论文总字数：13036字

摘 要

电磁式电压互感器（PT）在系统中起到给检测仪器和继电保护设备供电的作用，使它们能够测出系统中电流、电压和功耗，对工作人员进行系统状况的监控提供了帮助。当线路出现故障时，也可以用作保护系统中的相关设备，防止设备损坏带来严重经济损失以及造成重大安全事故。由于PT其中的铁心是非线性的，当系统出现瞬时冲击时，PT铁心可能会饱和，从而形成铁磁谐振，产生过电压、过电流，若不能及时消除，甚至会使电压互感器烧损，带来不可预估的损失甚至造成人身伤害。

本文阐述了电压互感器铁磁谐振的产生原因和危害，并运用ATP-EMTP（电磁暂态程序）建立数学模型进行仿真分析，对抑制措施进行研究整理，包括线路中性点和地之间加装消弧线圈、增加对地电容、中性点和地之间加装小电阻以及电压互感器开口三角加阻尼电阻，综合对比了各个消谐方法的优缺点以及适用情况。对于不同等级系统在不同情况下选用的消谐方法有了初步认知。

关键词：电磁式电压互感器；铁磁谐振；ATP-EMTP；消谐措施

Abstract

The electromagnetic voltage transformer (PT) plays the role of power supply to the detection instrument and relay protection equipment in the system, enabling them to measure the current, voltage and power consumption in the system and providing help for the staff to monitor the system status.When there is a fault in the line, it can also be used to protect the relevant equipment in the system, to prevent serious economic losses caused by equipment damage and cause major safety accidents.Since the core of the PT is non-linear, when the system appears instantaneous impact, the PT core may become saturated, thus forming ferroresonance and generating overvoltage and overcurrent. If it cannot be eliminated in time, it may even cause the voltage transformer to burn, causing unpredicted loss and even personal injury.

This paper expounds the causes and harm of ferromagnetic resonance voltage transformer, and the use of ATP EMTP (electromagnetic transient program) to establish a mathematical model for the simulation analysis, the study of inhibition measures, including the system between neutral and ground with arc suppression coil, the increase of the lateral earth capacitance, neutral small resistance grounding and PT side of PT opening triangle side joint damping resistance, comprehensive compared the advantages and disadvantages of all kinds of harmonic elimination measures and applicable conditions.We have a preliminary understanding of the harmonic elimination method used in different hierarchical systems under different conditions.

Key words:Electromagnetic voltage transformer;Ferroresonance;ATP-EMTP;Harmonic elimination measures

目录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 选题背景及其意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.3 ATP-EMTP 3

第二章 铁磁谐振介绍 4

2.1 铁磁谐振原理分析 4

2.2 铁磁谐振特性 6

2.3铁磁谐振的参数范围 6

2.4 铁磁谐振的危害 7

第三章 铁磁谐振仿真分析 8

3.1 常见的PT铁磁谐振抑制方法 8

3.1.1 采用伏安特性更好的PT 8

3.1.2 中性点经消弧线圈接地 8

3.1.3电压互感器开口三角接阻尼电阻 9

3.1.4PT一次侧中性点接非线性电阻接地 10

3.1.5PT一次侧中性点经线性电阻接地 10

3.2对常见的铁磁谐振抑制措施进行仿真分析 11

3.2.1建立系统的仿真模型 11

3.2.2电压互感器开口三角形接阻尼 11

3.2.3电压互感器一次侧中性点接非线性电阻 13

3.2.4增大对地电容 14

3.2.5中性点经消弧线圈接地 14

第四章 总结 16

致谢 17

参考文献 18

第一章 绪论

• 1. 选题背景及其意义

发现电力并逐渐将其运用在现实中，是近代历史以来的一次重要科技革命。电力能被广泛应用在生活中各个领域。电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电力生产与消费系统，自上世纪以来，在全球开始大规模涌现，是人类科学工程史上的重大成就之一。电能的普及，加快了科技的发展和产业的进步，不仅加深了电能的应用在工业生产方面的影响，而且让它更广泛地运用到人类日常生活的各个方面，人类迎来了电力时代。电力系统是科技发展、经济腾飞的主要动力，其发展程度和技术水平已成为经济发展状况的重要指标之一。

随着电力传输距离的增加，我们几乎可以预料，除了已经暴露的问题之外，可能还会出现以前没有考虑到的新问题。PT是电力系统中不可或缺的装置，在各种变电站中都有普及。它能给检测仪器和继电保护设备供电，使它们能够测出系统中电流、电压和功耗，在电力系统中是必不可少的。但是，电力系统中最严重的问题之一就是可能由电压互感器铁磁谐振引起的过电压现象。铁磁谐振是一种神秘的现象，它似乎是可以随时发生的，引起了电力运营人员的极大关注。线路中出现一些大的干扰或操作时，例如：雷击，瞬间接地，开关快速合闸等情况时，电压互感器的铁心会达到饱和，将电容与变压器磁化阻抗串联，随后可能引起铁磁谐振。此类因为PT饱和造成的铁磁谐振会长时间存在。若不及时对其进行消谐，可能造成高过电压，使系统装置的绝缘破坏，可能使变压器、电缆和避雷器故障，造成严重电力系统事故。任何系统电容都可能涉及铁磁谐振。

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