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串联谐振过电压现象及过电压原因分析
2021-11-02

一、串联谐振过电压现象


某220V变电所,2001年3月2日进行220KV西母停运的正常检修操作,在220KV倒母线的操作中,当220KV所有进出线倒至东母运行,断开母联断路器后,发生串联谐振过电压。谐振时,220KV西母PT最高电压达407KV,值班员汇报中调后,中调令220KV旁路断路器由东母倒西母,并对旁母充电后,谐振消失,时间持续40min。由于谐振经过断路器断口并联电容器,能量不太大,仅损坏三台互感器未发生爆炸。互感器装有波纹金属膨胀器,事故中膨胀器A、B两相全部顶出互感器。后经试验发现,互感器内部绝缘三相均损坏,二次绕组烧毁。事故时接线见图1。


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图中TV为电压互感器,Q为母联断路器断口,CL为并联电容,CB为母线对地电容。该互感器为油浸纸绝缘电磁式,由三只独立的单相互感器组成Yo,yo,d接线。


串联谐振


二、串联谐振过电压分析原理


1、串联谐振过电压分析铁磁谐振


铁磁谐振仅发生于含有铁芯电感的电路中。铁芯电感的电感值随电压、电流的大小而变化,不是一个常数,所以铁磁谐振又称为非线性谐振。


图2为最简单的R、C和铁芯电感L的串联电路。假设在正常运行条件下,其初始状态是感抗大于容抗,即ωL>1/ωC,此时不具备线性谐振条件。但当铁芯电感两端电压有所升高时,或电感线圈中出现涌流时,就有可能使铁芯饱和,其感抗随之减小,或者,容抗增大,使ωL=1/ωC(即ω=ωL>1/√LC),满足串联谐振条件时,发生谐振,且在电感和电容两端形成过电压,这种现象称为铁磁谐振现象。


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因为谐振回路中电感不是常数,故回路没有固定的自振频率;即(ωo非定值)。当谐振频率fo为工频(50Hz)时,回路的谐振称为基波谐振;当ωo为工频的整数倍;如3倍、5倍等)时,回路的谐振称为高次谐波谐振;同样的回路中也可能出现谐振频率为分次(如1/3次、1/5次等)的谐振,称为分次谐波谐振。因此,具有各种谐波谐振的可能性是铁磁谐振的重要特点,这是线性谐振所没有的。


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