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铁磁谐振产生根本原因?

发布时间:2019-07-29 11:00:39 浏览次数:4475

  在电力系统中,由于系统架构的复杂性和运行方式的灵活性,易造成运行参数具有随机性,促使系统参数变化,从而引起含有电感、电容元件的电网,电磁能量振荡转化或传递而造成电网过电压。铁磁谐振过电压的现象外部特征明显,直接威胁电力系统安全运行。严重时会引起电压互感器(PT)的爆炸,造成事故。必须采取有效的防范对策,保证系统和人身安全。在运行工作中就遇到和听说多起电压互感器(PT)烧毁或爆炸事故,究其原因是因为铁磁谐振。

  铁磁谐振及过电压产生的诱因

  电力系统架构复杂、运行方式灵活,运行参数具有随机性,促使系统参数变化。系统中的电感、电容元件在系统进行操作或发生故障刺激下,形成各种振荡回路,特别是变压器、互感器等具有铁芯和绕组的电气设备在某种特定激励作用下, 很容易因电磁耦合,产生串并联谐振现象,导致严重的铁磁谐振过电压。据统计:35kV系统中铁磁谐振过电压占总故障的55%;10kV系统中铁磁谐振过电压占总故障的50%。而35kV及以下电网大部分采用中性点不接地方式运行,且由于35kV及以下电网结构相对薄弱,受地理、环境、气候、绝缘老化等因素的影响,发生故障的几率较大,加之系统运行方式多变,操作频繁,从而导致了系统铁磁谐振过电压的现象时有发生。

  (1)故障发生后,开云在线平台的饱和电流流过具有铁芯和绕组的电气设备,由于暂态的电磁耦合,产生铁磁谐振,形成铁磁谐振过电压。

  (2)系统有各种运行方式,在不同的运行方式下,系统的阻抗、感抗和容抗也随之发生变化,特定条件下,会引起系统谐振,然后过渡成铁磁谐振,形成铁磁谐振过电压。

  (3)在中性点不接地系统中,受操作或系统故障的刺激,会引起电压互感器的电磁耦合,使铁芯迅速饱和后产生铁磁谐振,迫使系统的中性点发生位移,导致系统过电压的现象尤为突出。

  铁磁谐振产生根本原因

  1.有线路接地、断线、断路器非同期合闸等引起的系统冲击

  2.切、合空母线或系统扰动激发谐振

  3.系统在某种特殊运行方式下,参数匹配,达到了谐振条件

  电力系统是一个复杂的电力网络,在这个复杂的电力网络中,存在着很多电感及电容元件,尤其在不接地系统中,常常出现铁磁谐振现象,给设备的安全运行带来隐患,下面先从简单的铁磁谐振电路中对铁磁谐振原因进行分析。

  铁磁谐振电路中谐振原因分析

  在简单的R、C 和铁铁芯电感L电路中,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,回路保持稳定状态。但当电源电压有所升高时,或电感线圈中出现涌流时,就有可能使铁芯饱和,其感抗值减小,当ωL=(1/ωC)时,即满足了串联谐振条件,在电感和电容两端便形成过电压,回路电流的相位和幅值会突变,发生磁谐振现象,谐振一旦形成,谐振状态可能“自保持”,维持很长时间而不衰减,直到遇到新的干扰改变了其谐振条件谐振才可能消除。

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