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利用电磁式电压互感器本身特性控制铁磁谐振


产品与应用 利用电磁式电压互感器 本身特性控制铁磁谐振 刘秀凤 (保定天威互感器有限公司,河北 保定 071056) 摘要 重点说明铁磁谐振原理和怎样利用电压互感器本身特点控制铁磁谐振。 关键词:电压互感器;铁磁谐振 T he Contr ol of Fer r o-r esonance by the Per for mance of Voltage Tr ansfor me

r Liu Xiufeng (Baoding Tianwei Instrument Transformer Co.,Ltd. Baoding,Hebei 071056) Abstr act The topic of this paper is the basics and the Control of ferro-resonance by the performance of Voltage Transformer. Key words:votage trans former;ferro-resonance 1 引言 由非线性电感(铁心线圈)和线性电容组成的 回路,当外施电压发生变化时,由于电感的变化而 产生的谐振,这种现象成为铁磁谐振。 传统的电压互感器容易与电网发生铁磁谐振, 铁磁谐振产生的过电流和过电压会损坏电磁单元零 部件,影响产品性能,怎样才能简单可靠有效地消 除铁磁谐振是电网目前面临解决的难题,设计一种 本身呈容性的电磁式电压互感器势在必行。 2 电力系统发生铁磁谐振情况 (3) 发生铁磁谐振情况: 电网本身存在电容 (线 路对地的分布电容) 输变电设备—断路器的断口有 , 并联电容,变压器和电压互感器本身是一个感性元 件。 在电力系统正常运行时, 需要断路器正常动作, 当切合线路(尤其是切合空载母线)时,会出现操 作过电压,在此过电压下, 电压互感器工作点移动, 使 PT 的铁心趋于饱和,电感变化,当电网的感抗 与电网容抗恰好相匹配时,发生电磁谐振,产 生过电压烧毁 PT。 2.2 谐振分类 (1)并联谐振又称电流谐振,电路图如图 1。 2.1 发生铁磁谐振机理 (1) 电压互感器铁心励磁特性为非线性,与电 网的分布或杂散电容在一定条件下可形成铁磁谐 振。通常电压互感器的感抗大于电网的容抗。当电 网正常操作或某种暂态过程会使铁心饱和,此过程 电压互感器的感抗降低,当与电网的容抗相等时, 将出现铁磁谐振。 (2) 谐振的谐振频率: 谐振频率由电网电容值 而定,可为工频和较高或较低的谐波。铁磁谐振产 生的过电流和或高电压都会造成 PT 的损坏,特别 是低频谐振时,电压互感器的励磁阻抗大为降低而 导致铁心深度饱和。更易引发铁磁谐振。 图1 并 联电路 图 (2)串联谐振又称电压谐振,电路图如图 2。 图2 串 联电路 图 2.3 电网中消除铁磁谐振方法 (1)加装避雷器来限制过电压。 2009 年第 6 期 81 产品与 应用 (2)在电压互感器一次、二次侧加装熔断器。 (3) 在电压互感器中性点加装消谐器 (电子型、 电感型、电容型等,在使用中都有出现过误动作的 情况) 。 (4)用 CVT(但 CVT 存在有低频谐振、误差 受温度及频率影响的缺点) 。 3 电压互感器本身呈容性设计要点 电磁式电压互感器设计能使产品本身是容性负 载,消除了与系统发生电磁谐振的可能性,依靠以 下设计特点来实现。 (1)合理选择铁心的磁密。 (2)选择合理的铁心结构和叠片方式。 (3) 绕组的特殊设计—增加绕组的杂散电容和 寄生电容 1)层间

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