電力系統(tǒng)中電壓互感器單相接地與諧振區(qū)別分析

傅新凱

（明水縣電業(yè)局，黑龍江 明水 151700）

隨著電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，電力設(shè)備的發(fā)展也越來(lái)越快速。被廣泛應(yīng)用的電壓互感器是一種儀表式變壓器，它通過(guò)各元件之間的連接可以有效地檢測(cè)出電力設(shè)備是否正常運(yùn)行及出現(xiàn)哪些故障。在電壓互感器使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)兩種現(xiàn)象。一種是單相接地，另一種諧振，它們對(duì)電力設(shè)備的正常運(yùn)行有著很重要的影響。下面我們就分別介紹一下二者之間的區(qū)別。

1 電壓互感器單相接地

在電壓互感器單相接地過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)中性點(diǎn)接地的情況，就必須進(jìn)行及時(shí)地解決，因?yàn)橐坏┏霈F(xiàn)這種情況，就會(huì)導(dǎo)致電力設(shè)備產(chǎn)生相當(dāng)高的電壓，超出了電力設(shè)備所能夠承受電壓范圍，對(duì)于電力設(shè)備的使用壽命及絕緣性產(chǎn)生不利影響，而且會(huì)增加電力設(shè)備使用后期故障出現(xiàn)的頻率；如果不接地的話，系統(tǒng)雖然出現(xiàn)了故障，但電力設(shè)備仍然可以繼續(xù)運(yùn)行一點(diǎn)時(shí)間，而且還會(huì)致使供電出現(xiàn)連續(xù)性高的現(xiàn)象。

1.1 當(dāng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中發(fā)生金屬永久性單相接地時(shí)，如A相接地（針瓶、吊瓶、懸瓶、避雷器擊穿、配電變壓器繞相絕緣擊穿等），則UAN=0，非接地相UBN和UCN的電壓表指示由正常的五十八伏升高到線電壓一百伏，電壓互感器開(kāi)中三角兩端將會(huì)出現(xiàn)幾十伏電壓（在正常的情況下只是有大約三伏），起動(dòng)絕緣檢查繼電器發(fā)出接地信號(hào)并報(bào)警。

1.2 在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，如果出現(xiàn)單相接地故障，也可以稱之為非金屬性短路接地情況，就會(huì)導(dǎo)致電力設(shè)備的電壓比正常情況下要低很多，而且在電壓互感器的開(kāi)口處的電壓也只是七十伏，這對(duì)于電力系統(tǒng)的運(yùn)行時(shí)十分不利的。這就需要由專門(mén)技術(shù)人員進(jìn)行絕緣檢查，而且應(yīng)該發(fā)出接地信號(hào)并及時(shí)地報(bào)警。

1.3 如果電力系統(tǒng)一旦出現(xiàn)單相接地的現(xiàn)象，就會(huì)導(dǎo)致故障點(diǎn)流過(guò)很大的電流，這就會(huì)導(dǎo)致沒(méi)有接地的兩相電壓超過(guò)三倍，這就會(huì)嚴(yán)重地影響電力設(shè)備的正常使用，也會(huì)造成電力系統(tǒng)中線路之間的正常連接，值得注意的是這時(shí)候的電壓互感器中的電阻式非常大的，所流過(guò)的電流就會(huì)非常的小。在通常情況下，一旦這種單相接地故障點(diǎn)被消除，就會(huì)導(dǎo)致故障點(diǎn)中已經(jīng)充滿電荷必須通過(guò)電壓互感器中的線圈接入地中。通過(guò)仔細(xì)的觀察就會(huì)發(fā)展在這一過(guò)程中，出現(xiàn)電壓突變現(xiàn)象，導(dǎo)致互感器中的線圈中的電流瞬間的增強(qiáng)，甚至出現(xiàn)飽和的狀況，這就導(dǎo)致電壓互感器出現(xiàn)串聯(lián)諧振。電力設(shè)備中的故障點(diǎn)的切除時(shí)間主要和接地電弧熄滅的時(shí)間有關(guān)。這也就說(shuō)明了電力系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地現(xiàn)象時(shí)，不一定會(huì)出現(xiàn)瞬間激磁電流，此外熔斷器出現(xiàn)的狀況也各不相同。

2 電壓互感器諧振

如果電力系統(tǒng)出現(xiàn)了諧振現(xiàn)象，電壓互感器將會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓使電流激增，此時(shí)不僅會(huì)造成一次側(cè)熔斷器熔斷外，還會(huì)導(dǎo)致電壓互感器燒毀。在一些個(gè)別情況下，還會(huì)引起避雷器、變壓器、斷路器的套管發(fā)生閃絡(luò)或爆炸，嚴(yán)重地影響到電力系統(tǒng)和設(shè)備的正常運(yùn)行。對(duì)于Y0/Y0電磁式電壓互感器，在正常情況下，互感器中的線路發(fā)生的單相接地不會(huì)出現(xiàn)鐵磁諧振過(guò)電壓，但是當(dāng)出現(xiàn)下列情況時(shí)，才可能引發(fā)鐵磁諧振。

2.1 隨著電力設(shè)備使用年限的增多，一些小型的變壓器中的絕緣部分出現(xiàn)了老化現(xiàn)象，這就會(huì)造成變壓器中的線圈出現(xiàn)層間短路的現(xiàn)象。這時(shí)候雖然電力系統(tǒng)中單相接地中的電流很小，這就會(huì)造成變壓器中的負(fù)荷電流突然大出很多。如果在電壓互感器使用過(guò)程中出現(xiàn)了單相接地的故障問(wèn)題，電流就會(huì)對(duì)絕緣能力加強(qiáng)的絕緣油進(jìn)行接地放電，這會(huì)產(chǎn)生很不穩(wěn)定的電網(wǎng)諧振。

2.2 隨意帶負(fù)荷拉開(kāi)分支線路隔離刀閘，或帶負(fù)荷拉開(kāi)配電變壓器的高壓跌落保險(xiǎn)，造成刀閘間弧光短路而引發(fā)諧振。

2.3 在電力設(shè)備使用過(guò)程中也會(huì)因?yàn)槿藶榈脑虺霈F(xiàn)諧振現(xiàn)象。操作人員沒(méi)有按照相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行操作，沒(méi)有及時(shí)地拉開(kāi)互感器的高壓側(cè)刀閘，這就會(huì)導(dǎo)致互感器直接送電到空母線之中，這就會(huì)導(dǎo)致諧振。

2.4 運(yùn)行中的電壓互感器諧振過(guò)電壓可在三相同時(shí)發(fā)生，這就會(huì)導(dǎo)致各相電壓嚴(yán)重地不平衡。如果將電壓互感器負(fù)載全部退出，重新測(cè)量其結(jié)果就會(huì)發(fā)現(xiàn)其與未退出負(fù)載前的電壓完全相同。在電壓互感器使用過(guò)程中，應(yīng)該積極地檢查電壓互感器一次側(cè)熔斷器是否完好，在排除主變和電壓互感器本身故障的可能性后，甩開(kāi)電壓互感器的避雷器，電壓顯示與未甩開(kāi)避雷器之前相同，而且每次投入時(shí)的電壓表指示數(shù)值均有變化。這是由于各相母線對(duì)地的相位不同，對(duì)地電容的大小有差異。此外，在使用電壓互感器過(guò)程中，都會(huì)因?yàn)榻佑|電阻和每次使用時(shí)期的力量和速度的不同產(chǎn)生相應(yīng)地變化，這也是造成諧振程度不同的主要原因。

2.5 在使用電壓互感器的過(guò)程中，如果出現(xiàn)各相相對(duì)地參數(shù)不平衡，加上合閘瞬間相位角的即性原因，導(dǎo)致一相至兩相，甚至三相同時(shí)出現(xiàn)諧振現(xiàn)象。如果發(fā)生的是分頻諧振，因其頻率較低，電壓表會(huì)有周期性振動(dòng)，但由于此時(shí)的感抗小，電壓互感器的激磁電流很大，往往會(huì)將電壓互感器燒毀，導(dǎo)致電力設(shè)備無(wú)法繼續(xù)使用，對(duì)于電力系統(tǒng)的正常使用的影響也是十分大的。

3 消除鐵磁諧振的技術(shù)措施

3.1 選擇勵(lì)磁特性好的電壓互感器或改用電容式電壓互感器。

3.2 在同一個(gè)10kV配電系統(tǒng)中，應(yīng)盡量減少電壓互感器的臺(tái)數(shù)。

3.3 在三相電壓互感器一次側(cè)中性點(diǎn)串接單相電壓互感器或在電壓互感器二次開(kāi)口三角處接入阻尼電阻。

3.4 在母線上接入一定大小的電容器，使容抗(Xc)與感抗(XL)的比值小于0.01可避免諧振。

3.5 系統(tǒng)中性點(diǎn)裝設(shè)消弧線圈。

3.6 采用自動(dòng)調(diào)諧原理的接地補(bǔ)償裝置，通過(guò)過(guò)補(bǔ)、全補(bǔ)和欠補(bǔ)的運(yùn)行方式，來(lái)較好地解決此類問(wèn)題。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)電壓互感器單相接地和諧振兩種現(xiàn)象區(qū)別的詳細(xì)闡述。在通常情況下，如果電力系統(tǒng)中單相接地出現(xiàn)了故障，雖然對(duì)電力系統(tǒng)會(huì)有一定的影響，但是仍然可以保證其運(yùn)行一段時(shí)間。而電壓互感器的諧振一旦出現(xiàn)故障，對(duì)于電力系統(tǒng)的影響是單相接地故障產(chǎn)生影響的幾倍，二者的故障表現(xiàn)是比較相似的，需要專門(mén)的技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行仔細(xì)地檢查，避免誤認(rèn)為是單相接地故障而得不到及時(shí)解決。

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