電磁式電壓互感器運(yùn)行中的異常現(xiàn)象及處理措施

謝偉強(qiáng) 張 赟

（保定供電公司，河北 保定 071000）

目前我國(guó)35kV 及以下中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)主要采用電磁式電壓互感器，其工作原理同一般鐵心式電力變壓器相同，結(jié)構(gòu)和接線方式也相似，主要特點(diǎn)是容量小，一次電壓比較恒定，不受二次負(fù)荷的影響，正常運(yùn)行時(shí)接近于空載狀態(tài)。電磁式電壓互感器基本結(jié)構(gòu)主要是由鐵心和原、副繞組組成，其副邊本身的阻抗很小，如果副邊發(fā)生短路，電流將急劇增長(zhǎng)而燒毀線圈。為此，電壓互感器的原邊接有熔斷器，副邊可靠接地，以免原、副邊絕緣損毀時(shí)，副邊出現(xiàn)對(duì)地高電位而造成人身和設(shè)備事故?，F(xiàn)在35kV 及以下中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)電磁式電壓互感器一般二次都做成三繞組結(jié)構(gòu)，其原邊電壓為被測(cè)電壓。一個(gè)線圈供計(jì)量使用，一個(gè)線圈供測(cè)量（保護(hù)）使用，第三線圈接成開口三角形，開口三角形的兩引出端與接地保護(hù)繼電器的電壓線圈聯(lián)接。正常運(yùn)行時(shí)，電力系統(tǒng)的三相電壓對(duì)稱，開口三角輸出電壓為零。如果線路或是母線發(fā)生單相接地故障時(shí)，中性點(diǎn)電位出現(xiàn)位移，開口三角產(chǎn)生零序電壓使繼電器動(dòng)作，從而對(duì)電力系統(tǒng)起保護(hù)作用。線圈出現(xiàn)零序電壓則相應(yīng)的鐵心中就會(huì)出現(xiàn)零序磁通。為此，這種三相組合式電壓互感器采用旁軛式鐵心（一般10kV 及以下時(shí)使用）或采用三臺(tái)單相電壓互感器組裝一起使用。對(duì)于這種互感器，第三線圈的準(zhǔn)確度要求不高，但對(duì)電壓互感器的勵(lì)磁特性有一定的要求[1-2]。

1 電磁式電壓互感器運(yùn)行中的異?，F(xiàn)象

在電力系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)電磁式電壓互感器主要有以下幾種異?，F(xiàn)象。

1）一次保險(xiǎn)熔絲熔斷

一些變電站電壓互感器出現(xiàn)一次保險(xiǎn)熔絲熔斷現(xiàn)象，有時(shí)候是一相熔斷、兩相熔斷或是三相同時(shí)熔斷，一般以一相熔斷為主。

2）電壓互感器燒毀

嚴(yán)重情況的變電站還出現(xiàn)了三相組合式電壓互感器燒毀現(xiàn)象。

3）開口三角輸出電壓不平衡。

某110kV 變電站10kV 的5 號(hào)母線所屬設(shè)備投入運(yùn)行后，對(duì)其電壓互感器進(jìn)行電壓值測(cè)量，數(shù)據(jù)如下：UA=63V，UB=63V，UC=55V，UL=6V，開口三角輸出電壓不平衡。

（4）發(fā)“虛幻接地”信號(hào)。

輸出電壓不平衡，開口三角繞組兩端的零序電壓大于絕緣監(jiān)察裝置電壓整定值，使得電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)接地信號(hào)，造成“虛幻接地”現(xiàn)象。

2 原因分析

針對(duì)上述幾種異常現(xiàn)象進(jìn)行原因分析，主要原因如下。

1）一次保險(xiǎn)熔絲熔斷：主要由線路接地所引起，對(duì)于目前的10kV 線路，線路絕緣狀況不良，加上大風(fēng)或是雨季導(dǎo)致線路出現(xiàn)間歇性接地故障，特別是接地消失瞬間極易造成電壓互感器飽和，從而產(chǎn)生較大飽和電流造成一次保險(xiǎn)熔絲熔斷。

2）電壓互感器燒毀：對(duì)于電磁式電壓互感器燒毀的根本原因是過電流，而過電流又主要是過電壓引起，此外還由于線路長(zhǎng)時(shí)間接地，一次保險(xiǎn)熔絲沒有熔斷導(dǎo)致電壓互感器燒毀。

3）開口三角輸出電壓不平衡：上述對(duì)應(yīng)事例中，當(dāng)時(shí)認(rèn)為是系統(tǒng)一次電壓不平衡導(dǎo)致，后將該變電站10kV 母聯(lián)545 開關(guān)合上，4 號(hào)與5 號(hào)母線并列運(yùn)行，利用10kV4 號(hào)母線電壓互感器測(cè)量10kV4 號(hào)5號(hào)母線電壓為：UA=UB=UC=61V，UL=0.5V。不難看出，10kV5 號(hào)母線電壓互感器測(cè)量不準(zhǔn)，導(dǎo)致開口三角輸出電壓不平衡，電壓達(dá)到6V。

該110kV 變電站增容時(shí)，在原有10kV4 號(hào)母線及所屬設(shè)備基礎(chǔ)上新上10kV5 號(hào)母線及所屬設(shè)備。該母線所用電壓互感器為某廠生產(chǎn)的戶內(nèi)電磁式電壓互感器，型號(hào)為JDZX9-10Q（J-電壓互感器，D-單相，Z-澆注絕緣，X-帶剩余電壓繞組，9-設(shè)計(jì)序號(hào)，10-電壓等級(jí)，Q-全工況），兩個(gè)二次線圈和一個(gè)輔助線圈，電壓互感器中性點(diǎn)安裝有消諧器，設(shè)備型號(hào)為L(zhǎng)XQ(D)ΙΙΙ-10，但經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)三臺(tái)電磁式電壓互感器的勵(lì)磁特性不一致，在二次額定電壓下各相的勵(lì)磁電流值：A 相為0.48A，B 相0.64A，C相0.38A，按最新試驗(yàn)《電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定相間最大差別不應(yīng)大于30%，而B 相與C 相比值即(0.64-0.38)/0.38=68%＞30%，實(shí)際值遠(yuǎn)大于規(guī)定值，正常運(yùn)行后就會(huì)引起開口三角輸出電壓不平衡。

4）發(fā)“虛幻接地”信號(hào)：由于部分廠家生產(chǎn)的電壓互感器本身勵(lì)磁特性不一致，正常運(yùn)行中開口三角輸出電壓就已經(jīng)很高，運(yùn)行中遇上操作過電壓、系統(tǒng)過電壓，導(dǎo)致輸出電壓不平衡值繼續(xù)升高，甚至引起開口三角的電壓繼電器動(dòng)作，從而造成“虛幻接地”現(xiàn)象。

3 處理措施

為了避免由于電磁式電壓互感器運(yùn)行中的異常現(xiàn)象對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行造成影響，制定應(yīng)對(duì)措施如下。

1）嚴(yán)把設(shè)備制造質(zhì)量關(guān)，制造廠要從材料檢驗(yàn)著手，使同批次配套使用的電壓互感器所采用的硅鋼片鐵芯性能保持一致，其次在工藝上，使鐵芯的加工方法保持一致，以確保同批次配套使用的電壓互感器勵(lì)磁特性一致。

2）對(duì)采用三臺(tái)單相電壓互感器組裝一起使用的情況，一次中性點(diǎn)加裝非線性消諧器，實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行是中性點(diǎn)電阻很高，當(dāng)出現(xiàn)中性點(diǎn)電壓升高時(shí)電阻降得很低。減少接地故障或是過電流故障對(duì)電磁式電壓互感器的沖擊。

3）基建安裝或運(yùn)行管理單位，應(yīng)選用勵(lì)磁特性相同的電壓互感器，按照規(guī)定要求選用勵(lì)磁特性小于30%的組合在一起，最好是接近一致的。一般同一廠家、同一批次的電壓互感器，其勵(lì)磁特性基本相同。

4）對(duì)所有運(yùn)行的單相電磁式電壓互感器結(jié)合停電機(jī)會(huì)進(jìn)行勵(lì)磁特性測(cè)試，根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)勵(lì)磁特性偏差較大的進(jìn)行互相調(diào)節(jié)，將勵(lì)磁特性接近的組合在一起使用。

[1] 楊時(shí)寬.電磁式電壓互感器原理及應(yīng)用分析[J].貴州電力技術(shù),2008(11):39-40.

[2] 陳化剛,張開賢,程玉蘭.電力設(shè)備異常運(yùn)行及事故處理[M].北京:中國(guó)電力出版社,2000.