性点不接地系统中，当出现某些扰动，使电压互感器各相电感的饱和程度不同时，有可能出现较高的中性点位移电压而激发起谐振过电压。 电磁式电压互感器引起的铁磁谐振过电压 常见的扰动有：电压互感器的突然合闸、由于雷击或其他原因发生瞬间单相弧光接地、传递过电压 限制措施： (1)选用励磁特性较好的电压互感器或改用电容式电压互感器 (2)在电磁式电压互感器的开口三角绕组中加阻尼电阻 (3)在母线上加装一定的对地电容 (4)采取临时的倒闸措施 铁磁谐振的特点 相位反倾现象：回路电流由电感性突变为电容性 外激发现象： 需要经过过渡过程建立起谐振，维持很长时间不会衰减