（南京邮电大学自动化学院电气工程及其自动化系 江苏南京 210046）
摘要：在通用的电磁暂态计算程序EMTP基础上，详细的分析电压互感器三相励磁特性对铁磁谐振的影响，利用分析PT不对称与对称两种情况，对以上两的内容进行了周密的解答。目的是为促进电力系统更好的发展而做出帮助。
关键词：电压互感器；三相励磁特性；铁磁谐振；影响分析
研究得知，因为电磁式电压互感器引起的铁磁谐振与饱和谐振电压时中性点接地系统诶引起事故最多、最常见的内部过电压。对电力系统的运行安全性产生了巨大的影响，所以，为了有效的解决此问题，文章通过下文对相关方面的内容进行了详细的分析与论述。
一、建立仿真计算模型
下图为某中性点不接地系统的三相等效电路图，其中，三相运行相电压用Ea、Eb、Ec表示。Em的数值为9.39KV。利用三相断路器将空载母线和电源连接到一起，可以将其它出现安接到母线中。其中，线路的各相等值阻抗用Z表示，线路单向对地电容用C0表示。将三相电压等值阻抗连接到母线中。其中，三相PT等效的非线性电感分别用La、Lb、Lc表示，三相PT的等值电阻分别用Ra、Rb、Rc表示。
通过JDZX9-10G型号的电压互感器进行计算分析，其中，三台的励磁特性曲线用图二表示。为了有效的进行仿真计算，一定要用磁链电流瞬时值特性取代电压电流有效的值特性。可以通过逐点递推的策略完成转换。
一般来讲，组成谐振的激发条件，首先断路器突然使母线合闸，其次，因为雷击等伤害，出现单相短时的孤光接地。为了得到可比性强的计算结果，文章按照相同的初始条件计算单相接地与合闸。在合闸状态下，在电源电压达到峰值后，A相合闸，在3m/s后，对B相进行合闸。在经过7m/s以后，C相再完成合闸处理。在单相接地的状态下，在电源电压达到峰值Em时，故障相会出现接地情况，如果在-Em处控制电源电压，会主动消除接地。研究得知，以上条件下会容易出现铁磁谐振。
二、计算三相对称
为了有效的对比分析三相不对称情况，首先计算分析了三相PT励磁特性的一致性情况。
通过上图能够得知，有着较大的分散性存在于三台PT中。分别选择两个线性度好的展开计算。如果三相都是3PT，这样，三相期不同的合闸都会诱发谐振问题。在保证闭合开关的基础上，A相短时接地容易引起谐振，其中，在额定电压下，PT的电感用L表示。其中，电源电压用电压标幺值基值表示，PT上过电流与PT上过电压电流峰值用三相内的最大一相表示出来。
通常情况下，0.001uF/km是电力系统内架空线对地电容的数量级0.1uF/km时电联对地电容的数量级。通过分析得知。不管是电缆出线还是母线接架空出现，或者两者都存在，都有出现谐振的可能。然而在应用PT以后，出现谐振的对地电容范围会明显低于其他的方法。过电流与过电压也非常小，在不断提升了线性度以后，也会有效的抑制铁磁谐振。在分频谐振的作用下，尽管具有较低的过电压，然而因为存在较大的过电流，所以，也会严重的危害到PT的质量。同时，在系统参数相同的情况下，激发条件的差异也会影响到谐振。简言之，合闸的主要目的是将高频侧的谐振激发起来，而通过单一性的连接，对于分频侧谐振的激发也会带来很大帮助。
把系统的对地电容增大，从而将所规定的电容范围超出，从而能够防止发生铁磁谐振问题。然而，在不断增大了电容之后，就会将更大的谐振电流调动起来。对地电容的提升，如果没有很好的防控谐振问题，将会带来更加严重的危害。
三、计算三相不对称
在计算不对称时，将线性度最差的一个应用到A相PT中，B、C两相PT对线性度最优的一项进行应用，而且，在单相接地与合闸激发谐振基础上，使得对地电容值不断发生变化。因为在此条件下，B、C相和A相接地会将不同的谐振激发出来。
通过分析得知，对比三相对称而言，在三相PT处在不对称的状态下，谐振也有自身的特征。首先，分析谐振的分布情况得知，随着对地电容的增大，三相对称依次出现基频、高频、1/2的谐振，而且有着比较明确的界限分。而在三相不对称情况下，在不断增大了对地电容后，就会多出一个1/3分频，然而却有不够清晰的界限，在分界面区域中，不但会同时出现两个频率的谐振，甚至会出现两个混合在一起的谐振，或者没有出现谐振。但是应该特别注意的是，如上文所述，在计算时得知，在激发方式相同的情况下，会有着相同的初始条件，而铁磁谐振会非常敏感于初始条件的变化。所以，在这当中没有被激发的谐振，不能表明初始条件被改变后难以将谐振激发起来，然而应该明确，会出现较小的谐振发生概率。
分析激发方法得知，同合闸相比，单相接地会有更大的谐振电容范围。同A相接地相比，C相接地会将更大范围的谐振电容激发出来。
通过对A、B、C三相的过电流比较分析得知，尽管A相的PT饱和速度更快，且饱和段有较小的等效电感，然而，在三相中，其上的电流值并非是最大的，在出现基频谐振或者高频谐振时，经常出现B、C相不饱和的PT过电流情况。
通过各项数据对比分析，能够得知，不管从谐振电容范围入手，还是分析谐过电流与过电压，一台线性度不好的PT与两台线性度好的PT融合到一起，效果比三相均是通过线性度好的PT更加优越。换言之，如果把三相线性度优越的PT中的某个换成线性度比较若的PT，这样，就会有效提升系统出现谐振的可能性，从而也会大大加强谐振所带来的危害，有着非常明显的木桶效应。
如果说事先能够预知上述的结论，对比分析各项计算结果得知，一台线性度不好的PT与两台线性度较好的PT相配合，可能出现谐振的对地电容范围比应用三台线性度不好的PT时要略大一些。即便把过渡区域内的不谐振部分去除掉，二者的状况也几乎相近。
结语
通过上文分析得知，在电压互感器中连接电磁式电压装置后，尤其在不接地的配电网内，在将三相互感器的线性度提升后，能够有效降低出现铁磁谐振的概略，降低危害程度。但是，如果将三相中的两相或者一相提升，不会有非常优越的抑制作用。而且，铁磁谐振不但和PT的线性度有关，而且，还和三相PT励磁特性有联系。
参考文献：
[1]王亮；施围；沙玉洲；惠兆鹏；李新.电压互感器三相励磁特性对铁磁谐振的影响[J].继电器.2016（02）：657-658.
[2]某变电站35 kV电压并列装置烧毁的原因分析[J]. 杜严行，叶树平，胡强晖，翟虎成.电工电气.2017（04）：987-988.
[3]电力系统铁磁谐振的仿真研究[J].张业，马志远，李群湛，周福林. 四川电力技术.2007（05）：985-986.
[4]铁磁谐振原因分析及预防措施[J].彭林，王建国，孙伟红.中国科技信息. 2010（15）
[5]线路压变爆炸导致35kV变电站全站失电事故分析[J].陈笑梅.电气技术. 2017（08）
作者简介：
贺越飞（1996-），男，内蒙古丰镇市，民 族：汉 职称：大学生，学历：在读本科生。研究方向：电气工程及其自动化。
论文作者:贺越飞,谢晖,徐辰翔
论文发表刊物:《电力设备》2017年第32期
论文发表时间:2018/4/17
标签：谐振论文; 电容论文; 线性论文; 电压互感器论文; 电流论文; 过电压论文; 电压论文; 《电力设备》2017年第32期论文;