说明电力系统谐振过电压的产生原因

来源：库克库伯电力电容器发布日期：2025-10-16 16:40:40【大中小】

电力系统谐振过电压是一种稳态或暂态的能量积聚现象，其表现为在系统特定部位出现远高于额定电压的过电压。这种过电压可能持续较长时间，对电气设备的绝缘构成严重威胁。其产生的根本原因在于系统中电感与电容元件参数的不利配合，在特定条件下形成了谐振回路。

电力系统

一、根本原因：存在谐振回路

电力系统本身包含大量感性和容性元件。

1、电感元件（L）：如变压器、电抗器、发电机的励磁电感。

2、电容元件（C）：如输电线路的对地电容和相间电容、并联电容器组、高压设备的杂散电容。

这些元件通过系统连接，自然构成了多个潜在的LC振荡回路。例如，变压器的励磁电感与线路对地电容可以构成一个串联或并联回路。

二、直接原因：激发条件

1、外部激励源：

暂态冲击：系统操作是常见的激发源，如线路开关合闸或分闸、切除负荷等。这些操作会产生包含多种频率分量的暂态电压或电流。

谐波源：非线性负载（如电弧炉、整流设备）产生的谐波电流，也是一种持续的激励源。

2、谐振条件：

当外部激励源中包含的频率分量，与系统中某一LC回路的固有自振频率相等或接近时，即满足电气谐振条件。

三、谐振过电压的主要类型及具体成因

1、线性谐振过电压

成因：发生在由恒定参数的线性电感（如线路电抗器、变压器漏感）和线性电容（如线路对地电容）构成的回路中。

特点：只要系统自振频率与电源的谐波频率匹配，就会在稳态运行时发生。其过电压幅值较高，且可持续存在。

2、铁磁谐振过电压（非线性谐振）

成因：这是中最常见和危险的一种。回路中的电感是含铁芯的非线性电感（如变压器的励磁电感）。铁芯电感的值会随磁饱和程度而剧烈变化。

谐振过电压

电力系统谐振过电压的产生，是一个由系统结构和外部激励共同决定的动态过程。其核心机制是：当外部激励的频率与系统固有振荡频率匹配时，回路阻抗发生极端变化（趋于零或无穷大），导致有限的激励能量在电感和电容之间反复交换并被放大，最终表现为危险的过电压。