摘要：铁磁谐振过电压在电力系统中是一种很容易出现的内部过电压，在中性点不直接接地系统中经常发生。本文建立了铁磁谐振的仿真模型，利用MATLAB实现了铁磁谐振的仿真及分析，验证了H.A.Peterson理论的正确性并加以分析。
　　关键词：电压互感器；铁磁谐振；仿真模型
　　1 铁磁谐振产生及其机理
　　电力系统中含有很多电感、电容元件。这些元件在满足一定匹配条件下就会产生谐振。比如在开关操作及故障发生时，就会产生谐振现象，从而引起系统中某些设备出现谐振过电压 [1]。
　　二十世纪四十年代初H.A.Peterson对铁磁谐振进行了专门的模拟实验[2]，提出当电源电压和阻抗参数落在某一曲线的范围内时，就将产生相应的谐振现象。XC0为系统对地容抗，XLe为PT勵磁感抗。分频谐振所需的电源电压最低，所以分次谐振现象最易发生。当XC0/XLe=0.01～0.07时，发生分频谐振；当XC0/XL=0.07～0.55时，发生基频谐振；当XC0/XL=0.55～2.8时，发生高频谐振；当XC0/XL<0.01或XC0/XL>2.8时，系统不会发生铁磁谐振。
　　2仿真模型的建立
　　2.1 PT模型的建立
　　在以前的PT模拟研究中，大多采用将三个非线性电感串接电阻接成Y型来作为PT仿真模型，忽略了PT铁损、漏抗对谐振的影响 [3]。由于PT和变压器原理相同，MATLAB / SIMULINK磁饱和变压器模型可以更准确，更有效地模拟电压互感器的性能特点。通过将三个单相饱和变压器连接成Y型，可以其作为三相电压互感器模型 [4]。
　　2.2 铁磁谐振仿真模型
　　根据定义的PT模拟模型和中性点系统在正常运行和单相接地故障等效线路，利用Matlab/Simulink软件可以建立中性点不接地系统的仿真模拟模型如图2所示。
　　3仿真结果及分析
　　在所建立的仿真模型中通过改变系统对地电容的值大小来分析其对铁磁谐振的影响。仿真中设断路器在0.1秒合闸，PT一次绕组直流电阻，PT励磁电阻。当A厂启动升压变电站时，系统对地电容值取不同值时所得到的几种典型的铁磁谐振仿真结果如下：
　　时，此时PT三相电压同时升高，但三相过电压程度不同，A、B相过电压较严重，其幅值达到额定电压的2.5倍。由频谱图可以看出，产生了以3倍频频为主的铁磁谐振。时产生了以基频为主的铁磁谐振。时，此时PT三相电压三相同时升高，过电压约为线电压。由频谱图可以看出，产生了以1/2分频为主的铁磁谐振。时，此时系统没有发生铁磁谐振，但是有电压、电流衰减性振荡过程，短时间内回复到额定值。
　　4结论
　　多次仿真得到谐振区域如表1所示，与Peterson实验结果基本吻合。由表1可知，当系统对地电容超过某一临界值时，既跨过了谐振区域，此时不会发生铁磁谐振。随着系统对地电容的逐渐增大，铁磁谐振发生时的过电压逐渐降低，而过电流是逐渐增大的，当系统对地电容过大时，虽然铁磁谐振不再发生，但过电流仍然存在，其值可达到正常运行电流的几十倍，从而导致PT烧毁。也就是说，线路对地电容值并非越大越好，过大的电容很可能又会导致铁磁谐振以外的其他问题。
　　参考文献：
　　[1]陈宏，薛世敏.电力系统铁磁谐振过电压的研究与预防[ J ]，冶金动力，2001.
　　[2]安婷，刘庆成.铁磁谐振过电压的理论分析[J].电网技术，1986.
　　[3]杜志叶，阮江军，王伟刚.铁磁谐振仿真模型的改进[J].继电器，2004.
　　[4]邵艳琼，宋晋峰，杨文焕.电力系统铁磁谐振的Matlab仿真[J].仪表技术，2008（l）：7一10.