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1、个人收集整理仅供参考学习1 / 4 342电容器的谐振保护电容和电感串联组合将构成串联谐振回路，而配电网中往往存在大量变压器和电动机等感性设备，因此D-FSC 在配电网中运行时可能会遇到两种谐振问题：铁磁谐振和感应电动机自激。为避免谐振电流对串联电容器、配变和电动机产生不利影响，需要对DFSC 采取相应的谐振保护措施。(1) 铁磁谐振由于变压器铁芯饱和的非线性，当变压器空载合闸或外部故障切除后电压恢复时会产生很大的励磁电流，在最不利的情形下，可达到正常励磁电流的上百倍，即可达到变压器额定电流的810倍，该励磁电流即为励磁涌流。这个变化快速的大电流是串联电容器所支持的，它能迅速对电容器进行充电，
2、并在其两侧产生很大的电压升，从而加大变压器铁心饱和程度，并使得变压器电感值继续变化，当该电感和串联电容器达成谐振条件时，则产生持续的谐振电流，使得变压器电压和电流畸变严重，这种现象便称为“铁磁谐振”。铁磁谐振条件是由周边变压器充电的励磁涌流激发的。其振荡频率是串联电容器阻抗的函数，如串补度较高，则可能产生基频铁磁谐振。个人收集整理勿做商业用途为防止铁磁谐振，通常采取以下措施：1)避免辐射状配电线路的串联电容器出现过补偿；2)在确定 DFSC 的位置和容量时，应避免安装后其下游线路各分接点的电压超过线路额定电压的105；3）为使得全线电压均满足电压质量要求而无法避免过补偿时，可配置旁路阻尼电阻并
3、联于串联电容器，在变压器充电前投入阻尼电阻，也可通过控制器检测到谐振电流时合上旁路开关并保持15 S，其中后者更为经济。个人收集整理勿做商业用途铁磁谐振过流的产生，与线路参数有密切关系，并不是所有的线路在投入空载变压器的时候都会产生此种现象，也不并不是在带有部分符合的情况下，再投入补偿装置就一定能够避免这种现象。在安装串联补偿装置之前，应根据线路参数及主要的大型变压器励磁特性，预先估计可能发生的情况，并在实际装设之后对线路进行启动试验，测定网络中有无过流产生，以确定是否存在谐振过流特性，并确定可能的过电压倍数。进行此项试验时，一定确保串联电容器的保护设备与之并联，以便进行过压保护，否则有可能因
4、铁磁谐振过电流产生的过电压而击穿全部电容器，形成严重的事故。个人收集整理勿做商业用途(2) 感应电动机自激若装有串联电容器的线路上有较多异步电动机，当机电参数配合不当时，有可能引起交流电机自激。在工程、矿山和农用配电线路中，往往是几十台或上百台异步电动机并联运行，应用串联电容器后可能使异步电机机群发生自激，电网发生振荡，导致保护跳闸无法运行。对于大型电动机，在启动时，发生自激的可能性更大。当发生自激时，电动机可能被锁定在次同步振荡频率上，并持续以由次同步频率的速度旋转，使得电动机滑差减小，从而产生次同步大电流，导致电机过热，振动过度，并最终造成电机损坏。个人收集整理勿做商业用途为防止感应电机自
5、激振荡，通常采取以下措施1)电动机启动时将串联电容器暂时旁路。但是如果串联电容器主要用于改善电动机的启动条件和电压，这一方法则不可行；个人收集整理勿做商业用途2)在串联电容器上永久或暂时并联阻尼电阻或阻尼阻抗，但是前者造成的功耗较大。阻尼电阻或阻尼阻抗的大小通常选择串联电容器电抗值的510倍，针对具体工程需要单独模拟；个人收集整理勿做商业用途3)先使得线路上带上部分有功负荷，然后再启动有可能产生自励磁的感应电动机；4)先启动不会发生自励磁的较小的或者低压的感应电动机，再启动有可能发生自励磁的感应电动机；(3) 阻尼设备在上述两种谐振情况的预防措施中均提到了通过增设阻尼电阻或阻尼阻抗串联电容器组
6、并联来抑制谐振电流。较为完整的阻尼设备通常包括阻尼电阻和阻尼电抗，早期的串联补偿装置多数只采用阻尼电阻，但是有些情况下，谐振电的冲击太大，则需要增设阻尼电抗。个人收集整理勿做商业用途阻尼设备可永久或暂时性投入，若只采用阻尼电阻，则阻尼支路上不需配置阻尼开关，但会产生较大的精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 4 页个人收集整理仅供参考学习2 / 4 功耗。若需要阻尼电抗则需要增加一个阻尼断路器，由控制器检测谐振电流来控制其投切，这样便增加装置的成本和控制的复杂性。个人收集整理勿做商业用途200kv3110次同步谐振保护接有串联
7、电容补偿的输电线路，由于电力系统的运行方式变化等，可能引起低于系统工频的谐波振荡现象，威胁电网的安全运行。电容器与线路系统的感抗、高压电抗器串联运行，由于电容器补偿度般在50以下，在较低的频率下，系统在运行中会产生谐振现象。研究数据表明，次同步谐振的频率带宽一般为5-30HZ。个人收集整理勿做商业用途次同步振荡原理交流输电系统中采用串联电容补偿是提高线路输送能力、控制并行线路之间的功率分配和增强电力系统暂态稳定性的一种十分经济的方法。但是，串联电容补偿可能会引起电力系统的次同步谐振（SSR ，SubsynchronousResonance），进而造成汽轮发电机组的轴系损坏。次同步谐振产生的原因
8、和造成的影响可以从三个不同的侧面来加以描述，即异步发电机效应（ IGE ，InductionGeneratorEffect）、机电扭振互作用（TI，TorsionalInteraction）和暂态力矩放大作用（TA，TorqueAmplification）。对次同步谐振问题，主要关心的是由扭转应力而造成的轴系损坏。轴系损坏可以由长时间的低幅值扭振积累所致，也可由短时间的高幅值扭振所致。个人收集整理勿做商业用途由直流输电引起的汽轮发电机组的轴系扭振与由串联电容补偿引起的汽轮发电机组的轴系扭振在机理上是不一样的，因为前者并不存在谐振回路，故不再称为次同步谐振（ SSR ） ，而称为次同步振荡（SS
9、O ，SubsynchronousOscillation），使含意更为广泛。个人收集整理勿做商业用途当经由串联的线路接入系统时,如果度较高 ,网络的电气较容易和大型轴系的自然扭振频率产生 ,造成大轴扭振破坏。此通常低于同步(50 赫兹)频率,称之为。对(HVDC) 、(SVC), 当其控制参数选择不当时,也可能激发。措施有 :1、通过附加或改造 ;2、降低度 ;3、通过提供对扭振模式的 (类似于 PSS 的原理）。个人收集整理 勿做商业用途产生原因：归纳成两类次同步震荡产生原因分析：交流输电产生次同步震荡的原因分析输电系统为了提高输电能力和增加瞬态稳定性，有时在电网中串联补偿电容，使整个电网形
10、成 R-L-C 回路，此回路将发生次同步谐振。次同步谐振是电力系统的一种运行状态，在这种状态下，电气系统与汽轮发电机组以低于同步频率的某个或多个网机（电网或电机）联合系统的自然振荡频率交换能量。由次同步谐振导致的感应发电机效应，可能出现负阻尼，使次同步电气振荡不衰减或增强。当次同步电气振荡频率e f 与机组轴系某阶扭振固有频率n f 互相耦合，即e n N f + f = f （ N f 为工频），将产生次同步机电谐振。个人收集整理勿做商业用途3 系统开关操作和机组切除 1 ）系统开关操作1-2。当现有系统结构可能会导致发电机次同步振荡时，通过将被保护的机组切换到未补偿线路上或是将串联补偿电容
11、切除，从而将可能发精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 4 页个人收集整理仅供参考学习3 / 4 生次同步振荡的机组与串联电容隔离，以防止次同步振荡的发生。这种方法只对机电扭振互作用和异步发电机效应有效。 2 ）机组切除 1-2。这种措施需要事先测算好在何处何种故障将引起超过限额的暂态扭矩，预先安装好通讯启动信号通路，确遇此类故障时，在通讯信号下以最快的速度解列机组。个人收集整理勿做商业用途小波介绍信号分析一般是为了获得时间和频率域之间的相互关系。傅立叶理论：一个信号可表示成一系列正弦和余弦的和，称为傅立叶展开式可以确定信号中
12、包含的所有频率，提供了相关频率域的信息但不能确定具有这些频率的信号出现在什么时间，时间方面的局部化信息基本丢失。Mallat 提出了正交小波的构造方法和快速算法，叫做Mallat 算法。该算法统一了在此之前构造正焦小波基的所有方法。个人收集整理勿做商业用途交流输电产生次同步震荡的原因分析输电系统为了提高输电能力和增加瞬态稳定性，有时在电网中串联补偿电容，使整个电网形成R-L-C 回路， 此回路将发生次同步谐振。次同步谐振是电力系统的一种运行状态，在这种状态下， 电气系统与汽轮发电机组以低于同步频率的某个或多个网机（电网或电机） 联合系统的自然振荡频率交换能量。由次同步谐振导致的感应发电机效应，
13、可能出现负阻尼，使次同步电气振荡不衰减或增强。当次同步电气振荡频率e f 与机组轴系某阶扭振固有频率n f 互相耦合，即 e n N f + f = f （ N f 为工频）个人收集整理勿做商业用途变压器铁磁谐振铁磁谐振：电力系统中的铁芯电感元件与电容元件构成共谐条件时，激发持续的铁磁谐振，使系统产生谐振过电压。其产生的原因主要有：1、由线路接地、断线、断路器非同期合闸等引起的系统冲击及元件参数改变；2、切、合空载线路、母线或系统扰动激发铁磁谐振；3、系统在某种特殊运行方式下，参数匹配，达到了铁磁谐振条件；4、断路器合闸三相不同期；5、电压互感器高压保险熔断等。铁磁谐振使得电流大大增加，电压超
14、限，严重时将损坏设备绝缘， 造成电压互感器保险熔断， 或使避雷器爆炸， 导致事故的进一步扩大， 因此应及时进行处理。 铁磁谐振一般发生在中性点不接地系统中。不同的谐波都可能形成谐振条件，因此有不同的现象，按频率不同可分为：1、基波谐振一相电压降低，另两相电压升高超过线电压；或两相电压降低，一相电压升高超过线电压，TV 开口三角上有电压输出，发出接地信号；2、高次谐波谐振三相电压同时升高超过线电压；3、分次谐波谐振三相对地电压同时升高并做低频摆动。铁磁谐振与单相接地故障的主要区别： 系统发生单相接地时，接地相电压降低，非接地相电压升高。若接地点为金属性直接接地，接地相电压为零，其他两相升高为线电
15、压，若PT 开口三角形回路装有消谐灯，此时消谐灯很亮。谐振时，三相电压可超过线电压，三相电压无规律变化， 消谐灯随谐振程度不同而亮度不同。若相电压有两相升高很多（超过线电压），开口三角形电压大于33V，或消弧线圈上无电流，则可判断为谐振； 若一相电压降低， 另两相电压升高不超过线电压且线电压正常，可判断为系统单相接地。电压表有低频无规律摆动现象可判断为谐振。个人收集整理勿做商业用途精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 4 页个人收集整理仅供参考学习4 / 4 铁磁谐振过电压现象和消除办法是什么？答：现象：三相电压不平衡， 一或
16、两相电压升高超过线电压。消除办法： 改变系统参数。 （1）断开充电断路器，改变运行方式。 （2）投入母线上的线路，改变运行方式。 （3）投入母线，改变接线方式。 （4） 投入母线上的备用变压器或所用变压器。（5） 将TV开口三角侧短接。 （6）投、切电容器或电抗器。个人收集整理勿做商业用途串联谐振时电感及电容上的电压大小相等，符号相反，即和为0 的特征就是电路电压和电流的是0.因为和电容的效果刚好抵消， 即等于， 电路呈阻性。所以电路的总体效果和只有一个电阻是一样的，电阻分得了电源电压。所以，电容和分得电压只和是0，即及电容上的电压大小相等，符号相反。个人收集整理 勿做商业用途实验中怎么判断电
17、路处于谐振状态1、理论上可以通过判断电感、电容的是否相等来判断；2、实验中可以通过判断回路电流与电压的是否同步（同相位）来判断。（可用双踪）个人收集整理 勿做商业用途可以通过判断电感、电容的是否相等来判断.可以通过判断回路电流与电压的波形是否同步（同相位）来判断。个人收集整理勿做商业用途1)LC 回路的电压和电流相角差等于零；2）uL+uC=0 或 UL=UC （其中 uL 、uC 为电感和电容上的瞬时电压，UL、UC 为有效值电压）；3）电压一定时，谐振回路电流达到最大值；其中方法2）只适用于电感和电容自身损耗很低的情况个人收集整理勿做商业用途1. 逐渐改变频率或者L、C 参数，在上观察电流达到最大值时发生；2. 逐渐改变频率或者L、C 参数，在上同时观察电流电压，两者同相时判断为发生。个人收集整理 勿做商业用途精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 4 页
