大佬深度解讀電力系統(tǒng)，電力系統(tǒng)諧振是什么玩意兒?

電力系統(tǒng)是用電基礎(chǔ)設(shè)施，可以說，電力系統(tǒng)是偉大的發(fā)明之一。通過電力系統(tǒng)，可以對(duì)電力進(jìn)行管控。為增進(jìn)大家對(duì)電力系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)電力系統(tǒng)的諧振以及鐵磁諧振予以介紹。如果你對(duì)電力系統(tǒng)具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、電力系統(tǒng)

電力系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)有電源(水電站、火電廠、核電站等發(fā)電廠)，變電所(升壓變電所、負(fù)荷中心變電所等)，輸電、配電線路和負(fù)荷中心。各電源點(diǎn)還互相聯(lián)接以實(shí)現(xiàn)不同地區(qū)之間的電能交換和調(diào)節(jié)，從而提高供電的安全性和經(jīng)濟(jì)性。輸電線路與變電所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)通常稱電力網(wǎng)絡(luò)。電力系統(tǒng)的信息與控制系統(tǒng)由各種檢測(cè)設(shè)備、通信設(shè)備、安全保護(hù)裝置、自動(dòng)控制裝置以及監(jiān)控自動(dòng)化、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)組成。電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證在先進(jìn)的技術(shù)裝備和高經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)電能生產(chǎn)與消費(fèi)的合理協(xié)調(diào)。

二、電力系統(tǒng)的諧振及鐵磁諧振

電力系統(tǒng)中過電壓現(xiàn)象較為普遍。引起電網(wǎng)過電壓的原因主要有諧振過電壓、操作過電壓、雷電過電壓以及系統(tǒng)運(yùn)行方式突變，負(fù)荷劇烈波動(dòng)引起系統(tǒng)過電壓等。其中，諧振過電壓出現(xiàn)頻繁，其危害很大。

過電壓一旦發(fā)生，往往造成系統(tǒng)電氣設(shè)備的損壞和大面積停電事故發(fā)生。據(jù)多年來電力生產(chǎn)運(yùn)行的記載和事故分析表明，中低壓電網(wǎng)中過電壓事故大多數(shù)是由于諧振現(xiàn)象引起的。日常工作中發(fā)現(xiàn)，在刮風(fēng)、陰雨等特殊天氣時(shí)，變電站35kV及以下系統(tǒng)發(fā)生間歇性接地的頻率較高，當(dāng)接地使得系統(tǒng)參數(shù)滿足諧振條件時(shí)便會(huì)發(fā)生諧振。

同時(shí)產(chǎn)生諧振過電壓。諧振會(huì)給電力系統(tǒng)造成破壞性的后果：諧振使電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生大量附加的諧波損耗，降低發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的效率，影響各種電氣設(shè)備的正常工作;導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，并會(huì)使電氣測(cè)量?jī)x表計(jì)量不準(zhǔn)確;會(huì)對(duì)鄰近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，產(chǎn)生噪聲，降低通信質(zhì)量，甚至使通信系統(tǒng)無法正常工作。

諧振是一種穩(wěn)態(tài)現(xiàn)象，因此，電力系統(tǒng)中的諧振過電壓不僅會(huì)在操作或事故時(shí)的過渡過程中產(chǎn)生，而且還可能在過渡過程結(jié)束后較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定存在，直到發(fā)生新的操作諧振條件受到破壞為止。所以諧振過電壓的持續(xù)時(shí)間要比操作過電壓長(zhǎng)得多，這種過電壓一旦發(fā)生，往往會(huì)造成嚴(yán)重后果。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，諧振過電壓可在各種電壓等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生，尤其在35kV及以下的電網(wǎng)中，由諧振造成的事故較多，已成為系統(tǒng)內(nèi)普遍關(guān)注的問題。

因此，必須在設(shè)計(jì)時(shí)事先進(jìn)行必要的計(jì)算和安排，或者采取一定附加措施(如裝設(shè)阻尼電阻等)，避免形成不利的諧振回路，在日常工作中合理操作防止諧振的產(chǎn)生，降低諧振過電壓幅值和及時(shí)消除諧振。在6~35kV系統(tǒng)操作或故障情況下，系統(tǒng)振蕩回路中往往由于變壓器、電壓互感器、消弧線圈等鐵芯電感的磁路飽和作用而激發(fā)起持續(xù)性的較高幅值的鐵磁諧振過電壓。

鐵磁諧振可以是基波諧振、高次諧波諧振、分次諧波諧振，其共同特征是系統(tǒng)電壓升高，引起絕緣閃絡(luò)或避雷器爆炸;或產(chǎn)生高值零序電壓分量，出現(xiàn)虛幻接地現(xiàn)象和不正確的接地指示;或者在PT中出現(xiàn)過電流，引起熔斷器熔斷或互感器燒壞;母線PT的開口三角繞組出現(xiàn)較高電壓，使母線絕緣監(jiān)視信號(hào)動(dòng)作。各次諧波諧振不同特點(diǎn)主要在于：分次諧波諧振三相電壓依次輪流升高，超過線電壓，一般不超過2倍相電壓，三相電壓表指針在相同范圍出現(xiàn)低頻擺動(dòng)。

基波諧振時(shí)，兩相電壓升高，超過線電壓，但一般不超過3倍相電壓，一相電壓降低但不等于零。

高次諧波諧振時(shí)，三相電壓同時(shí)升高或其中一相明顯升高，超過線電壓，但不超過3~3.5倍相電壓。

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