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KYN450:电压互感器 (VT) 电路中的铁磁谐振
来源: | 作者:vnigear | 发布时间: 2021-12-30 | 1049 次浏览 | 分享到:

在过去的几个月里,我们收到了几个不同的问题,关于什么是 VT 电路中的铁磁谐振、它何时发生以及我们如何防止它发生。

当电压互感器的初级在未接地电路中与地线相连时,就会发生铁磁谐振。这种配置导致 VT 的磁化电抗与系统接地的耦合电容形成一个并联回路(见图 1)。

耦合电容主要由相导体和地之间的系统电介质的电容组成。电压互感器的磁化电抗值随通过铁芯的磁通量而变化。这导致了 LC 电路,并且只需要简单的电压瞬变来激发谐振频率。一旦振铃开始,磁化电抗和耦合电容的各个组件上的电压会达到很高的水平,并且如果电压互感器负载轻,振铃就不会衰减。VT 的负载在限制振荡电路中的电流幅度方面起着非常重要的作用,因为负载的电阻将充当分流器并将一部分电流发送到地。这张来自 IEEE 红皮书的图表显示了负载对振铃电路中电流幅度的影响(见图2)。

在振荡过程中,电流可以驱动磁化力使VT饱和。当 VT 饱和时,对地的电抗将减小,并且通过 VT 初级的对地电流将变高。在正弦曲线的末端,VT 将脱离饱和,但对于低损耗系统,

系统耦合电容上存储的电荷保持相对较高。随着正弦曲线的极性发生变化,该过程会自我重复。在饱和期间通过 VT 初级的电流浪涌可能比满载额定值大得多,但不会接近故障电流水平,这使得 VT 初级上的熔断器很难断开。因此,电流浪涌可能会导致 VT 熔断器熔断,但通常会导致 VT 短路。

为了降低谐振幅度,可以人为地加载 VT 电路的次级侧。

有两种常用的加载方法可以将铁磁谐振的影响降至最低。一种是安装 VT,它们的次级绕组连接在一个断开的三角形中,并用一个电阻来完成断开的三角形电路。电阻器的瓦数应等于单个 VT 的 VA 的 50%。

第二种也是最流行的方法是在每个 VT 的次级两端放置一个电阻器。一些旧参考文献的经验法则是,电阻负载的范围应介于空载激励磁芯所需的 VA 和 VT 热额定值的 50% 之间。对于特定的 VT,制造商可以推荐精确的电阻值。

由于瞬态和磁化电抗的频率变化,这不是每个系统中都会出现的问题,甚至不是每次电压互感器在未接地系统上接地时都会出现的问题。如果 LC 电路的谐振频率被激发,则淹没电阻器将抑制振铃以防止长期影响。