配电网中由于电磁式电压互感器（TV）饱和引发的铁磁谐振过电压时有发生。近年来，电网中运用了多种新型消谐装配，这些装配因作用机理分歧而各有所长，也各有局限性，是以对这些新型消谐装配进行分析和优化设置装备摆设，即接纳综合消谐措施以便到达好庇护效果十分需要。

1　经常使用消谐装配的特点

1.1微机消谐装配

　　微机消谐装配也称二次消谐器，被安装在TV的启齿三角绕组上。正常运行或发生单相接地故障时装配不动作，而一旦判断电网发生铁磁谐振时，便会使正反并联在启齿三角两头的2只晶闸管交替过零触发导通以限制和阻尼铁磁谐振，当谐振消除后晶闸管自行截止，需要时可以重复动作。装配起动消谐时代，晶闸管全导通，呈低阻态，电阻为几mΩ至几十mΩ。如斯小的电阻值足以阻尼高频、基频及分频3种谐振，而且对整个电网有用，即一个系统中只需选择1台互感器安装消谐装配即可。

　　微机消谐装配的主要错误谬误是难以准确区分基波谐振和单相接地。今朝，对基波谐振和单相接地故障判据的主要区分在于零序电压U0的凹凸。凡是，基频谐振定为当U０≥150V时；当30V≤U０＜145V时定为单相接地故障。为了避免在单相接地时由于装配误动使TV长时间过负荷而烧毁的情况发生，凡是将该装配基频谐振的判据电压定得比力高。这样，在工频位移电压不是很高的情况下（如空母线合闸）装配将没法动作，就可能使某些励磁特征欠佳、铁心易饱和TV的熔丝熔断。而且这类装配当电网对地电容较年夜时，它对避免间歇性接地或接地消失瞬间互感器因瞬时饱和涌流而造成熔丝熔断的事故无能为力。此外，在延续时间较长的间歇电弧过电压激起下，流过TV高压绕组的电流将显著增年夜，仍可能会烧坏TV。

　　由于基频谐振中的频率现实上其实不是十分严酷的基频，不是完全没有频率突变［1］，是以，能否在旌旗灯号处置方式中采用对时频局部化方面优势的小波来检测，值得探讨。

1.2一次消谐阻尼器

　　一次消谐阻尼器，如LXQ型阻尼器，现实上是将一个非线性消谐电阻R0串接于电压互感器一次侧中性点与地之间，它采用中性点阻尼电阻消除谐振，见图１。电网正常运行时，消谐器上电压＜500V，R0呈高电阻值（可达几百kΩ），阻尼作用年夜，使谐振在肇端阶段不容易成长；当电网发生单相接地时，消谐器上电压较高（10kV电网中其值约1.7～1.8kV），R０呈低值（几十kΩ），可知足TV启齿三角电压不小于80V的尽缘监测要求,而且仍可阻尼谐振；当电网发生弧光接地时，R0仍能连结一定的阻值，限制互感器涌流。

　　该装配具有消除TV饱和谐振和限制涌流2种功能，但在运用中存在局限性：①中性点为半尽缘结构,只能直接接地安装的ＴＶ没法使用；②只能限制本TV不发生谐振，对电网中的其他TV无效（仅一对一有用）；③当发生单相接地故障时，TV零序电压U０的丈量值有误差,是以不适合使用在对U0幅值和角度精度要求较高的场所（如微机接地选线装配）；④装配自身的热容量有限，即使选用热容量相对较年夜的LXQ型一次消谐阻尼器，在延续时间较长的间歇电弧接地过电压激起下，仍可损坏装配。一次消谐阻尼器较适用于JDZJ等型号中性点全尽缘TV的消谐改造。

1.3消谐型电压互感器

1.3.1加装零序电压互感器型

　　加装零序电压互感器［2］的消谐型电压互感器由三相主电压互感器TV1和串接在中性点的零序电压互感器TV０二部门组成，采用零序电压互感器消除谐振，见图2。该消谐装配要求TV1的启齿三角绕组闭合，零序电压U０从TV０的二次侧取得。当单相接地时，TV每相励磁感抗为Xm=XTV1 3XTV0（XTV1为TV1的漏抗；XTV０为TV０励磁感抗）。

　　由于XTV1很小，可略，故Xm≈3XTV０，即零序电压尽年夜部门降落在TV0上，一般的外激起不能使TV1进进饱和区，从而使谐振难以发生。此外，TV０高压绕组的直流电阻约为10kΩ，对谐振有强烈的阻尼作用，对涌流有限建造用。此种消谐型TV的消谐作用也仅对自身有用，热容量也有限。

1.3.2呈容抗谐振型

　　呈容抗谐振的消谐型电压互感器的主要特点有：①互感器内部的散布电容和杂散电容较年夜，正常时，在接有0～100负荷下整体呈容性（结构上合理肯定一次绕组径向与轴向的尺寸比例；采用介电系数年夜的尽缘材料作为层间尽缘；一次绕组采用阶梯式排线方式等）,不容易组成铁磁谐振回路。②在较高的电压作用下，铁心不容易饱和（采用优质硅钢片，以下降工作磁密）。③能承受更高的过电压（增加了一次绕组匝数；增强一次绕组的端部尽缘和层间尽缘）。

　　然而，由于这类TV的质量和体积相对较年夜,是以在现实运用中往往有一定坚苦。

2　现场运用的消谐方式分析

2.1TV启齿三角绕组设置装备摆设２５Ω消谐电阻

　　随着系统对地电容的增年夜，电压互感器磁饱和后将依次发生高频、基频和分频谐振。TV的启齿三角绕组上，用于消除分频谐振的阻尼电阻ｒ值小，ｒ≤０.４（ｎ２/ｎ１）２ＸＬ，只要按此来选择电阻就可同时消除另外2种谐振。消除基频谐振的电阻值为ｒ′≤３（ｎ２/ｎ１）２ＸＬ［3］。式中,ＸＬ为互感器在线电压下的每相励磁感抗，ｎ１/ｎ２为高压绕组与启齿三角绕组的匝数比。

　　可见，对于在启齿三角绕组设置装备摆设了２５Ω消谐电阻的TV，当系统中中性点直接接地的普通电磁式TV不跨越２台时还可以消除基频谐振，但如果要消除分频谐振则阻值偏年夜，失往消谐作用。为此，应加装微机消谐装配,同时宜保留原消谐电阻,以利于限制空母线合闸时工频位移电压。

２.２在统一TV上同时装设一次消谐阻尼器和微机消谐装配

　　在启齿三角绕组两头接上电阻r的做法，现实上相当于在TV高压侧Ｙ０接线各相绕组上并联一电阻（只有在电网有零序电压时才泛起），即在电网中每相对地并联合适的电阻在理论上一样可以起到消谐作用［4］。据分析推导，为消除分频谐振，在TV高压侧每相绕组并联的电阻应知足：Ｒ１≤０.４ＸＬ/３。若单台１０kV互感器的每相励磁感抗ＸＬ=５００kΩ，则Ｒ１≤６６.７kΩ。

　　若是在TV一次侧中性点装设了阻尼电阻Ｒ０，那末该TV基本上不会介入谐振。当系统中其他中性点直接接地的TV发生谐振时，由于此时零序电压Ｕ０的丈量值偏小，即使该TV的二次侧装了微机消谐装配，往往也不会实时动作。

　　电缆使用较多的１０kV配电网，年夜多发生分频谐振。微机消谐器分频谐振的判据为１５Hz≤ｆ≤１８Ｈz或２３Hz≤ｆ≤２７Ｈz，３5V≥U0≥25Ｖ。当启齿三角绕组电压为３０Ｖ时，一次系统零序电压的估算值已达（３０/１００×０.８）×（１０/3）=２.２kV。此时，微机消谐器动作，启齿三角绕组基本上处于被短接状态，ＴＶ高压绕组反映的是数值很小的漏抗，即零序电压尽年夜部门降落在阻尼电阻Ｒ０上。这时候，电网每相对地的等值并联电阻为３Ｒ０，若是呈低电阻值的Ｒ０为２５～３５kΩ，则３Ｒ０为７５～１０５kΩ，已超越消除系统中单台中性点直接接地TV谐振所需的阻值（约６６.７kΩ）。若有多台TV介入了谐振，则更是无助于消谐作用，而且还可能因作用在Ｒ０上的过电压得不到实时消除，且时间较长时而被损坏，从而进一步损害TV。

　　可见，以上做法已超越微机消谐器和一次消谐器研制的初衷，两者零丁存在时的消谐机理已不再适用，这类做法不单无助于消谐反而有害。是以，这2种消谐装配应分隔安装在分歧的TV上为好。

２.３在加装零序电压互感器消谐型TV的二次侧加装微机消谐装配

　　对于加装零序电压互感器的消谐型TV，原理上要求其主电压互感器ＴV１的启齿三角绕组始终是闭合的，所以不成能在其二次侧加装消谐器，否则将破坏原先的消谐机理，难以起到消谐作用。若是将微机消谐器装在其零序电压互感器ＴV0的二次侧，当系统中其他互感器发生铁磁谐振时，消谐器将在零序电压作用下动作，ＴV０二次侧几近被短接，ＴV０及ＴV１高压绕组反映的均为漏抗，互感器的零序阻抗变为数值很小的漏抗，相当于电网中性点姑且直接接地，因而谐振也就随之消失。可见，在此消谐型TV的TV0二次侧加装微机消谐装配有助于整个电网的消谐。

3　消谐措施的综合运用

　　（1）普通型电磁式电压互感器应选用励磁特征优秀、铁心不容易饱和的型号及生产厂家。变电站10kV母线TV一次额定电压UN为10／3kV，有的TV在1.9UN电压作用下铁心就可能进进饱和区，而母线现实运行电压为10～10.7kV。当电网单相接地时，作用在TV上的工频稳态电压可能高达1.85UN，加上电网电压的波动，TV极易饱和。在基波谐振过电压不很高的情况下，即使装设了二次微机消谐装配也照样可能使熔丝熔断。尤其对中性点半尽缘结构ＴＶ（如ＲＥＬ１０型等）,难以进行消谐改造，更应慎重选型。为了避免空母线合闸时TV熔丝熔断，还可以接纳事前投进某些线路或站用变压器等姑且措施，但不宜投进电容器组，这可避免电压有较年夜波动时空载变压器与电容器组成振荡回路发生振荡过电压。

　　（2）变电站各段母线TV启齿三角绕组处应装设微机消谐装配，使之对整个电网发生消谐效果。由于对母线送电的瞬间交流电压极不稳定，电网发生接地、谐振等故障时瞬间交流系统的暂态干扰,均会影响装配的正常工作，是以，消谐装配工作电源宜选用直流220V。以往从TV二次侧取得交流100V电源或从站用电系统取得交流220V电源的做法不成取。变电站母线选用消谐型TV，同时加装微机消谐装配,即1、二次消谐措施并用，是较为可取的推荐方案，这样既可以保证TV自身不介入谐振，同时对整个电网也具有消谐作用。

　　（3）对应的，开闭所母线宜尽量选用消谐型TV,但无需另装二次消谐装配。斟酌到这类系统往往对地电容较年夜，是以限制涌流是一个不成轻忽的问题，选用加装零序电压互感器消谐型TV是较合理的选择。

　　（4）高压用户配电所一般无需尽缘监测及接地选线，是以，母线TV一次侧中性点应尽量不接地或选用消谐型装备以改善统一系统中TV并联后整体等效伏安特征。

　　（5）统一配电网中，在尽量采用一次消谐和二次消谐措施的同时，接纳限制弧光接地过电压的措施仍是十分需要的。由于普通型或消谐型TV、一次消谐器等现有消谐装备的热容量都很有限，在长时间间歇电弧过电压的作用下仍有被烧坏的可能。近年来在配电网中投运了一种新型过电压防护装备——XHG型消弧及过电压庇护装配。其作用的基来源根基理是：当电网中发生不稳定的间歇性弧光接地时，安装在变电站母线上的XHG装配经由过程可分相控制的高压真空接触器JZ将故障相接地，系统转酿成稳定的金属性直接接地，故障点弧光消失。经过5s以后，JZ断开一次，若已无弧光接地故障现象，说明故障是暂时性的，系统恢复正常运行；若再次泛起弧光接地故障时，则认定故障是性的，JZ再次闭合，同时经由过程与之成套的接地选线装配报出故障线路。这类装配既能在一定水平上起消弧作用，也能有用地限制弧光接地过电压，同时又无需改变系统中性点接地方式，结构简单，投资相对也较少。

　　（6）配电网中性点谐振接地或经电阻接地可基本解决TV饱和过电压问题。因消弧线圈感抗XQ或接地电阻与互感器的励磁感抗XL相比要小得多，在零序回路中XL几近被XQ短接，因而XL因饱和引发的三相不服衡也就不会发生过电压了。但是以项措施投资较年夜，显然不宜专为消谐而设置。

4　结语

　　为了对配电网接纳消谐措施，统一配电网中在选用微机消谐等二次消谐装配，和中性点消谐阻尼电阻、消谐型电压互感器等一次消谐装配时，应凭据电网的具体情况而定，好是能将一次消谐装配与二次消谐装配两者相互配合使用，进行优势互补。为确保装备平安，在接纳消谐措施的同时还应接纳限制间歇性弧光接地过电压等措施。

5　参考文献

　　［1］杨秋霞等.基于小波分析的铁磁谐振检测.电网技术，2001（11）：55～57.

　　［2］方瑜.配电网过电压.北京：水利电力出书社，1994.

　　［3］陈维贤.电网过电压教程.北京：中国电力出书社，1999.

　　［4］解广润.电力系统过电压.北京：水利电力出书社，1985