[摘 要]阐述了配电网铁磁谐振过电压产生的机理及条件，对紫金变电站频繁接地现象进行了分析，并对紫金变电站频繁接地处理提出了合理化建议。
　　[关键词]变电站 变电站母线 接地现象 接地报警
　　中图分类号：TM411+.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）33-0088-02
　　1、引言
　　当出现雷雨天气，35kv紫金变电站频繁出现接地报警，随后出现南关母线及紫金变电站母线出现A、B、C项频繁单项接地报警，相电压数值大幅度变化，幅值50kV左右（数值指示）。12时58分，跳开南紫1回线路，南关、紫金母线单项接地现象消失，电压指示正常。6月11日下午至12日巡线登杆检查，未发现异常。该现象在为装设保护间隙以前未曾出现过（但是，南紫1回原是张紫线的一部分，最近改为南紫和南张线）。
　　2、关于紫金变电站频繁接地現象的分析
　　35kv紫金变电站于此前刚在线路上安装了pkj可调式过电压保护装置，在雷电过电压时间隙动作把过电压泄入大地对线路进行防雷保护，这是正常的。但35kv电网属于小电流接地系统，在发生单相接地时另外两相应升高到线电压35kv，而不会升高到50kV左右。从频繁接地的现象，加上50kv的过电压可以确定这不是线路发生单相接地造成的，而很可能是变电站安装的35kv电磁式电压互感器的励磁感抗与线路的对地容抗在雷电过电压的激发下产生的铁磁谐振。因为小电流接地系统是最易发生铁磁谐振的。铁磁谐振发生时会造成频繁的虚幻接地现象，铁磁谐振产生的过电压一般为3uФ左、右，对35kv电网而言刚好为50kv左、右。但这种过电压持续时间长，一般可达几十分钟，会造成电压互感器和避雷器爆炸。会使电缆头和穿墙套管等绝缘薄弱点击穿，严重时还会引起变电所母线短路和变压器击穿事故，需重点防护。
　　3、配电网铁磁谐振过电压产生的机理及条件
　　（1）基波谐振过电压
　　谐振回路是由带铁芯的电感元件（如空载变压器、电压互感器）和系统的电容元件组成。因铁芯元件的饱和现象，使回路的电感参数是非线性的。这种含有非线性的电感元件回路，在满足一定谐振条件时，会产生铁磁谐振（非线性谐振），并且有很多特有的性质。分析由电阻、电容及非线性电感组成的串联电路合闸于正弦电压时的情况（见图1），以便理论上认识铁磁谐振的现象的存在及其特征。
　　电路微分方程为
　　当基波谐振时，>>，>>，故式（2）可写成，因而特性曲线具有有效值关系，可应用图解法进行分析。先略去（图1）电路中电阻，作非线性电感的伏安特性（特性）曲线和电容伏安特性，如（图2）所示。设与有交点，即铁芯线圈的初始电感满足。这样，在电感未饱和时，电路的自振频率低于电源频率；而在饱和时，电感值下降，使回路自振频率等于或接近电源频率，这是产生基波谐振的必要条件。
　　由于回路元件的总压降应与电源电势平衡，则有，因和反相，故有
　　（3）
　　当外电势时，回路只有一个稳定的谐振工作点，不需要外激发就处于谐振状态，称为自激现象。
　　当计及回路电阻时，常用图解法分析谐振电路。在基波铁磁谐振时有
　　（4）
　　通过以上对基波铁磁谐振分析可知，它与线性谐振是有明显差异的，体现在以下几个方面：
　　（1）线性谐振的参数条件是，基波铁磁谐振则为，对于一定的值，在很大的值范围内（即）都可能产生谐振。
　　（2）线性谐振与电源电势的大小及回路的瞬间变化无关。但铁磁回路中，若施加电势，且回路原来处于感性工作状态，则产生谐振必须有激发因素。当激发消失后，在正常电源电压作用下，较多情况，铁磁谐振能继续维持存在（自保持）。
　　（3）线性谐振是随着参数逐渐接近而逐渐发展的，而铁磁谐振却是由激发而产生的，并伴随有反倾现象。在三相系统中，反倾（或称反相）可能使工频三相相序改变（由正序变为反序），从而使小容量电动机反转。
　　（4）在线性谐振中的损耗电阻对限制过电压起决定作用，而铁磁谐振中限制过电压的主要因素是非线性电感本身的严重饱和。
　　产生铁磁谐振的条件如下：
　　（1）在含有非线性电感元件回路中，产生几次谐波谐振的必要条件是，或写成。式中，和为正整数。如、、等分次谐波谐振，是基波谐振，、、等是高次谐波谐振。
　　（2）谐振回路的损耗电阻小于临界值。
　　（3）施加于电路的电势大小在一定的范围内。
　　（4）需有一定的激发因素，在激发消除后，能维持谐振的存在。
　　4、关于紫金变电站频繁接地处理建议
　　为了验证35kv紫金变电站是否符合发生铁磁谐振的条件，建议做以下试验：
　　（1）35kv网络零序容抗试验；
　　（2）35kv电压互感器励磁电抗试验。
　　根据试验结果进行谐振机理分析，采取针对性的治理措施。