铁磁谐振与单相接地有何区别

作者:王虹 www.yuediqu.com    2025-05-20
什么是铁磁谐振接地?~

铁磁谐振:电力系统中的铁芯电感元件与电容元件构成共谐条件时,激发持续的铁磁谐振,使系统产生谐振过电压。其产生的原因主要有:
1、由线路接地、断线、断路器非同期合闸等引起的系统冲击及元件参数改变;
2、切、合空载线路、母线或系统扰动激发铁磁谐振;
3、系统在某种特殊运行方式下,参数匹配,达到了铁磁谐振条件;
4、断路器合闸三相不同期;
5、电压互感器高压保险熔断等。
铁磁谐振使得电流大大增加,电压超限,严重时将损坏设备绝缘,造成电压互感器保险熔断,或使避雷器爆炸,导致事故的进一步扩大,因此应及时进行处理。
铁磁谐振一般发生在中性点不接地系统中。不同的谐波都可能形成谐振条件,因此有不同的现象,按频率不同可分为:
1、基波谐振 一相电压降低,另两相电压升高超过线电压;或两相电压降低,一相电压升高超过线电压,TV开口三角上有电压输出,发出接地信号;
2、高次谐波谐振 三相电压同时升高超过线电压;
3、分次谐波谐振 三相对地电压同时升高并做低频摆动。
铁磁谐振与单相接地故障的主要区别:
系统发生单相接地时,接地相电压降低,非接地相电压升高。若接地点为金属性直接接地,接地相电压为零,其他两相升高为线电压,若PT开口三角形回路装有消谐灯,此时消谐灯很亮。
谐振时,三相电压可超过线电压,三相电压无规律变化,消谐灯随谐振程度不同而亮度不同。
若相电压有两相升高很多(超过线电压),开口三角形电压大于33V,或消弧线圈上无电流,则可判断为谐振;若一相电压降低,另两相电压升高不超过线电压且线电压正常,可判断为系统单相接地。电压表有低频无规律摆动现象可判断为谐振。
一般在二次装消谐装置或一次加消谐电阻或电抗

  系统的中性点不接地系统,当系统遭到一定程度的冲击扰动,从而激发起铁磁共振现象。由于对地电容和互感器的参数不同,可能产生三种频率的共振:基波共振、高次谐波共振和分频谐波共振。
各种共振的表现形式如下:
基波共振。系统二相对地电压升高,一相对地电压降低。中性点对地电压(可由互感器辅助绕组测得电压)略高于相电压,类似单相接地,或者是二相对地电压降低,一相对地电压升高,中性点有电压,以前者为常见。
分频谐波共振,三相电压同时升高,中性点有电压,这时电压互感器一次电流可达正常额定电流的30~50倍以致更高。中性点电压频率大多数低于1/2工频。
高次谐波共振,三相电压同时升高,中性点有较高电压,频率主要是三次谐波。
在正常运行条件下,励磁电感L1=L2=L3=L0,故各相对地导纳Y1=Y2=Y3=Y0,三相对地负荷是平衡的,电网的中性点处于零电位,即不发生位移现象。
但是,当电网发生冲击扰动时,如开关突然合闸,或线路中发生瞬间弧光接地现象等,都可能使一相或两相对地电压瞬间升高。如果由于扰动导致A相对地电压瞬间升高,这使得A相互感器的励磁电流突然增大而发生饱和,其等值励磁电感L1相应减小,以致Y1≠Y0,这样,三相对地负荷变成不平衡了,中性点就发生位移电压。如果有关参数配合得当,对地三相回路中的自振频率接近于电源频率,这就产生了严重的串联谐振现象,中性点的位移电压(零序电压)急剧上升。
三相导线的对地电压UA、UB、UC等于各相电源电势与移位电压的向量和,当移位电压较低时向量迭加的结果可能使一相对地电压升高,另外两相则降低;也可能使两相对地电压升高,另一相降低。一般以后者为常见,这就是基波谐振的表现形式。
电压互感器的一组二次侧绕组往往接成开口三角形式,当线路发生单相接地时,电力网的零序电压(即中性点位移电压)就按比例关系感应至开口三角绕组的两端,使信号装置发出接地指示。显然在发生上述铁磁谐振现象时,位移电压同样会反映至开口三角绕组的两端,从而发生虚幻接地信号,造成值班人员的错觉。
由模拟试验中得出,分次谐波谐振时过电压并不高,而电压互感器电流极大,可达额定电流的30~50倍,所以常常使电压互感器因过热而爆炸。基波谐振时过电流并不大,而过电压较高。高次谐波谐振时,一般电流不大,过电压很高,经常使设备绝缘损坏。
三次谐波电压的产生可以认为是由电压互感器的激磁饱和所引起的。如中性点绝缘的电源对三相非线性电感供电。由于未构成三次谐波电流的通路,故各相中出现三次谐波电压,并在辅助绕组开口三角处产生各相三次谐波电压合成电压。当不大的对地电容与互感器并联形成振荡回路,其振荡回路的固有频率为适当数值时将引起甚高的三次谐波过电压。三次谐波共振的发生,需要足够高的运行电压,因为电压低时互感器饱和甚微,它所含的三次谐波将极校基频情况下的电压升高,是因为随铁心电感饱和程度不同,合成导纳可能呈电容性或电感性。回路中电流变化时,合成导纳的数值和相位将显著变化,显然随三相线路各相中电压电流数值不同,各相合成导纳的数值和相位差别将很大,因而引起中性点位移,并使某些相电压升高。
在分次谐波谐振时,三相电压同时升高;在基波谐振时,两相电压升高,一相电压降低;在三次谐波谐振时三相电压同时升高。

首先来了解一下铁磁谐振:
铁磁谐振:电力系统中的铁芯电感元件与电容元件构成共谐条件时,激发持续的铁磁谐振,使系统产生谐振过电压。其产生的原因主要有:
1、由线路接地、断线、断路器非同期合闸等引起的系统冲击及元件参数改变;
2、切、合空载线路、母线或系统扰动激发铁磁谐振;
3、系统在某种特殊运行方式下,参数匹配,达到了铁磁谐振条件;
4、断路器合闸三相不同期;
5、电压互感器高压保险熔断等。
铁磁谐振使得电流大大增加,电压超限,严重时将损坏设备绝缘,造成电压互感器保险熔断,或使避雷器爆炸,导致事故的进一步扩大,因此应及时进行处理。
铁磁谐振一般发生在中性点不接地系统中。不同的谐波都可能形成谐振条件,因此有不同的现象,按频率不同可分为:
1、基波谐振 一相电压降低,另两相电压升高超过线电压;或两相电压降低,一相电压升高超过线电压,TV开口三角上有电压输出,发出接地信号;
2、高次谐波谐振 三相电压同时升高超过线电压;
3、分次谐波谐振 三相对地电压同时升高并做低频摆动。
铁磁谐振与单相接地故障的主要区别:
系统发生单相接地时,接地相电压降低,非接地相电压升高。若接地点为金属性直接接地,接地相电压为零,其他两相升高为线电压,若PT开口三角形回路装有消谐灯,此时消谐灯很亮。
谐振时,三相电压可超过线电压,三相电压无规律变化,消谐灯随谐振程度不同而亮度不同。
若相电压有两相升高很多(超过线电压),开口三角形电压大于33V,或消弧线圈上无电流,则可判断为谐振;若一相电压降低,另两相电压升高不超过线电压且线电压正常,可判断为系统单相接地。电压表有低频无规律摆动现象可判断为谐振。


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