110kV良站10kV系统为中性点不接地系统，在10kV系统泛起A相单相接地时，发生10kV母线干式电压互感器烧坏的故障。事后检查，母线电压互感器本体炸裂、内部尽缘物喷出，非接地相B、C相一次熔丝熔断，母线电压互感器的避雷器未动作，中性点所接消谐电阻正常，中性点尽缘正常，励磁特征在正常范围，二次回路尽缘正常。现分析单相接地时，电压互感器烧坏及铁磁谐振发生的缘由。电力系统中存在着许多储能元件，当系统进行操作或发生故障时，变压器、互感器等含铁芯元件的非线性电感元件与系统中电容串联可能引发铁磁谐振，对电力系统平安运行组成风险。在中性点不接地的非直接接地系统中，铁磁式电压互感器引发的铁磁谐振过电压是常见的，是造成事故较多的一种内部过电压。这类过电压轻则使电压互感器一次熔丝熔断，重则烧毁电压互感器，甚至炸毁瓷尽缘子及避雷器造成系统停运。在一定的电源作用下会发生串联谐振现象，致使系统中泛起严重的谐振过电压。1电压互感器引发铁磁谐振的缘由分析在中性点不接地系统中，为了监视对地尽缘，母线上常接有Y接线的电磁式电压互感器，如图1所示，图中u0为电源电势，C为线路等装备的对地电容，L为电压互感器激磁电感，R0为中性点串联消谐电阻。在正常运行状态下电压互感器励磁感抗很年夜，其数值范围在兆殴级以上且各相对称。C数值视野路长短而定，线路愈长容抗愈小，即以1km线路而言，其每相对地电容约0.004μF，故其容抗小于1MΩ，所以整个网络对地仍呈容性且基本对称，电网中性点的位移电压很小,接近地电位。但电压互感器的励磁电感随经由过程的电流年夜小而变化，其U-I特征如图2所示。由图2可见，曲线的肇端一段接近直线，其电感响应地连结常数。当激磁电流过年夜时，铁芯饱和，则L值随之年夜年夜下降。正常运行时铁芯工作在直线范围，当系统中泛起某些波动，如电压互感器突然合闸的庞大涌流、线路瞬间单相弧光接地等，使电压互感器发生三相分歧水平的饱和，以致破坏了电网的对称，电网中性点就泛起较高的位移电压，造成工频谐振或激起分频谐振。2铁磁谐振的特点对于铁磁谐振电路，在不异的电源电势作用下，回路可能不只有一种稳定的工作状态。电路到底稳定在哪种工作状态，要看外界冲击引发的过渡进程的情况。TV的非线性铁磁特征是发生铁磁谐振的基本缘由，但铁磁元件的饱和效应自己，也限制了过电压的幅值。此外回路消耗也使谐振过电压遭到阻尼和限制。当回路电阻年夜于一定的数值时，就不会泛起强烈的铁磁谐振过电压。串联谐振电路，发生铁磁谐振过电压的的需要条件是ω0=1/L0C＜ω。是以铁磁谐振可在很年夜的范围内发生。维持谐振振荡和抵偿回路电阻消耗的能量均由工频电源供给。为使工频能量转化为其它谐振频率的能量，其转化进程必需是周期性，且有节律的，即…1/2(1，2，3…)倍频率的谐振。铁磁谐振对TV的损坏，铁磁谐振(分频)一般应具有以下三个条件。铁磁式电压互感器(TV)的非线性效应，是发生铁磁谐振的主要缘由。TV感抗为容抗的100倍之内，即参数匹配在谐振范围。要有激起条件，如投进和断开空载母线、TV突然合闸、单相接地突然消失、外界对系统的干扰或系统操作发生的过电压等。由前面分析可知，事故中具有了3个条件，才致使了此次事故。当良站10kV系统发生单相接地时，故障点流过电容电流，未接地的两相B、C相电压升高31/2，对系统发生扰动，在这一瞬间电压突变进程中，TV高压线圈的非接地两相的励磁电流就要突然增年夜，甚至饱和，由此组成相间串联谐振。饱和后的TV励磁电感变小，系统网络对地阻抗趋于感性，此时若系统网络的对地电感与对地电容相匹配，就形成共振回路，激起各类铁磁谐振过电压。尤其是分频铁磁谐振可致使相电压低频摆动，励磁感抗成倍下降，发生过电压，过电压幅值可到达近2~3.5Ue以上，但此过电压达不到避雷器的动作电压1.7kV，故母线避雷器并未动作。同时，感抗下降会使励磁回路严重饱和，励磁电流急剧加年夜，电流年夜年夜跨越额定值，据实验，分频谐振的电流可达正常电流的240倍以上，致使铁芯剧烈振动。TV是在这样年夜的电流下运行，使自己的温度也迅速升高，当热量堆集到一定水平，干式TV中年夜量尽缘纸、尽缘介质会受热气化，体积急速膨胀，而寄存尽缘纸、尽缘介质的干式互感器内部空间有限，当压强堆集到一定水平时便发生了TV爆炸。3铁磁谐振频率区域的判别电力网中发生分歧频率的谐振，与系统中导线对地散布电容的容抗Xc0，和电压互感器并联运行的综合电感的感抗Xm，两者的比值Xc0/Xm有直接关系。Xco视具体情况而定，排挤线路Xco＝350×31/2/L，kΩ/km；电缆Xco＝10×31/2/L，kΩ/km；变压器线圈对地电容的容抗Xc0一般取600～1000kΩ。其中L为线路长度，单元km。Xm为由电压互感器的二次侧感抗100V/I折算到一次侧的感抗。其中I为二次侧的现实测试电流。3.1分频谐振当比值Xc0/Xm较小（在0.01～0.07）时发生的谐振是分频谐振。电容和电感在振荡时能量交换所需的时间较长，振荡频率较低，浮现为：过电压倍数较低，一般不跨越2.5倍相电压；三相电压表的指示数值同时升高，并周期性摆动，线电压正常。3.2高频谐振当比值Xc0/Xm较年夜（在0.55～2.8）时发生的谐振是高频谐振。发生高频谐振时线路的对地电容较小，振荡时能量交换较快。浮现为过电压倍数较高；三相电压表的指示数值同时升高，年夜值可到达4～5倍相电压，线电压基本正常；谐振时过电流较小。3.3基频谐振当比值Xc0／Xm接近于1时，发生谐振的谐振频率与电网频率不异，故称之为基频谐振。其浮现为：三相电压表中指示数值为两相升高、一相下降，线电压正常；过电流很年夜，往往致使电压互感器熔丝熔断，严重时甚至会烧坏互感器；过电压不跨越3.2倍相电压，伴有接地旌旗灯号指示，称为虚幻接地现象。当Xc0/Xm≤0.01或Xc0/Xm≥2.8时，系统不会发生铁磁谐振。在分歧的谐振区域，谐振的外施触发电压是分歧的。分频谐振区谐振外施电压为低，在正常额定电压下系统稍有波动就可触发谐振。而高频谐振区的谐振外施电压高。在统一谐振区域内分歧的Xc0/Xm比值下，谐振的低外施触发电压（临界值）也是分歧的。良站10kVTV二次侧的现实测试电流为19A，则TV的感抗Xm=100V/I=5.2MΩ。出线总长为：95.034km，10kV线路电容值为0.004μF/km，良站10kV出线的容抗比情况如表2所示。凭据表1良站线路和TV的参数Xc0/Xm数年夜于0.01且小于0.07，说明在系统扰动时（如发生单相接地时）良站是有可能泛起铁磁谐振的，且其中主要是分频谐振。4避免铁磁谐振的措施电网的不竭成长使线路参数发生变化，铁磁式电压互感器的年夜量使用，使电网发生铁磁谐振的可能性增年夜。所以，为了使电网平安靠得住供电，必需接纳有用措施避免铁磁谐振的发生。避免铁磁谐振的发生，应从改变供电系统电气参数着手，破坏回路中发生铁磁谐振的参数匹配。这样既可避免电压互感器发生磁饱和，又可预防电压互感器铁磁谐振过电压的发生。4.1改变电气参数4.1.1装设继电庇护装备当电网发生单相接地故障时，为改变电压互感器的谐振参数，可经由过程装设一套继电庇护装备来实现。该装配是哄骗单相接地时所发生的较年夜谐振电流，启动电流继电器投进，将电压互感器二次侧启齿三角处绕组短接。当故障破除后，庇护装配恢回复复兴状，电压互感器恢复正常运行。4.1.2选用不容易饱和的或三相五柱式电压互感器10kV系统中使用的电压互感器，应选用励磁感抗年夜于1.5MΩ的电压互感器。4.1.3削减电压互感器台数在统一电网中，应尽量削减电压互感器的台数，尤其是限制中性点接地电压互感器的台数。如变电所的电压互感器，只作为丈量仪表和庇护用时，其中性点不答理接地。4.1.4串接单相互感器在三相电压互感器一次侧中性点串接单相互感器，使三相电压互感器等值电抗显著增年夜，以知足Xc0/Xm≤0.01的条件，可避免因深度饱和而引发的谐振。4.1.5每相对地加装电容器此法可以使网络等值电容变小，网络等值电抗不能与之匹配，从而消除谐振。4.1.6在中性点装设消弧线圈在10kV系统中发生谐振，且单相接地电流值较年夜或接近30A时，可将中性点经由过程消弧线圈接地。4.1.7投进备用线路当系统中只有一组电压互感器投进的情况下，若供电线路总长度较短时，可投进部门备用线路，以增加散布电容来避免谐振的发生。4.2消耗谐振能量4.2.1在TV启齿三角形侧并联阻尼电阻梗电网运行正常时，电压互感器二次侧启齿三角处绕组两头没有电压，或极小的不合错误称电压。当电网发生单相接地故障时，由于此电阻阻值较小，故绕组两头近似于短接，起到了改变电压互感器参数的作用。这一措施不仅能避免电压互感器发生磁饱和，而且能有用地消耗谐振能量，避免发生谐振过电压。此方式经常使用在要求不太高的变电站，如消谐电阻采用电灯泡或电阻丝，当其损坏后将不会有消谐作用；当系统发生单相接地时，在启齿三角侧将发生100V的电压，而由于电灯泡或电阻丝的冷态电阻是较小的，这将在TV启齿三角侧流过较年夜的电流引发TV损坏。4.2.2在电压互感器一次侧中性点与地之间串接消谐电阻R0此电阻可用以削弱或消除引发系统谐振的高次谐波。模拟实验讲明：当R0/Xm≥5．51×10－3时，即使系统发生单相接地故障，也不会激起分频铁磁谐振。但阻值太年夜，则会影响系统接地庇护的活络度。消谐电阻R0的计较。先测出各电压互感器二次侧的励磁感抗Xm，求出各电压互感器并联后的Xm值，再折算至一次侧，即为系统总的Xm。R0的值应在0.0088～0.0500Xm间选择。R0的容量可按P0＝U20/R0=(3R0Uφ/Xm)2/R0来选择。