变电站谐振问题.ppt

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变电站谐振问题1、基本知识、基本知识2、中性点不接地系统的、中性点不接地系统的“铁磁谐振铁磁谐振”3、中性点直接接地系统的、中性点直接接地系统的“铁磁谐振铁磁谐振”1、基本知识、基本知识铁芯线圈内磁通不能突变，若原磁通为零，则线圈通电瞬间无论电压多大，磁通依然为零。

1）接通交流电瞬间，若交流电瞬时值为零，则因磁通滞后电压900，应为最大值，但由于通电前原磁通为零，不能突变，故迫使铁芯中产生一相反的磁通（直流分量）与交变磁通叠加，结果使铁芯饱和；2）通电瞬间若电压瞬时值为最大，则磁通为零，不会产生突变，铁芯不会饱和。

电压磁通电势wtu迫1、基本知识、基本知识铁芯线圈的电抗由漏抗、激磁电抗组成，漏抗很小铁芯线圈的电抗由漏抗、激磁电抗组成，漏抗很小且不变（限制短路电流，产生压降），激磁电抗正且不变（限制短路电流，产生压降），激磁电抗正常时很大且会变化，其大小取决于线圈电感，铁芯常时很大且会变化，其大小取决于线圈电感，铁芯饱和时电感很小，电抗饱和时电感很小，电抗XXLL=LL很小，故铁芯线圈是很小，故铁芯线圈是非线性元件；非线性元件；磁通磁通是由电流通过线圈产生的，但磁通是由电流通过线圈产生的，但磁通的大小的大小取决于电压（取决于电压（TMTM、TVTV中）大小；中）大小；磁路中有如下关系：

磁路中有如下关系：

II00N/RN/Rmm,铁芯饱和后磁阻铁芯饱和后磁阻RRmm很大。

很大。

2、中性点不接地系统的、中性点不接地系统的“铁磁谐振铁磁谐振”A工频铁磁谐振B谐波铁磁谐振C抑制铁磁谐振措施A工频铁磁谐振UVW变压器绕组TV一次绕组CA工频铁磁谐振NNCLTV合闸时电磁过程分析TVTV合闸于三相交流电合闸于三相交流电源时，合闸瞬间通常源时，合闸瞬间通常是一相电压大、两相是一相电压大、两相电压小，因此一相铁电压小，因此一相铁芯不饱和、两相铁芯芯不饱和、两相铁芯饱和后其电抗饱和后其电抗XX变小，变小，使得三相对称电路变使得三相对称电路变为一不对称三相电路，为一不对称三相电路，引起电源中点发生位引起电源中点发生位移：

移：

可见：

可见：

UUNNNN与与EEAA反相，且反相，且UUNNNN大于大于EEAA。

TV合闸时向量分析由向量分析可知，此时由向量分析可知，此时AA相相对地电压大为减小，另两相对地电压大为减小，另两相对地电压升高（大于相电压）对地电压升高（大于相电压），且三相电压严重不对称，且三相电压严重不对称，这就是中性点不接地系统这就是中性点不接地系统“铁磁谐振铁磁谐振”的特征之一；因的特征之一；因三相不对称，系统出现零序三相不对称，系统出现零序电压，接地保护将动作告警电压，接地保护将动作告警或跳闸。

但零序电压的出现或跳闸。

但零序电压的出现并非系统接地，故称此种现并非系统接地，故称此种现象为象为“虚幻接地虚幻接地”。

ECEBEAUAUCUBNNB谐波铁磁谐振分析：

铁芯线圈饱和后会出现谐波分析：

铁芯线圈饱和后会出现谐波分量，此时线圈象一个分量，此时线圈象一个“谐波发生谐波发生器器”，谐波回路如图所示。

若线路，谐波回路如图所示。

若线路长则长则CC大，自振角频率大，自振角频率00小，可能小，可能出现分频（工频的分数倍频率），出现分频（工频的分数倍频率），反之出现高频。

出现谐波谐振的条反之出现高频。

出现谐波谐振的条件是：

件是：

TVTV铁芯饱和才有可能有铁芯饱和才有可能有“谐谐波电源波电源”；对于某次谐波有；对于某次谐波有XXLL=X=XCC。

但谐振中点位移电压不是工频电压，但谐振中点位移电压不是工频电压，故各相对地电压为：

故各相对地电压为：

LCB谐波铁磁谐振结论：

谐波谐振时系统三相对地电压都高，有摇摆现象（分频谐振）；分频谐振的谐振频率f低，TV感抗小，有很大的激磁电流，易烧坏TV；因中点依然有位移，所以仍有虚幻接地现象。

C抑制铁磁谐振措施在在TVTV开口三角形两端（零序回路）接电阻开口三角形两端（零序回路）接电阻RR00或消谐装或消谐装置；置；RR00越小，消耗的能量越多，限制作用越好，越小，消耗的能量越多，限制作用越好，RR00=0=0最最好（短路），这是因为激磁电抗短接后仅剩漏抗，三好（短路），这是因为激磁电抗短接后仅剩漏抗，三相漏抗一样大，故中点无位移，一般接入相漏抗一样大，故中点无位移，一般接入500W500W灯泡灯泡（冷态下（冷态下RR00=7=7），可以抑制谐振，热态下，可以抑制谐振，热态下RR00很大，可很大，可以长期投入；以长期投入；装消谐装置，可以根据开口处电压的大小和频率大小装消谐装置，可以根据开口处电压的大小和频率大小投入相应的电阻和电容；投入相应的电阻和电容；TVTV高压侧中点经电阻接地；高压侧中点经电阻接地；改用电容式改用电容式TVTV；C抑制铁磁谐振措施增大电网对地电容，促使三相对称，消除谐振（增大电网对地电容，促使三相对称，消除谐振（10kV10kV母母线充电后先将线路送电，待正常后再投入线充电后先将线路送电，待正常后再投入10kV10kV母线母线TVTV充电前拉开充电前拉开TVTV）；）；采用专用的消谐采用专用的消谐TVTV1）1）为什么能消谐？

为什么能消谐？

零序回路零序回路TVTV电阻为电阻为RR00；2）2）为什么要将开口处短路？

为什么要将开口处短路？

短接后使零序电压全部降落到中性点短接后使零序电压全部降落到中性点TVTV的一次绕组上，的一次绕组上，可以使可以使KVKV灵敏动作；灵敏动作；33）怎样测量各相电压？

）怎样测量各相电压？

应使各相电压等于对应正序、负序、零序电压之和。

应使各相电压等于对应正序、负序、零序电压之和。

实际消谐实际消谐TVTV使用三相式使用三相式TVTV，其零序磁阻大，电抗，其零序磁阻大，电抗XX00很小，很小，不需经开口短接方式处理。

不需经开口短接方式处理。

C抑制铁磁谐振措施UVW三只单相TV一次绕组R0VVVKVUVWKV告警3、中性点直接接地系统的、中性点直接接地系统的“铁磁谐振铁磁谐振”多用电容式多用电容式TVTV接线接线C1C1串联电容串联电容C2C2分压电容分压电容L1-L1-补偿电感补偿电感C1C2L1L小TVu2U3、中性点直接接地系统的、中性点直接接地系统的“铁磁谐振铁磁谐振”电容式电容式TVTV等值电路（见右图）等值电路（见右图）谐振条件：

谐振条件：

C1/C2C1/C2的的XXCC与（与（L1+L）L1+L）的的XXLL相相等等何时最易发生谐振？

全电压投何时最易发生谐振？

全电压投TVTV时，小时，小TVTV易于饱和导致其感易于饱和导致其感抗下降，当下降到抗下降，当下降到XL=XCXL=XC时产时产生串联谐振，引起过电压而使生串联谐振，引起过电压而使小小TVTV烧坏（串联谐振时电压高、烧坏（串联谐振时电压高、电流大）电流大）C1C2L1LC1U/（C1+C2）3、中性点直接接地系统的、中性点直接接地系统的“铁磁谐振铁磁谐振”抑制措施：

在电抑制措施：

在电磁式小磁式小TVTV二次绕二次绕组接一个阻尼电组接一个阻尼电阻阻R（R（如图如图）。

C1C2L1L小TVu2R