GB/T 20840.102-2020
基本信息
标准号： GB/T 20840.102-2020
中文名称：互感器 第102部分:带有电磁式电压互感器的变电站中的铁磁谐振
标准类别：国家标准(GB)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
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下载大小：21462292
标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
GB/T 20840.102-2020.Instrument transformers-Part 102 : Ferroresonance oscillations in substations with inductive voltage transformers.
1范围
GB/T 20840的本部分给出了带有电磁式电压互感器变电站中铁磁谐振现象原理、实例、分析及抑制方法的介绍。电磁式电压互感器及其他非线性电感元件会导致铁磁谐振,铁磁谐振会给电磁式电压互感器和其他设备带来极大的危害。
GB/T 20840.102适用于指导电网中铁磁谐振的计算、仿真、实验、测量以及防止和抑制措施。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 20840.3-2013互感器第 3部分:电磁式电压互感器的补充技术要求(IEC 61869-3:2011, MOD)
GB/T 20840.5互感器 第5部分:电容式电压互感器的补充技术要求(GB/T 20840.5-2013,IEC 61869-5:2011 ,MOD)
3铁磁谐振概述
3.1 基本原理
铁磁谐振是一种非线性振荡，在带铁芯的电感元件、电容和交流电压源组成的系统中开关操作、甩负荷及线路故障等情况时可能发生。
铁磁谐振一般发生在高、中压变电站或其他局部电网中。例如:当电磁式电压互感器的高压绕组与电容串联连接到交流电压源的系统时，可能发生单相铁磁谐振,见图2,当变压器的低压侧中性点不接地时,可能发生三相铁磁谐振。
以上是发生铁磁谐振的基本情况。铁磁谐振也可能发生在复杂的电网中。
实际上,发生铁磁谐振的网络通常包括其他高压设备，它们对于铁磁谐振的发生也起到重要的作用。
电磁式电压互感器在饱和区具有较低的感抗，大的励磁电流会使串联电容上电荷的极性快速反转，进入谐振状态。
即使电磁式电压互感器没有饱和,由变电站附近的谐振电路引发的振荡也可能发生,这种线性振荡的频率通常为基频,波形为正弦波。
1范围
GB/T 20840的本部分给出了带有电磁式电压互感器变电站中铁磁谐振现象原理、实例、分析及抑制方法的介绍。电磁式电压互感器及其他非线性电感元件会导致铁磁谐振,铁磁谐振会给电磁式电压互感器和其他设备带来极大的危害。
GB/T 20840.102适用于指导电网中铁磁谐振的计算、仿真、实验、测量以及防止和抑制措施。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 20840.3-2013互感器第 3部分:电磁式电压互感器的补充技术要求(IEC 61869-3:2011, MOD)
GB/T 20840.5互感器 第5部分:电容式电压互感器的补充技术要求(GB/T 20840.5-2013,IEC 61869-5:2011 ,MOD)
3铁磁谐振概述
3.1 基本原理
铁磁谐振是一种非线性振荡，在带铁芯的电感元件、电容和交流电压源组成的系统中开关操作、甩负荷及线路故障等情况时可能发生。
铁磁谐振一般发生在高、中压变电站或其他局部电网中。例如:当电磁式电压互感器的高压绕组与电容串联连接到交流电压源的系统时，可能发生单相铁磁谐振,见图2,当变压器的低压侧中性点不接地时,可能发生三相铁磁谐振。
以上是发生铁磁谐振的基本情况。铁磁谐振也可能发生在复杂的电网中。
实际上,发生铁磁谐振的网络通常包括其他高压设备，它们对于铁磁谐振的发生也起到重要的作用。
电磁式电压互感器在饱和区具有较低的感抗，大的励磁电流会使串联电容上电荷的极性快速反转，进入谐振状态。
即使电磁式电压互感器没有饱和,由变电站附近的谐振电路引发的振荡也可能发生,这种线性振荡的频率通常为基频,波形为正弦波。
标准图片预览
标准内容
ICS29.180
中华人民共和国国家标准
GB/T20840.102—2020
互感器
第102部分：带有电磁式电压
互感器的变电站中的铁磁谐振
Instrument transformers-Part 102:Ferroresonance oscillationsin substations with inductive voltage transformers(1ECTR61869-102.2014.M0D)
2020-03-31发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2020-10-01实施
2规范性引用义件
铁磁谐振概述
基本原埋
稳态和非稳态铁磁谐振的激发
4单朴和三村铁磁谐振·
单相铁磁谐振
单相铁磁谐振的等效电路
电容式电压互感器铁磁谐振
三相铁磁谐振
5铁磁谐振实例
电磁式电压五感器（关键部件）单相铁磁谐振电路
铁磁谐振仿真电路
7.2磁化特性
回路损耗
8铁磁谐振研究分析的必要信息·8.1
单相铁磁谐振
三相铁磁谐振
9铁磁谐振的计算机仿真…
电路及元件
回路损耗
单相铁磁谐振仿真示例…
三相铁磁谐振仿真电路，
实验研究、方法和实际测量·
单相铁磁谐振
相铁磁谐振
铁磁谐振的防止和抑制
抑制措施流程图
运行变电站
GB/T 20840.102—2020
GB/T20840.102—2020
新建工程
防止铁磁谐振
阳尼铁磁谐振
附录A（资料性附录）本部分与IECTR61869-102:2014相比的结构变化情况本部分与IECTR618591022014的技术性差异及其原因附录B（资料性附录）
附录C（资料性附录）铁磁谐振实例附录I)（资料性附录）
非线性电路振荡
参考文献
一种典型的铁芯磁化特性示例·图2简单的铁磁谐振电路原理图
图3单相三分之一分频铁磁谐振·图4停电出线电压百感器发生单相铁磁谐振示意图平行架空线路朴间耦合电容导致单相铁磁谐振电路图图5
单相铁磁谐振电路原理图
易丁发生相铁磁谐振的中性点不接地系统示意图·中性点振荡向量图
试验系统示意图.
电容与电压坐标下当电阻为6.7Q时试验得到的基频和分频铁磁谐振区域试验中不同电阻刘应的二分之一分频铁磁谐振区域电容与电压坐标下试验系统中当电阻为6.7Q时不同模式的二次分频谐振发生区域三相铁磁谐振故障录波
电压工感器电路示意图及简化的铁磁谐振分析图单相铁磁谐振仿真电路图
电压五感器50Hz.下的磁滞曲线·三相铁磁谐振示意图·
五分之一分频(10IIz)衰减铁磁谐振波形基频稳态铁磁谐振·
10 Hz.稳态铁磁谐振
稳态混颊铁磁谐振
电压与感器次绕组电流测量系统及次绕组电压测量系统220kV系统三分之一谐波（50/3Hz)稳态单相谐振波形例了示波器测量三相铁磁谐振
铁磁谐振分析及防止方法流程图，电压互感器二次绕组加装阻尼设备电路图分之一次单相铁磁谐振(50/3Hz)阳尼例子出线问隔电压五感器开口角形阻尼抑制铁磁谐振方法变压器二次侧中性点加装阻尼装置抑制铁磁谐振阻尼方法方感器一次侧中性点加装出压感器抑制铁磁谐振阻尼方法亏感器一次侧中性点加装消谐电抑制铁磁谐振尼方法图c.1
某变电站单铁磁谐振接线示意图图（.1中所示断路器断开后引起的单相铁磁谐振振荡波形25
单60kV电压等级=个变电站单相网络示意图两变电站间架空线同塔架线示意图在2号变电站线路5「记录到的铁磁谐振波形GB/T 20840.102—2020
在开关动作时发生相铁磁请振的170kV变电站（左侧）及12kV变电站（右侧）单线图·..38T04电压感器上的一相铁磁谐振波形铁磁谐振简化电路图
三阶非线性徽分方程推导图
一个非线性谐振系统
衣1激励的类型和铁磁谐振可能的发展趋势表2参数
表A.1本部分与1ECTR61869-102:2014章条编号对照情况表A.2本部分与1E:TR61869-102：2014的图编号对照情况表B.1本部分与IECTR61869-102：2014的技术性差异及其原因：38
GB/T20840互感器》分为以下部分：一第1部分：通用技术要求：
第2部分：电流五感器的补充技术要求：第3部分：电磁式电压工感器的补充技术要求：一第1部分：组合互感器的补充技术要求；第5部分：电容式电压互感器的补充技术要求；一第6部分：低功率工感器的补充通用技术要求：一第7部分：电子式电压互感器：第8部分：电了式电流五感器；
一第9部分：五感器的数字接口；一第102部分：带有电磁式电压互感器的变电站中的铁磁谐振；第103部分：互感器在电能质量测量中的应用。本部分为GB/T20840的第102部分。本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草GB/T20840.102—2020
本部分使用重新起草法修改采用1ECTR61869-102：2011五感器第102部分：带有电磁式电压感器的变电站中的铁磁谐振》。本部分IECTR61869102：2014相比在结构上有所调整，附录A市列出厂本部分与IECTR61869102：20的章，条图缩的对照一览表。本部分与IECTR61869102:2014相比存在技术性差异，这些差异涉及的条款已通过准其外侧页逆空广位置的垂古单线（I)进行了标示.附录B中给出了村成技术性差异及其原因的·览表：本部分还做了下列缩辑性修改：9.3中所提及的6.3序号有误,将其史正为7.3：——将IECTR61869102：2014中的两种=H端标志\L1、L2、L3\及\R.S.T\均改为\A、B.C”；将中性点对地电容电压符号Ue改为Uc。；一将中性点电压由\en\改为\3Uj.\；一将带余数的分数表达改为无余数的分数表达，如\16\/，Hz\改为\50/3Hz”；一将IECTR61869102:2014图17中的线路截面图标山彩色填充收为花纹填充（见附录C图C.4)；一对参考文献进行广调整，并增加厂IEC61869-3和IEC61869-4：将1E:TR61869-102.2014的A.2中引用的IEC:标准改为对应的国标（见D2)：一将IECTR61869-102：2014的电床.感器一次、二次端子标志统一收为A，V\与\an\；一将IECTR61869102.2014的电流互感器次、二次端子标志由\K、L”与\k、1\改为\P1、P2”与\31,82
本部分山中国电器工业协会提出。本部分由全国互感器标准化技术委员会（SAC/TC222）叶口：本部分起节单位：国网陕西省电力公司电力科学研究院、沈阳变压器研究院股份有限公司、中国电力科学研究院有限公司、云南电网有限责任公司电力科学研究院、特变电工康嘉（沈阳）五感器有限责作公司、大连第互感器有限责任公司、天连北方互感器集团有限公司、江苏科兴电器有限公司、浙江天际互感器有限公司江苏靖江互感幕股份有限公司、重庆山城电幕厂有限公司，江西赣电电气有限公司、人GB/T20840.102—2020
连华亿电力电器有限公司、国网古林省电力有限公司电力科学研究院、国网江西省电力有限公司电力科学研究院、国网1海市电力公司电力科学研究院本部分主要起草人：工荆、韩彦华、章忠国、工晓琪、吴经锋、杨晓西、刘红文、刘玉风、沙玉洲、工仁杰、任婷、刘彬、杨峰、唐福新、熊江咏、徐文、张爱民、李游吕、工继儿、刘溯、张本帅、蔡强、赵世祥、晏年平、陈文中
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白20世纪「半叶起，很多学者开展了铁磁谐振现象的研究。R.Ridenberg主要研究了基频谐振，H他学者研究了高频和分频谐振。其后K.Heuck和K.D.Delimann\对这一现象迹行了详细汇总介绍。Bergmannt进行各种铁磁谐振的基本试验，其研究结果被广泛引用。GermayN，Mastero S.和Vroman J.在1974 CIGRE会议上发表『有美的综述文章[。在过去的20年中.依据1F:61869-3的电磁式电压互感器和1EC61869-1的组合式五感器在变电站中的铁磁谐振问题在国际人电网工作组和关国的IEEE委员会均进行过讨论。讨论结果刊登在人出网技术报告和IEEE出版物上，
这些出版物的发表是因为变电站中频繁发生铁磁谐振，因此需要开发史加高效的系统和设备。这个发展随势会导致如下结果：a）设备的额定电压U向设备允许的最高电压U,转移（1E60071-1-）;通过减小电磁式电压互感器的铁芯截面增大磁通密度B：b)
通过使用新的设备（如中压和高压五感器)诚小变电站的电容导致非线性电路的激磁电压c)
提高；
使用负荷大约为1VA的数学式仪表和继电器，变电站的实际负荷减小，而对电懿式电压互感器还一直规定较高的二次负荷（从50VA到400）VA）。然而，实际1这些高的负荷通常也不足以导致铁磁谐振的发生。下载标准就来标准下载网
1范围
GB/T20840.102—2020
互感器第102部分：带有电磁式电压互感器的变电站中的铁磁谐振
GB/T20840的本部分给出了带有电磁式电压五感器变电站中铁磁谐振现象原理、实例、分析及抑制方法的介绍。电磁式电压互感器及其他非线性电感儿件会导致铁磁谐振，铁磁谐振会给电磁式电压互感器和其他设备带来极大的危害本部分适用于指导电网中铁磁谐振的计算、仿真、实验、测量以及防止和抑制措施。2规范性引用文件
下列文件对丁本文件的应用是必不可少的：凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用丁本文件。凡是不注日期的引用文件.其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件，GB/T20840.32013感器第3部分：电磁式电压五感器的补充技术要求（1EC61869-3：2011,M0D)
GB/T20840.5亏感器第5部分：电容式电压五.感器的补充技术要求（GB/T20840.52013，IEC618695:2011.MOD
3铁磁谐振概述
3.1基本原理
铁磁谐振是一种非线性振荡，在带铁芯的电感元件、电容和交流电压源组成的系统中开关操作、甩负荷及线故障等情况时可能发生铁芯饱和是造成铁磁谐振的主要原因：如果电磁式电压互感器工作磁通密度超过其饱和磁通密度B，磁场强度亢和磁通密度B将呈非线性关系，见图「，其感抗B急剧减小，这对铁磁谐振的产生起重要作用。
铁磁谐振一般发生在高、中压变电站或其他局部电网中。例如：当电磁式电压互感器的高压绕组与电容串联连接到交流电压源的系统时，可能发生单朴铁磁谐振.见图2，当变压器的低压侧中性点不按地时.可能发生三相铁磁谐振。
以1是发生铁磁谐振的基本情况。铁磁谐振也可能发生在复杂的电网中。1
GB/T20840.102—2020
说明：
(ea/s-A图
铁芯磁通密度峰值：
——铁芯效场强度有效值
100012001400
[rienAA/m)
注：山线为冷轧准钢片磁化特性山线，摘自参考文献8，经eWz/CI许可图1一种典型的铁芯磁化特性示例usn)
说明听：
IBI(i(t)
LACE）
交流电压源：
串联电容电压；
电压五感器电压；
回路电流；
串联电容：
磁通密度响数；
电压万感器的非线性电感。
注：摘自参考文献L&],经ewz/CII许可。图2简单的铁磁谐振电路原理图
实际，发生铁磁谐振的网络通常包括其他高压设备，它们对于铁磁谐振的发生也起到重要的作用。
电磁式电压互感器在饱和区其有较低的感抗，大的励磁电流会使串联电容上电荷的极性快速反转.进入谐振状态。
即使电磁式电压互感器没有饱和，山变电站附近的谐振电路引发的振荡也川能发生，这种线性振荡的频率通常为基频.波形为止弦波.从非线性谐振理论和现代稳定性理论米说，稳态谐振系统需包含等值电容，非线性电感和交流电GB/T20840.102—2020
源（提供系统损耗能量）、该系统巾的非线性元件就是电磁式电压互感器的主电感。当电压增大时，由于磁通密度的饱和特性时间函数B(t）一H（t))，系统发生非线性谐振。这一函数关系受铁磁材料的磁化回线影响，是一个非线性时不变系统函数（函数与时间无关，由限制特征表示）。确定是否发生稳态非线性谐振的主要困难在丁，对地电容（。系统等值电容，儿其是变电站的损耗（包括敏开式变电站的瓷或复合绝缘子的泄漏电流等）不易确定：一股采用估计值在变电站的规划阶段，成联合开美、互感器设备广家、系统运维人员对铁磁谐振影响及抑制措施经济性进行讨论：提供最经济的解决方案，这种研究非常有价值，对于已投运变电站，如果铁磁谐振是由手耦合电容，断路器的断口电容或名是电磁式电压左感器引起的，则要消除铁磁谐振的成本较人。3.2稳态和非稳态铁磁谐振的激发铁磁谐振能够被小十扰逐渐激发（\弱激励\）.这类谐振初始幅值较低，而更多的情况下，铁磁谐振是在开关操作等所引起的暂态过程中由于铁芯饱和而激发的（\强激励”）。
表1给出了两种激励情况以及可能的铁磁谐振的发展趋势表1激励的类型和铁磁谐振可能的发展趋势激励的炎型
弱薇励
当铁磁请振条件满足时振荡缓慢增加强激励
当开关操作或间歇性接地故障时铁芯突然他和铁薇清摄可能的发展趋势
1a:稳念铁磁谐
1b：逐渐增强的非稳态铁薇振
2：稳态铁磁谐振
2h：逐渐增强的非稳态铁磁谐振2c：逐渐衰减的作稳态铁磁谐振铁磁谐振可分为稳态或非稳态两种类型，见图3，其中非稳态谐振的幅值可能不断增强或者逐渐衰减。幅值增强的铁磁谐振会造成电磁式电压左感器的热击穿或者变电设备内络强激励
毯态铁磁谐据
a）单相稳态铁磁谐振（类型2a）0
3单相三分之一分频铁磁谐振
GB/T20840.102—2020
强激励
磁谱报
100200300
电睿耦合
交流电压
400500600
b）单相衰减的铁磁谐振（类型2c）注：摘自参考文献[8].经Amprion诈可图3（续）
幅值衰减的铁磁谐振不会导致电压亏感器的损坏。稳态铁磁谐振会使一次绕组中电流增大并最终因过热损坏五感器。幅值增加的铁磁谐振的危害性显而易见图3a)是强激励（开关操作）下发牛稳态铁磁谐振时的互感器次绕组中的电流、电压波形；图3b）是幅值衰减的非稳态铁磁谐振时的波形，幅值衰减的铁磁谐振的发生如图3b）是随机事件，比如与开关动作的时刻有关，4单相和三相铁磁谐振
4.1单相铁磁谐振
单相、不带电、不接地的部分电网系统，如果其巾包括-台或多台电磁式电压互感器.则可能会被朴邻的带电设各通过断口电容（激发出谐振。单相铁磁谐振可以发生在所有系统中，与中性点是否接地无关。
图4所示为开关操作引起单相铁磁谐振的一个例子。图中所示是某一敲开式变电站的出线问隔，电压道过断开的断路器断口电容合到停电侧：
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中华人民共和国国家标准
GB/T20840.102—2020
互感器
第102部分：带有电磁式电压
互感器的变电站中的铁磁谐振
Instrument transformers-Part 102:Ferroresonance oscillationsin substations with inductive voltage transformers(1ECTR61869-102.2014.M0D)
2020-03-31发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2020-10-01实施
2规范性引用义件
铁磁谐振概述
基本原埋
稳态和非稳态铁磁谐振的激发
4单朴和三村铁磁谐振·
单相铁磁谐振
单相铁磁谐振的等效电路
电容式电压互感器铁磁谐振
三相铁磁谐振
5铁磁谐振实例
电磁式电压五感器（关键部件）单相铁磁谐振电路
铁磁谐振仿真电路
7.2磁化特性
回路损耗
8铁磁谐振研究分析的必要信息·8.1
单相铁磁谐振
三相铁磁谐振
9铁磁谐振的计算机仿真…
电路及元件
回路损耗
单相铁磁谐振仿真示例…
三相铁磁谐振仿真电路，
实验研究、方法和实际测量·
单相铁磁谐振
相铁磁谐振
铁磁谐振的防止和抑制
抑制措施流程图
运行变电站
GB/T 20840.102—2020
GB/T20840.102—2020
新建工程
防止铁磁谐振
阳尼铁磁谐振
附录A（资料性附录）本部分与IECTR61869-102:2014相比的结构变化情况本部分与IECTR618591022014的技术性差异及其原因附录B（资料性附录）
附录C（资料性附录）铁磁谐振实例附录I)（资料性附录）
非线性电路振荡
参考文献
一种典型的铁芯磁化特性示例·图2简单的铁磁谐振电路原理图
图3单相三分之一分频铁磁谐振·图4停电出线电压百感器发生单相铁磁谐振示意图平行架空线路朴间耦合电容导致单相铁磁谐振电路图图5
单相铁磁谐振电路原理图
易丁发生相铁磁谐振的中性点不接地系统示意图·中性点振荡向量图
试验系统示意图.
电容与电压坐标下当电阻为6.7Q时试验得到的基频和分频铁磁谐振区域试验中不同电阻刘应的二分之一分频铁磁谐振区域电容与电压坐标下试验系统中当电阻为6.7Q时不同模式的二次分频谐振发生区域三相铁磁谐振故障录波
电压工感器电路示意图及简化的铁磁谐振分析图单相铁磁谐振仿真电路图
电压五感器50Hz.下的磁滞曲线·三相铁磁谐振示意图·
五分之一分频(10IIz)衰减铁磁谐振波形基频稳态铁磁谐振·
10 Hz.稳态铁磁谐振
稳态混颊铁磁谐振
电压与感器次绕组电流测量系统及次绕组电压测量系统220kV系统三分之一谐波（50/3Hz)稳态单相谐振波形例了示波器测量三相铁磁谐振
铁磁谐振分析及防止方法流程图，电压互感器二次绕组加装阻尼设备电路图分之一次单相铁磁谐振(50/3Hz)阳尼例子出线问隔电压五感器开口角形阻尼抑制铁磁谐振方法变压器二次侧中性点加装阻尼装置抑制铁磁谐振阻尼方法方感器一次侧中性点加装出压感器抑制铁磁谐振阻尼方法亏感器一次侧中性点加装消谐电抑制铁磁谐振尼方法图c.1
某变电站单铁磁谐振接线示意图图（.1中所示断路器断开后引起的单相铁磁谐振振荡波形25
单60kV电压等级=个变电站单相网络示意图两变电站间架空线同塔架线示意图在2号变电站线路5「记录到的铁磁谐振波形GB/T 20840.102—2020
在开关动作时发生相铁磁请振的170kV变电站（左侧）及12kV变电站（右侧）单线图·..38T04电压感器上的一相铁磁谐振波形铁磁谐振简化电路图
三阶非线性徽分方程推导图
一个非线性谐振系统
衣1激励的类型和铁磁谐振可能的发展趋势表2参数
表A.1本部分与1ECTR61869-102:2014章条编号对照情况表A.2本部分与1E:TR61869-102：2014的图编号对照情况表B.1本部分与IECTR61869-102：2014的技术性差异及其原因：38
GB/T20840互感器》分为以下部分：一第1部分：通用技术要求：
第2部分：电流五感器的补充技术要求：第3部分：电磁式电压工感器的补充技术要求：一第1部分：组合互感器的补充技术要求；第5部分：电容式电压互感器的补充技术要求；一第6部分：低功率工感器的补充通用技术要求：一第7部分：电子式电压互感器：第8部分：电了式电流五感器；
一第9部分：五感器的数字接口；一第102部分：带有电磁式电压互感器的变电站中的铁磁谐振；第103部分：互感器在电能质量测量中的应用。本部分为GB/T20840的第102部分。本部分按照GB/T1.1一2009给出的规则起草GB/T20840.102—2020
本部分使用重新起草法修改采用1ECTR61869-102：2011五感器第102部分：带有电磁式电压感器的变电站中的铁磁谐振》。本部分IECTR61869102：2014相比在结构上有所调整，附录A市列出厂本部分与IECTR61869102：20的章，条图缩的对照一览表。本部分与IECTR61869102:2014相比存在技术性差异，这些差异涉及的条款已通过准其外侧页逆空广位置的垂古单线（I)进行了标示.附录B中给出了村成技术性差异及其原因的·览表：本部分还做了下列缩辑性修改：9.3中所提及的6.3序号有误,将其史正为7.3：——将IECTR61869102：2014中的两种=H端标志\L1、L2、L3\及\R.S.T\均改为\A、B.C”；将中性点对地电容电压符号Ue改为Uc。；一将中性点电压由\en\改为\3Uj.\；一将带余数的分数表达改为无余数的分数表达，如\16\/，Hz\改为\50/3Hz”；一将IECTR61869102:2014图17中的线路截面图标山彩色填充收为花纹填充（见附录C图C.4)；一对参考文献进行广调整，并增加厂IEC61869-3和IEC61869-4：将1E:TR61869-102.2014的A.2中引用的IEC:标准改为对应的国标（见D2)：一将IECTR61869-102：2014的电床.感器一次、二次端子标志统一收为A，V\与\an\；一将IECTR61869102.2014的电流互感器次、二次端子标志由\K、L”与\k、1\改为\P1、P2”与\31,82
本部分山中国电器工业协会提出。本部分由全国互感器标准化技术委员会（SAC/TC222）叶口：本部分起节单位：国网陕西省电力公司电力科学研究院、沈阳变压器研究院股份有限公司、中国电力科学研究院有限公司、云南电网有限责任公司电力科学研究院、特变电工康嘉（沈阳）五感器有限责作公司、大连第互感器有限责任公司、天连北方互感器集团有限公司、江苏科兴电器有限公司、浙江天际互感器有限公司江苏靖江互感幕股份有限公司、重庆山城电幕厂有限公司，江西赣电电气有限公司、人GB/T20840.102—2020
连华亿电力电器有限公司、国网古林省电力有限公司电力科学研究院、国网江西省电力有限公司电力科学研究院、国网1海市电力公司电力科学研究院本部分主要起草人：工荆、韩彦华、章忠国、工晓琪、吴经锋、杨晓西、刘红文、刘玉风、沙玉洲、工仁杰、任婷、刘彬、杨峰、唐福新、熊江咏、徐文、张爱民、李游吕、工继儿、刘溯、张本帅、蔡强、赵世祥、晏年平、陈文中
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白20世纪「半叶起，很多学者开展了铁磁谐振现象的研究。R.Ridenberg主要研究了基频谐振，H他学者研究了高频和分频谐振。其后K.Heuck和K.D.Delimann\对这一现象迹行了详细汇总介绍。Bergmannt进行各种铁磁谐振的基本试验，其研究结果被广泛引用。GermayN，Mastero S.和Vroman J.在1974 CIGRE会议上发表『有美的综述文章[。在过去的20年中.依据1F:61869-3的电磁式电压互感器和1EC61869-1的组合式五感器在变电站中的铁磁谐振问题在国际人电网工作组和关国的IEEE委员会均进行过讨论。讨论结果刊登在人出网技术报告和IEEE出版物上，
这些出版物的发表是因为变电站中频繁发生铁磁谐振，因此需要开发史加高效的系统和设备。这个发展随势会导致如下结果：a）设备的额定电压U向设备允许的最高电压U,转移（1E60071-1-）;通过减小电磁式电压互感器的铁芯截面增大磁通密度B：b)
通过使用新的设备（如中压和高压五感器)诚小变电站的电容导致非线性电路的激磁电压c)
提高；
使用负荷大约为1VA的数学式仪表和继电器，变电站的实际负荷减小，而对电懿式电压互感器还一直规定较高的二次负荷（从50VA到400）VA）。然而，实际1这些高的负荷通常也不足以导致铁磁谐振的发生。下载标准就来标准下载网
1范围
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互感器第102部分：带有电磁式电压互感器的变电站中的铁磁谐振
GB/T20840的本部分给出了带有电磁式电压五感器变电站中铁磁谐振现象原理、实例、分析及抑制方法的介绍。电磁式电压互感器及其他非线性电感儿件会导致铁磁谐振，铁磁谐振会给电磁式电压互感器和其他设备带来极大的危害本部分适用于指导电网中铁磁谐振的计算、仿真、实验、测量以及防止和抑制措施。2规范性引用文件
下列文件对丁本文件的应用是必不可少的：凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用丁本文件。凡是不注日期的引用文件.其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件，GB/T20840.32013感器第3部分：电磁式电压五感器的补充技术要求（1EC61869-3：2011,M0D)
GB/T20840.5亏感器第5部分：电容式电压五.感器的补充技术要求（GB/T20840.52013，IEC618695:2011.MOD
3铁磁谐振概述
3.1基本原理
铁磁谐振是一种非线性振荡，在带铁芯的电感元件、电容和交流电压源组成的系统中开关操作、甩负荷及线故障等情况时可能发生铁芯饱和是造成铁磁谐振的主要原因：如果电磁式电压互感器工作磁通密度超过其饱和磁通密度B，磁场强度亢和磁通密度B将呈非线性关系，见图「，其感抗B急剧减小，这对铁磁谐振的产生起重要作用。
铁磁谐振一般发生在高、中压变电站或其他局部电网中。例如：当电磁式电压互感器的高压绕组与电容串联连接到交流电压源的系统时，可能发生单朴铁磁谐振.见图2，当变压器的低压侧中性点不按地时.可能发生三相铁磁谐振。
以1是发生铁磁谐振的基本情况。铁磁谐振也可能发生在复杂的电网中。1
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说明：
(ea/s-A图
铁芯磁通密度峰值：
——铁芯效场强度有效值
100012001400
[rienAA/m)
注：山线为冷轧准钢片磁化特性山线，摘自参考文献8，经eWz/CI许可图1一种典型的铁芯磁化特性示例usn)
说明听：
IBI(i(t)
LACE）
交流电压源：
串联电容电压；
电压五感器电压；
回路电流；
串联电容：
磁通密度响数；
电压万感器的非线性电感。
注：摘自参考文献L&],经ewz/CII许可。图2简单的铁磁谐振电路原理图
实际，发生铁磁谐振的网络通常包括其他高压设备，它们对于铁磁谐振的发生也起到重要的作用。
电磁式电压互感器在饱和区其有较低的感抗，大的励磁电流会使串联电容上电荷的极性快速反转.进入谐振状态。
即使电磁式电压互感器没有饱和，山变电站附近的谐振电路引发的振荡也川能发生，这种线性振荡的频率通常为基频.波形为止弦波.从非线性谐振理论和现代稳定性理论米说，稳态谐振系统需包含等值电容，非线性电感和交流电GB/T20840.102—2020
源（提供系统损耗能量）、该系统巾的非线性元件就是电磁式电压互感器的主电感。当电压增大时，由于磁通密度的饱和特性时间函数B(t）一H（t))，系统发生非线性谐振。这一函数关系受铁磁材料的磁化回线影响，是一个非线性时不变系统函数（函数与时间无关，由限制特征表示）。确定是否发生稳态非线性谐振的主要困难在丁，对地电容（。系统等值电容，儿其是变电站的损耗（包括敏开式变电站的瓷或复合绝缘子的泄漏电流等）不易确定：一股采用估计值在变电站的规划阶段，成联合开美、互感器设备广家、系统运维人员对铁磁谐振影响及抑制措施经济性进行讨论：提供最经济的解决方案，这种研究非常有价值，对于已投运变电站，如果铁磁谐振是由手耦合电容，断路器的断口电容或名是电磁式电压左感器引起的，则要消除铁磁谐振的成本较人。3.2稳态和非稳态铁磁谐振的激发铁磁谐振能够被小十扰逐渐激发（\弱激励\）.这类谐振初始幅值较低，而更多的情况下，铁磁谐振是在开关操作等所引起的暂态过程中由于铁芯饱和而激发的（\强激励”）。
表1给出了两种激励情况以及可能的铁磁谐振的发展趋势表1激励的类型和铁磁谐振可能的发展趋势激励的炎型
弱薇励
当铁磁请振条件满足时振荡缓慢增加强激励
当开关操作或间歇性接地故障时铁芯突然他和铁薇清摄可能的发展趋势
1a:稳念铁磁谐
1b：逐渐增强的非稳态铁薇振
2：稳态铁磁谐振
2h：逐渐增强的非稳态铁磁谐振2c：逐渐衰减的作稳态铁磁谐振铁磁谐振可分为稳态或非稳态两种类型，见图3，其中非稳态谐振的幅值可能不断增强或者逐渐衰减。幅值增强的铁磁谐振会造成电磁式电压左感器的热击穿或者变电设备内络强激励
毯态铁磁谐据
a）单相稳态铁磁谐振（类型2a）0
3单相三分之一分频铁磁谐振
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强激励
磁谱报
100200300
电睿耦合
交流电压
400500600
b）单相衰减的铁磁谐振（类型2c）注：摘自参考文献[8].经Amprion诈可图3（续）
幅值衰减的铁磁谐振不会导致电压亏感器的损坏。稳态铁磁谐振会使一次绕组中电流增大并最终因过热损坏五感器。幅值增加的铁磁谐振的危害性显而易见图3a)是强激励（开关操作）下发牛稳态铁磁谐振时的互感器次绕组中的电流、电压波形；图3b）是幅值衰减的非稳态铁磁谐振时的波形，幅值衰减的铁磁谐振的发生如图3b）是随机事件，比如与开关动作的时刻有关，4单相和三相铁磁谐振
4.1单相铁磁谐振
单相、不带电、不接地的部分电网系统，如果其巾包括-台或多台电磁式电压互感器.则可能会被朴邻的带电设各通过断口电容（激发出谐振。单相铁磁谐振可以发生在所有系统中，与中性点是否接地无关。
图4所示为开关操作引起单相铁磁谐振的一个例子。图中所示是某一敲开式变电站的出线问隔，电压道过断开的断路器断口电容合到停电侧：
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