目前，不论是风能电站还是太阳能电站，如果把电能向公用电网输送，必须把所发的电能转变为频率为50赫兹的交流电，而且大多升压至35kV后，通过121/35或242/35（kV）的升压变，与市电联网，向电网输出电力，这样在太阳能电站或风能电站必然有35kV开关站了，35kV开关站中，铁磁式电压互感器又是不可缺的元件了。根据最近几年的太阳能电站及风能电站实际运行结果，35kV开关站最容易损坏的元件就是铁磁式电压互感器，这不是个例，几乎是无法医治的一个通病，而电流互感器基本上都完好无损。为什么能够得出上述结论呢，现随便举几个实例来印证：
1甘肃酒泉金塔太阳能电站，35kV开关站电压互感器保护用熔断器采用0、2A的，不久就烧断了，为此更换额定电流为0.5A的，很快也烧断了，最后改用1A的保护熔断器，这样熔丝额定电流为电压互感器正常电流几百倍了，运行的后果不但熔断器熔丝熔断，而且电压互感器爆裂，同一开关柜中的过电压保护器同时炸裂，开关柜中的35kV电缆头也受到波及。电压互感器及过电压保护器故障造成的损失巨大，不但影响了正常向电网输送电力，电压互感器及过电压保护器要重新更换，电缆头要重新制作，而且要经过当地供电部门进行耐压试验，这样，耽误的时间更长，造成的损失更大。
2新疆哈密伊吾太阳能电站，35kV开关站中的铁磁式电压互感器出现的故障与上述故障一样，原来电压互感器保护用熔断器熔丝额定电流0.5A，运行不久就熔断了，用户干脆更换1A的熔丝，运行不到半年，电压互感器外环氧树脂绝缘炭化龟裂，引起电压互感器柜燃烧，燃烧的浓烟窜入母线室，由于浓烟含有导电的炭粒，又引发母线相间短路，母线因间隙击穿造成短路，极高的热量造成母线金属气化，高温高压气流把开关柜门板冲开，35kV配电室的门窗玻璃震得粉碎，高温高压气流又使相邻的开关柜绝缘受损，40.5kV开关柜严重变形，加之消防部门灭火时造成开关柜二次受损，开关站8台40.5kV开关柜，其中6台报废了，更换受损开关柜要90万元人民币，耽误发电时间共50天，每天又损失12万元的出售电费收入，而且还尚未包括开关柜重新安装调试费用。
3河北沽源风力发电站，35kV开关站中的电压互感器也出现保护熔断器熔丝频频烧断问题，目前只是加大熔丝额定电流的方法来维持正常运行，熔丝电流由0.5A改换为1A，但也不时烧断，烧断后再重新更换1A的熔断器。这种不停地更换熔断器来维持运行不是解决问题的办法，熔丝已经起不到过载保护作用了，这里存在巨大的安全隐患，必须找出原因，彻底解决问题才行。
4新疆北部有一太阳能发电站，35kV开关站中的电压互感器也出现故障，也逃不脱保护熔断器被熔断的宿命，只要总开关一旦合闸，电压互感器保护用熔断器立即烧断，它与其它开关站不同之处是，根本无法运行，最后采用不按规定合闸，先把电压互感器手车抽出，再合总开关，最后再把电压互感器手车推入。不过这是违反操作规程的，因为当总开关投入时，无电压互感器提供电压信号，有的保护失效。
二、电压互感器烧毁原因分析
上述各个实例中你，它的共性是，凡是风能或太阳能电站，10-35kV交流开关站中的铁磁式电压互感器是最容易出故障的元件，而且故障的症状又惊人的相似，那就是保护用熔断器烧毁，严重时铁磁式电压互感器外壳爆裂或炭化龟裂。要分析共有的故障原因，先要分析风能电站与太阳能电站共有的特点，那就是不论风电或太阳能发电，主回路必须有逆变器，把直流或不规则的交流转变成工频电源，而逆变器必须带有整流环节，这样会产生大量谐波，虽然经过逆变器本身的滤波装置滤波，又经过SVG装置的滤波（主要是无功补偿作用），虽经过各种谐波装置滤波，但各次谐波，尤其是高频谐波也是比普通电网多，这是不可辩驳的事实，笔者通过伊吾太阳能电站的事故记录仪，也印证了谐波超标的现象的存在。大量的各次谐波的存在，极容易诱发系统的谐振发生，而谐振显然是铁磁谐振，因为系统回路有对电容，而铁磁电压互感器又是电抗大的电感元件，对某次谐波来说（不同的谐波，也就是不同的频率，呈现的电抗或容抗是不同的），当系统的容抗与铁磁电压互感器、电力变压器等设备的感抗相等时，形成并联谐振也很自然的了。当然电压互感器一次侧保护熔断器的熔断不完全是谐振引起，但对于太阳能及风能电站，可以说基本上是谐振引起的。
1、铁磁谐振发生的原因
在中压不接地系统中，各相对地电容及各相对地电感组成并联回路，其等值电路见图1a。在中压不接地系统中，电源侧中性点对地无固定电位，中性点对地电压处于不稳定状态，当系统出现扰动，如发生间隙性电弧的单相不稳定接地、断线故障、或单相接地故障恢复瞬间、电源合闸瞬间及雷电冲击等原因，系统运行情况发生突变，稳定性遭受破坏，电压互感器受到涌流侵入，电压互感器三相饱和程度不一，造成电压互感器电抗发生变化，当与系统各组件电抗、容抗达到某种配合，就有发生谐振的条件。如果电压互感器某一相或两相有涌流，造成铁芯过饱和，从而造成电感减少，三相电抗不对称，中性点位移，出现零序电压，有了零序电压，就伴随着出现零序电流及零序电抗，零序电流通过系统对地电容形成回路，当电压互感器等值的零序阻抗与系统的等值容抗相等是，变形成谐振。
当系统对地容抗（1/ωc）小于对地的感抗ωL时，没有发生发生谐振的可能，如果因电压互感器铁芯过饱和，造成电抗的下降，就有发生谐振的可能了。由于系统的电抗与容抗不是一个固定常数，造成回路中没有固定的谐振频率，可能出现基频谐振，也有可能出现高频谐振或分频谐振。
系统对地零序电压ÙOO的产生会伴随谐振发生，谐振发生时，中性点电位升高，出现高的零序电压，由于零序电压在电压互感器中产生大的零序电流及电压互感器铁芯过饱和，电压互感器的电感大幅下降，造成励磁电流很大，加之大的谐振电流，电压互感器会很快烧坏，或保护熔丝熔断。如果一次消谐器能够阻止谐振的的持续进行，能够使电压互感器不至于损坏，但熔断器会被涌流熔断。基频谐振时，两相电压升高，一相电压降低，而且三个线电压又处于正常状态，这又造成虚假的单相接地故障。
铁磁谐振的产生的机理也可以换一种解释，如果系统基波电抗值（含变压器、电压互感器及线路等）为XL,系统的基波容抗（含系统对地电容及电容器电容等）为XC，对n次谐波发生谐振的条件为：XL=XC/n2，这并不难理解，对n次谐波而言，容抗比基波容抗小n倍，对电抗而言，却比基波电抗大n倍，当基波电抗与容抗值符合XL=XC/n2条件时，对n次谐波而言，系统电抗正好等于容抗，因此发生谐振。由于谐波的产生除整流设备外，系统运行状况突发改变也会产生谐波，如单相不完全接地（断续或弧光接地）、线路投入或切除的瞬间等，铁磁电压互感器铁芯过饱和等均产生谐波。需要注意的一点是，电力变压器容量虽大，但阻抗并不大，补偿电压容器容量虽大，但容抗不大，线路对地电容小，容抗却大，电压互感器容量小，但电抗却大，因此要改变系统参数，应从电压互感器及系统敷设方式上着手。
系统在以下情况不会发生谐振，
（1）系统中性点接地，系统中性点电压对地为零；
（2）系统正常稳定不会发生谐振，È1+È2+È3==0，即Uoo，=0；
（3）当电压互感器一次侧中性点不接地，不会发生谐振，因电压互感器绕组与地不构成回路；
（4）两台V/V联结绕组的电压互感器，不会产生谐振，更谈不上什么一次消谐与二次消谐了；
（5）采用电子式电压互感器也不会发生谐振。
2、铁磁谐振的危害
铁磁谐振是中压不接地系统的常见病及多发病，它的直接危害是电压互感器的绝缘击穿损坏或热损坏，接下来是电压互感器短路的发生，如果电压互感器的保护熔断器不能及时切断短路，会引起更大的故障，为更换电压互感器，会造成生产长时间停顿，其间接损失非常可观。对于电压互感器绝缘冲穿的原因，有两种不同的观点，一种观点是谐振引起过电压造成绝缘击穿，另一种观点是因谐振造成过流，由于过流造成互感器发热，由于发热造成绝缘损坏，笔者倾向后者的看法。笔者曾经历并处理过两起电压互感器因谐振损坏事故，一个是某水泵厂10kV配电室母线电压互感器发生的铁磁谐振，其症状是电源进线无法合闸，一旦合闸，电压互感器会发出刺耳的响声，电压表指向线电压17kV的位置，值班人员马上断开电源进线，所幸没造成设备损坏，只得先退出电压互感器，然后合电源进线开关，最后投入电压互感器才相安无事。处理的办法是采用一次消谐，电压互感器原边中性点接入消谐电阻后，上述症状才算消失。
另一实例发生在风电35kV配电室，这次没有前例幸运了，电压互感器被谐振损坏，只得更换，但造成大的间接损失，解决的方法还是一次消谐方式，电压互感器原边中性点接入消谐电阻，运行至今，在没发生同类事故。
尽管系统中性点有效接地，或电压互感器一次侧中性点不接地可避免铁磁谐振，但要从全局考虑，往往此方案又行不通，因为系统接地方式不是用户能够决定的。电压互感器一次侧中性点接地，一是为了测量相电压，二次为了对接地故障进行监视，因此，为了避免谐振对太阳能电站35kV系统，采用电压互感器一次侧中性点不接地方式又行不通。
电压互感器一次侧熔断器熔断也不完全是铁磁谐振造成的，例如当单相接地故障清除后，系统的对地电容电流瞬时向电压互感器涌流，有时达几安，造成电压互感器保护熔断器熔断，如果电压互感器一次中性点串联消谐电阻，可以大大减少涌流，使之熔断器不至于熔断。
三、避免电压互感器产生铁磁谐振的措施
若消除铁磁谐振可采用以下方法：
1、电压互感器一次侧中性点串入消谐电阻
在中性点穿入消谐器，就是在中性点穿入电阻接地，能够消耗谐振电流的能量，对谐振起到阻尼作用。也相当电压互感器零序回路中增加了电阻，分担了零序电压，使电压互感器铁芯饱和程度降低，降低了谐振的风险，另一方面又限值了零序电流，不至于大的电流通过电压互感器绕组引起电压互感器烧坏。所串入的消谐电阻可以是线性的，亦可为非线性的，但最好为非线性的，非线性的特点是，承受的电压越高，其电阻越低，这样，由于故障造成电压互感器一处侧中性点对地电压过高时，消谐阻抗值变低，这样电压互感器二次侧开口三角两端电压才足够大，以便保护装置动作。当系统一相接地，电压互感器中性点接地电阻足够小，电压互感器二次侧接地相电压才接近零，其它两相电压才趋于线电压，这才有利与判别接地相。
值得注意的是，消谐器有足够容量，当发生谐振，大的零序电流通过，消谐器不至于烧坏，当然，消谐器首要作用是消谐，使谐振不能持续。实践证明，当消谐电阻大于电压互感器相绕组阻抗0.06倍时，足以阻止谐振的持续。按此比例计算，当消谐电阻为电压互感器相绕组阻抗的0.06倍，正常运行时，电压互感器副边开口三角形电压只降6%，这种影响完全可以接受的。若采用非线性电阻，开口三角两端电压减少不会超过过10%。如果消谐电阻值非常高，开口三角形两端电压降非常厉害，副边线电压及相电压变化不大，这对保护及测量都不利。当一次消谐电阻趋于无穷大时，即一次侧中性点不接地，当系统一相接地，电压互感器二次侧电压无变化，亦起不到绝缘监视作用了，这与电压互感器一次中性点接地的初衷相悖的。目前生产一次消谐电阻的厂家较多，比较好的是有具有齿轮形状加大散热面的大容量非线性消谐电阻，体积不大，可装于手车柜内，它可以与电压互感器中性点弱绝缘相匹配，即可与半绝缘电压互感器匹配。在10KV系统中，一次消谐电阻常见参数为：通过10mA时电阻不小于80kΩ,通过200mA时两小时不得损坏，热容量不得小于600W。接入一次消谐电阻，不必耽心计量是否会受影响的问题，二次侧三相线电压没发生变化，因此不影响计量的准确度。非线性一次消谐电阻正常运行不导通，因电压互感器中性点对地电压为零，一旦发生谐振，中性点对地电压升高，消谐电阻的阻抗随之下降，这对保护及测量精度不受影响。
实践证明，一次消谐器是能够阻止谐振的持续，从而保护了电压互感器不至于损坏，但开始瞬间谐振照样发生，造成电压互感器保护熔断器熔断，因此这种装置称为消谐器并不确切，称为谐振阻尼器是否更贴切些。
需要特别提醒的是，系统谐波过大与与系统发生谐振无必然的联系，如果系统三次谐波过大，因它是零序谐波，通过电压互感器中性点所接的消谐器与系统对地的电容构成回路，尽管没发生谐振，但通过消谐器的三次谐波电流已经使消谐器吃不消，例如电压互感器一次电流不足1.5mA，而保护电压互感器一次侧的熔断器熔丝额定电流0.5A，为电压互感器额定电流的333倍，还造成熔丝频频熔断，这是三次谐波过大造成的，而不一定是谐振所为。由于平时通过消谐器谐波电流过大，可能造成消谐器热爆。
采用电压互感器一次绕组串联消谐电阻的方法实践证明效果不够理想，因为在所遇到的电压互感器保护熔断器熔断或电压互感器烧毁的事故中，都有一次消谐装置，但事故还是照样发生。
2、微机二次消谐
在正常情况下，电压互感器二次侧开口三角形两端的零序电压很小，当谐振发生后，电压互感器一次侧中性点出现位移，开口三角形两端电压高，如果两端接入电阻来消耗能量，对谐振起到阻尼作用，二次消谐起初原始的办法是接入一个40W，220V的灯泡。
电阻越小，即灯泡功率越大，消耗的能量就越多，对谐振阻尼作用越强，但当单相接地故障发生后，开口三角形两端出现较高的零序电压，而10kV系统又允许继续运行2.5h，当开口三角形两端接入的电阻过小，造成流过电压互感器电流过大而烧坏。
所谓微机二次消谐，是采用微机二次消谐装置，是对电压互感器付边三个相电压及开口三角形两端电压分别取样，判别是单相接地故障还是谐振的发生，如果是接地故障就报警，如果是谐振发生，根据谐振频率不同，计算机发出指令，开口三角形两端接入不同的电阻。一般如果是分频谐振，接入高电阻，如果是高频谐振，接入低电阻或直接短接。目前计算机二次消谐的不足之处是，判别接地故障与谐振发生不够准确，此种方法有待完善，微机谐振装置如果判断失误，把单相金属性稳定接地，开口三角形两端出现的近100V的过高电压误认为谐振，盲目地短接开口两端，这会很快把PT烧坏，原因是开口两端短接后，开口三角形绕组电流可达70A-80A，而相对应的电压互感器一次侧电流可达400mA，电压互感器会立即烧毁。如果35kV电压互感器额定容量为30VA，额定电流也不过0.5mA，相对应的电压互感器一次侧电流也达到180mA，此电流电压互感器也是承受不了的，鉴于上述原因，有的设计单位及当地供电部门，宁肯用一次消谐，而不用微机二次消谐。实践证明，采用二次微机消谐不够理想，在概述中所提到的互感器烧毁实例，大多都有二次计算机消谐装置。
3、电压互感器一次侧中点经单相电压互感器接地
电压互感器一次侧中性点经单相电压互感器接地，俗称经零序电压互感器接地，亦有人称为经消谐电压互感器接地。零序电压可从开口三角形引出，也可从零序电压互感器副边引出，有了零序电压互感器，副边可省去开口三角形绕组，理由是零序电压互感器分担了一次绕组一部分零序电压，造成开口三角形开口零序电压只占整个零序电压的少部分，用来做保护电压信号灵敏度是不够的。当采用了零序电压互感器后，副边又有开口三角形绕组，此时可短接开口，这样可对一次绕组产生去磁作用，一次绕组的零序电压几乎为零，零序电压几乎全部加到接地零序电压互感器上了，这样从零序电压互感器引出电压信号更高。由于接地用零序电压互感器对一次绕组零序电压的分压，不使电压互感器一次绕组过饱和。目前生产厂家供应组合式具有消谐功能的电压互感器，接线图如图2所示。此种消谐方式效果不过显著，而且在手车式开关柜中，安装不够方便，效果有待验证，因此，此种方式很少有人采用。
目前采用中性点经过单相电压互感器的接地方案，在6-10kV电压等级中，生产厂家已经把四只单相电压互感器组合成一体，名曰抗铁磁谐振电压互感器。不过此种组合电压互感器有其不足之处，那就是四只单相电压互感器排列一起长度大，在开关柜内不易布置，对35kV电压互感器，由于体积及重量很大，不可能这样组合，因此，对10kV或35kV电压互感器，常采用四只独立的单相电压互感器，根据开关柜的构造，有电气成套厂自行布置，三只单相电压互感器分别接于三根相线上，一只接于三只单相电压互感器一次中性点与地之间。
4、增大电压互感器铁芯截面积
增大电压互感器铁芯截面，使之外施电压大至1.9Um/√3时，铁芯磁通尚不饱和，也就是采用励磁饱和点高的电压互感器，这样铁磁谐振时，可承受高密度磁通而不致过热烧坏。采用此种方法效果显著，上述各35kV开关站铁磁电压互感器熔丝熔断及烧毁事故，最终采用的办法就是铁磁电压互感器采用非标设计，加大铁芯截面，实际上加大电压互感器容量。采用加大铁芯的电压互感器后，不再发生上述事故。由于采用加大铁芯截面后，体积相应增大，这样安装它要求开关柜要有更多空间。笔者曾多次建议电压互感器生产厂家，凡遇到风电或太阳能电站的35kV开关站，铁磁电压互感器一定要采用加大铁芯的非标设计产品，此种产品可以命名为风能太阳能专用电压互感器。
5、减少系统容抗
为不易发生谐振，减少系统容抗的方法可用电缆代替架空线（容抗的减少实际上是对地电容的增加），或在配电室母线上接入Yy接法的电容器。不过线路敷设方式由多种因素决定的，大多情况下，不能为防谐振而改变敷设方式。另外，母线上除接专用补偿电容外，为消谐而专门接入电容实属罕见，这不但增加成本，增加安装空间，同时也降低了系统运行的可靠性，不过采用R-C过电压保护器代替氧化锌过电涌保护器，使系统对地容抗减少，也能减少谐振的发生。
6、采用电压互感器一次侧中性点不接地方式
10kV及以下系统电压互感器一次绕组中性点可不接地，这是指用户端变电所或开关站而言，因为系统的接地故障监视由供电部门在降压站对系统集中监视。电压互感器一次侧中性点不接地，对地电流没有通路，不会产生谐振。V-V接法的电压互感器一次绕组自然不接地，自然也不会发生谐振，但此种接法应用不够普遍，只在计量及特殊场合下采用。
对于太阳能电站，它的35kV系统或10kV系统，它不是电力系统的一部分，而是一个独立系统，要有自己的接地故障监视装置，这样母线电压互感器一次侧中性点要接地了，因此采用电压互感器一次侧中性点不接地来避免谐振是不现实的。
7.系统经消弧线圈接地
经消弧线圈接地，可防止系统发生单相接地后，出现间歇性电弧，这样可防止不稳定接地而发生的铁磁谐振。
8.电压互感器一次绕组中性点经有源滤波器接地
除消除谐波，也起限流及阻尼作用，但此法代价高且占用空间大，某公司生产的JLXQ-35型有源滤波器安装与35KV的电压互感器一次侧中性点与地之间，滤除谐振谐波，起限流与阻尼作用，达到限值涌流及防止铁磁谐振的发生，道理很简单，不论涌流还是铁磁谐振电流，都包含各次谐波，有源滤器消除这些谐波后，自然不会有铁磁谐振了，不过采用此种方式，会增加投资，并占用大的安装空间，运行实践经验也较少，因此很少采用。
9.在二次侧开口三角形两端接入电阻
一般开口三角形两端接入电阻R，R≦0.4（Xm/K213）,K13为电压互感器的一次绕组与开口三角形匝数之比，Xm为电压互感器的励磁电抗。有的这开口三角形两端并联一40-100瓦灯泡，但灯泡容量不能过大，因为灯泡容量过大，意味着电阻太小了，一旦系统发生单相接地故障，也会烧坏开口三角形绕组。
10.改变操作顺序
为避免发生铁磁谐振，可改变操作顺序，主要使系统发生改变时，某些参数的匹配不会产生谐振，例如一座中压配电室不先投入总开关，而是先投入某支路或电容器回路，然后再闭合总开关，或事先把电压互感器柜退出，所有的开关闭合后，再投入电压互感器，不过在操作过程中，失掉了保护，一般情况下不采用此法。
11.采用全绝缘电压互感器
电压互感器有全绝缘及半绝缘之分，本绝缘电压互感器一次绕组与二次绕组之间绝缘能力低，10kV电压互感器只有3000V，而3,5kV电压互感器只有5000V，而全绝缘电压互感器，二次与二次绕组间的绝缘能力与相绕组相同。半绝缘电压互感器对地接头处于电压互感器底座附近，三只单相电压互感器一次绕组连接成星形接法非常方便，三只单相电压互感器所占开关柜的空间较小。全绝缘电压互感器两只接线柱都在电压互感器上方，也即是在互感器同一侧，接线比较困难，另外，这种电压互感器在开关柜中所占空间较大，一般安装在手车内，如果手车内又有各电压互感器或避雷器，安装更加困难。
12、采用电子式电压互感器
采用电子式电压互感器就不存在铁磁谐振问题，不过目前电子式电压互感器应用范围较小，只在电力系统中为电子元件提供电压信号，对于用户开关站来说尚未应用。电子式电压互感器有电阻分压式及电容分压式，电抗微小，对谐振不起大的影响作用。
四、结论
通过上述分析，可以看出，风能、太阳能电站35kV开关站最大的故障点就是铁磁式电压互感器，它的故障基本都是惊人的相似，即所有保护熔断器熔断及电压互感器烧毁。产生上述故障的原因就是铁磁并联谐振所为。解决上述故障的方法多种多样，但比较简单、有效而可行的方法就是采用加大电压互感器铁芯非标产品，另外采用全绝缘的电压互感器。为此，在工程设计阶段，电气设计人员在材料表中要注明电压互感器为加大铁芯截面的全绝缘的非标产品。至于电压互感器一次侧中性点经过消谐电阻接地问题，以及二次侧计算机消谐问题可以保留，但不能作为对付谐振的主要措施。如果有可能，电压互感器一次侧中性点不接地，这样就不存在谐振，也不会造成电压互感器故障了，在国家电网反事故措施中，就明确规定，对于10kV及以下电压等级的用户开关站，铁磁电压互感器一次侧中性点不应接地，这样做，就是防止铁磁谐振的发生，至于电压等级为35kV的用户开关站，电压互感器中性点是否接地并没有明确，因此，在电气设计时，设计人员最好征求当地供电部门意见，电压互感器一次侧中性点能不接地就尽量不接地。
母线的电压互感器抗谐振能力差，不但风电与太阳能电站常出现上述事故，特别是在有电弧炉、整流变压器等谐波源的干扰时,由于系统谐波作用,使得母线电压互感器发生铁磁谐振,在谐振过电压的情况下极易烧毁母线电压互感器，这样在从事上述工程的电气设计时，一定注意铁磁式电压互感器铁磁谐振问题，并拿出相应的措施。
