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              串聯諧振過電壓現象及過電壓原因分析
              2021-05-20

              一、串聯諧振過電壓現象

                某220V變電所,2001年3月2日進行220KV西母停運的正常檢修操作,在220KV倒母線的操作中,當220KV所有進出線倒至東母運行,斷開母聯斷路器后,發生串聯諧振過電壓,諧振時,220KV西母PT最高電壓達407KV,值班員匯報中調后,中調令220KV旁路斷路器由東母倒西母,并對旁母充電后,諧振消失,時間持續40min,由于諧振經過斷路器斷口并聯電容器,能量不太大,僅損壞三臺互感器未發生爆炸,互感器裝有波紋金屬膨脹器,事故中膨脹器A、B兩相全部頂出互感器,后經試驗發現,互感器內部絕緣三相均損壞,二次繞組燒毀,事故時接線見圖1。

              圖片.png


                圖中TV為電壓互感器,Q為母聯斷路器斷口,CL為并聯電容,CB為母線對地電容,該互感器為油浸紙絕緣電磁式,由三只獨立的單相互感器組成Yo,yo,d接線。


              串聯諧振


              二、串聯諧振過電壓分析原理

              1、串聯諧振過電壓分析鐵磁諧振

                鐵磁諧振僅發生于含有鐵芯電感的電路中,鐵芯電感的電感值隨電壓、電流的大小而變化,不是一個常數,所以鐵磁諧振又稱為非線性諧振。

              圖2為最簡單的R、C和鐵芯電感L的串聯電路,假設在正常運行條件下,其初始狀態是感抗大于容抗,即ωL>1/ωC,此時不具備線性諧振條件,但當鐵芯電感兩端電壓有所升高時,或電感線圈中出現涌流時,就有可能使鐵芯飽和,其感抗隨之減小,或者,容抗增大,使ωL=1/ωC(即ω=ωL>1/√LC),滿足串聯諧振條件時,發生諧振,且在電感和電容兩端形成過電壓,這種現象稱為鐵磁諧振現象。

              圖片.png


                因為諧振回路中電感不是常數,故回路沒有固定的自振頻率,即(ωo非定值),當諧振頻率fo為工頻(50Hz)時,回路的諧振稱為基波諧振,當ωo為工頻的整數倍,如3倍、5倍等)時,回路的諧振稱為高次諧波諧振,同樣的回路中也可能出現諧振頻率為分次(如1/3次、1/5次等)的諧振,稱為分次諧波諧振,因此,具有各種諧波諧振的可能性是鐵磁諧振的重要特點,這是線性諧振所沒有的。

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