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主要參考：劉春玲等《一起電力系統(tǒng)諧振事故分析》 電力系統(tǒng)保護與控制 2010年2期

1 諧振及鐵磁諧振

諧振是一種穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象，因此，電力系統(tǒng)中的諧振過電壓不僅會在操作或事故時的過渡過程中產(chǎn)生，而且還可能在過渡過程結(jié)束后較長時間內(nèi)穩(wěn)定存在，直到發(fā)生新的操作諧振條件受到破壞為止。所以諧振過電壓的持續(xù)時間要比操作過電壓長得多，這種過電壓一旦發(fā)生，往往會造成嚴重后果。運行經(jīng)驗表明，諧振過電壓可在各種電壓等級的網(wǎng)絡中產(chǎn)生，尤其在35 kV 及以下的電網(wǎng)中，由諧振造成的事故較多，已成為系統(tǒng)內(nèi)普遍關(guān)注的問題。因此，必須在設計時事先進行必要的計算和安排，或者采取一定附加措施（如裝設阻尼電阻等），避免形成不利的諧振回路，在日常工作中合理操作防止諧振的產(chǎn)生，降低諧振過電壓幅值和及時消除諧振。

在 6~35 kV 系統(tǒng)操作或故障情況下，系統(tǒng)振蕩回路中往往由于變壓器、電壓互感器、消弧線圈等鐵芯電感的磁路飽和作用而激發(fā)起持續(xù)性的較高幅值的鐵磁諧振過電壓。鐵磁諧振可以是基波諧振、高次諧波諧振、分次諧波諧振，其共同特征是系統(tǒng)電壓升高，引起絕緣閃絡或避雷器爆炸；或產(chǎn)生高值零序電壓分量，出現(xiàn)虛幻接地現(xiàn)象和不正確的接地指示；或者在PT 中出現(xiàn)過電流，引起熔斷器熔斷或互感器燒壞；母線PT 的開口三角繞組出現(xiàn)較高電壓，使母線絕緣監(jiān)視信號動作。各次諧波諧振不同特點主要在于：

①分次諧波諧振三相電壓依次輪流升高，超過線電壓，一般不超過2 倍相電壓，三相電壓表指針在相同范圍出現(xiàn)低頻擺動。

②基波諧振時，兩相電壓升高，超過線電壓，但一般不超過3 倍相電壓，一相電壓降低但不等于零。

③高次諧波諧振時，三相電壓同時升高或其中一相明顯升高，超過線電壓，但不超過3~3.5 倍相電壓。

2 預防方法

PT 在正常工作時，鐵芯磁通密度不高，不飽和；但如果在電壓過零時突然合閘、分閘或單相接地消失，這時鐵芯磁通就會達到穩(wěn)態(tài)時的數(shù)倍，處于飽和狀態(tài)，這時，某一相或兩相的激磁電流大幅度增加，當感抗與容抗參數(shù)匹配恰當（滿足諧振條件）時，即會發(fā)生諧振，即鐵磁諧振。發(fā)生諧振時，會在電感和電容兩端產(chǎn)生2～3.5倍額定電壓的過電壓和幾十倍額定電流的過電流，通過PT 的電流遠大于激磁電流，嚴重時會燒壞PT 及其它設備。

防止諧振過電壓的一般措施

①提高斷路器動作的同期性。由于許多諧振過電壓是在非全相運行條件下引起的，因此提高斷路器動作的同期性，防止非全相運行，可以有效防止諧振過電壓的發(fā)生。

②在并聯(lián)高壓電抗器中性點加裝小電抗。用這個措施可以阻斷非全相運行時工頻電壓傳遞及串聯(lián)諧振。

③破壞發(fā)電機產(chǎn)生自勵磁的條件，防止參數(shù)諧振過電壓。

在實際工作中諧振的發(fā)生往往伴隨著接地故障，很多時候甚至就是由接地引起的，消除諧振常常采取的有效方法是改變系統(tǒng)運行方式以改變系統(tǒng)參數(shù)，破壞諧振條件。改變系統(tǒng)運行方式經(jīng)常通過以下途徑實現(xiàn)：

a.投退電容器；

b.增投線路；

c.若變電站有一臺以上數(shù)目的主變，可視具體運行情況將原本并列（分列）運行的變壓器分列（并列）；

d.母線并解列。

若上述方法不能消振，應采用尋找線路單相接地故障的方法進行選線，選出故障線路后，立即將其切除。選線原則參照系統(tǒng)單相接地故障處理方法。此方法是最有效最能解決問題的，但往往不一定能準確及時判斷出接地線路，以致延誤消振時間，所以，工作中為及時消除諧振一般先考慮選擇上述四種途徑。運行中出現(xiàn)諧振過電壓時，變電所值班人員應準確記錄當時發(fā)生的現(xiàn)象和母線電壓的變化，但不得用刀閘拉開PT，可先根據(jù)情況采取消振措施，事后匯報調(diào)度。