35kV電壓互感器熔絲熔斷現(xiàn)象的分析

洪湘媚

(福建省石獅電力有限責(zé)任公司，福建 石獅 362700)

在電力系統(tǒng)的日常運(yùn)行過程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生電壓互感器熔絲熔斷現(xiàn)象。電壓互感器作為發(fā)電廠、變電所等輸電和供電系統(tǒng)不可缺少的一種電壓測量電器，是將高等級(jí)的電壓按比例轉(zhuǎn)換為100V或更低電壓等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)二次電壓，為綜保、計(jì)量、測控儀表等裝置提供電壓數(shù)據(jù)。同時(shí)，電壓互感器還起到將高電壓與電氣工作人員隔離的作用，以保證電氣工作人員在日常工作中的人身安全。電壓互感器熔絲的熔斷不但會(huì)使線路保護(hù)失去效果，而且還會(huì)嚴(yán)重影響了電能計(jì)量的準(zhǔn)確性，給電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來很大隱患。如何有效的避免電壓互感器熔絲熔斷現(xiàn)象的發(fā)生是電力系統(tǒng)運(yùn)行中一個(gè)重要的研究。在這篇文章里我們就將通過分析造成35KV電壓互感器熔絲熔斷的現(xiàn)象、原因，并針對(duì)性的提出預(yù)防措施。

目前在我國10-35kv電網(wǎng)中，電壓互感器普遍還是使用電磁式電壓互感器，由于互感器自身特性及諸多原因，在運(yùn)行中時(shí)常會(huì)發(fā)生熔絲熔斷現(xiàn)象，在日常系統(tǒng)運(yùn)行監(jiān)視中，熔絲熔斷依據(jù)熔斷相數(shù)的不同其具體表現(xiàn)如下:

(1)電壓互感器一相熔絲熔斷:在相電壓指示中熔斷相電壓降低，非熔斷相指示正常;線電壓指示中與熔斷相相關(guān)的線電壓降低，無關(guān)相電壓顯示正常;有關(guān)電力表指示降低，電能表轉(zhuǎn)速下降;中央信號(hào)光字牌報(bào)警顯示電壓互感器斷相;由于其現(xiàn)象和單相接地時(shí)現(xiàn)象相似，所以也被稱做虛幻接地現(xiàn)象，電壓繼電器有可能會(huì)動(dòng)作，并發(fā)出接地報(bào)警信號(hào)。依據(jù)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，接地相對(duì)地電壓降低，其余兩相對(duì)稱升高的特點(diǎn)可以對(duì)兩者進(jìn)行區(qū)分。

(2)電壓互感器兩相熔絲熔斷:線電壓無顯示，相電壓只有非熔斷相指示相電壓，熔斷相的相電壓無指示;有關(guān)電力表、電能表停止運(yùn)行，中央信號(hào)光子牌報(bào)警顯示電壓互感器斷相。

(3)電壓互感器三相熔絲熔斷:電壓表相電壓、線電壓均無指示;相關(guān)電力表、電能表停止運(yùn)行，中央信號(hào)光子牌報(bào)警顯示電壓互感器斷相。

在我國電網(wǎng)中，電壓等級(jí)在35KV及以下高壓電力系統(tǒng)中接地方式一般都采用中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式。通過對(duì)歷史發(fā)生事故的分析我們總結(jié)得出電壓互感器熔絲熔斷的幾個(gè)主要原因如下:

一、系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振時(shí)，產(chǎn)生的過電壓以造成電壓互感器熔絲熔斷。在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，如果電壓互感器突然合閘，一相或兩相繞組會(huì)出現(xiàn)勵(lì)磁涌流，當(dāng)線路單相弧光接地時(shí)出現(xiàn)暫態(tài)涌流，線路單相弧光接地時(shí)出現(xiàn)暫態(tài)涌流以及發(fā)生傳遞過電壓時(shí)，就可能會(huì)使電磁式電壓互感器三相電感程度不同地產(chǎn)生嚴(yán)重飽和，形成三相或單相共振回路，從而激發(fā)產(chǎn)生各次諧振過電壓，使電壓互感器的激磁電流增加，造成電壓互感器熔絲熔斷。

二、低頻飽和電流可引起電壓互感器一次熔絲熔斷，在中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中，電磁式電壓互感器高壓熔絲熔斷，并不一定都是由鐵磁諧振過電壓引起的。當(dāng)電網(wǎng)的對(duì)地電容較大，同事系統(tǒng)又間歇性發(fā)生單相弧光接地或接地消失現(xiàn)象時(shí)，相對(duì)地電容中貯存的電荷就會(huì)重新進(jìn)行分配，由此將會(huì)產(chǎn)生3-3.5倍額定電壓的過電壓，將通過中性點(diǎn)接地的電壓互感器一次繞組形成回路，形成低頻振蕩的電壓分量，從而促使電壓互感器的鐵芯處于飽和狀態(tài)，形成低頻飽和電流。較大的飽和電流將會(huì)造成電壓互感器熔絲熔斷現(xiàn)象的發(fā)生。

三、電壓互感器的一、二次繞組絕緣降低或消諧器的絕緣下降也會(huì)引起電壓互感器熔絲熔斷現(xiàn)象的發(fā)生，特別是當(dāng)電網(wǎng)中出現(xiàn)位移過電壓或單相接地等情況時(shí)，電壓互感器的熔絲會(huì)加速熔斷。

四、電壓互感器X端絕緣水平與消諧器不匹配也容易導(dǎo)致熔絲熔斷現(xiàn)象的發(fā)生，35kV電壓互感器的X端絕緣一般分為全絕緣與弱絕緣兩種，全絕緣的電壓互感器X端耐受電壓和首端一樣(這種互感器通常也被稱為羊角電壓互感器)，而弱絕緣的電壓互感器X端工頻耐受電壓是3kV。當(dāng)X端絕緣為弱絕緣時(shí)，所安裝的消諧器必須是能夠在電網(wǎng)正常運(yùn)行和受到大的干擾時(shí)，都能將X端電壓限制在其絕緣允許范圍之內(nèi)，否則X端子就有可能會(huì)對(duì)地放電，從而使電壓互感器一次繞組中的電流增大，造成熔絲熔斷。

五、在雷雨季節(jié)，雷云閃電也可能會(huì)造成電壓互感器多相高壓熔絲熔斷現(xiàn)象，不過雷擊造成的熔絲熔斷只是屬于小概率事件，熔絲熔斷主要還是由于發(fā)熱的原因，而雷擊造成的侵入波電壓一般并不高，且持續(xù)時(shí)間比較短，并不構(gòu)成熔絲熔斷的條件。在雷電沖擊時(shí)，電壓互感器只能依靠熔絲自身的抗沖擊能力去避免熔絲熔斷，安裝設(shè)置的消諧電阻并不能限制雷擊時(shí)產(chǎn)生的沖擊電流。

六、電壓互感器的接線也可能會(huì)引起熔絲熔斷現(xiàn)象的發(fā)生。

根據(jù)以上對(duì)熔絲熔斷原因的分析，我們可以有針對(duì)性的去避免熔絲熔斷現(xiàn)象的發(fā)生，下面就是幾點(diǎn)避免熔絲熔斷的幾點(diǎn)建議:

1.針對(duì)鐵磁諧振過電壓可引起電壓互感器側(cè)熔絲熔斷，可以通過以下三點(diǎn)去避免，(a)在35KV配電室安裝35KV系統(tǒng)消諧裝置，即在一次繞組中性點(diǎn)或開口三角繞組處加裝消諧器或非線性阻尼電阻。(b)選用勵(lì)磁特性較好的電磁式電壓互感器或抗鐵磁諧振的電壓互感器。(c)增大對(duì)地電容，破壞諧振產(chǎn)生的條件。在電壓互感中性點(diǎn)裝設(shè)非線性電阻或消諧器，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造時(shí)，應(yīng)著力于改善電壓互感器的空載勵(lì)磁特性，在設(shè)備選型上，建議選擇伏安特性優(yōu)越的電壓互感器。在電壓互感器中性點(diǎn)裝設(shè)非線性電阻或消諧器的方法同時(shí)也可以抑制低頻飽和電流。

2.熔斷器的選擇也很重要，在安裝時(shí)要注意校核熔絲的型號(hào)，使高低壓側(cè)熔絲滿足選擇性配合關(guān)系，以及熔絲與PT的型號(hào)的匹配，還要確定好接線的準(zhǔn)確性，在運(yùn)行過程中要注意操作順序，加強(qiáng)運(yùn)行人員的監(jiān)視作用。問題發(fā)現(xiàn)的越早，事故發(fā)生造成的影響就越小。

3.采用消弧線圈測控儀自動(dòng)調(diào)整消弧線圈的運(yùn)行檔位，及時(shí)跟蹤系統(tǒng)運(yùn)行狀況，隨時(shí)對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，盡量使系統(tǒng)避開諧振點(diǎn)運(yùn)行。

4.在母線連接和35KV電壓互感器的連接處使用具有一定電阻的母線，增加諧振回路的電阻，脫離諧振點(diǎn)。

5.將35KV電壓互感器更換為優(yōu)質(zhì)的電容式電壓互感器，消除諧振的產(chǎn)生條件，盡量使互感器在其伏安特性的線性區(qū)域內(nèi)運(yùn)行。在電壓互感中性點(diǎn)裝設(shè)非線性電組或消諧器也可以抑制低頻飽和電流的產(chǎn)生，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造時(shí)，應(yīng)著力去改善電壓互感器的空載勵(lì)磁特性，在設(shè)備選型上，建議選擇伏安特性優(yōu)越的電壓互感器。

6.對(duì)消弧線圈進(jìn)行技術(shù)改造，將目前與電阻串接的方式改為以可控硅導(dǎo)通的方式，使其無法溝通諧振回路，避免諧振的產(chǎn)生。

通過以上對(duì)35kV電壓互感器熔絲熔斷現(xiàn)象的分析，我們可以認(rèn)識(shí)到，電壓互感器熔絲熔斷現(xiàn)象是無法避免的，只能是盡量去減少熔絲熔斷的發(fā)生次數(shù)。在電網(wǎng)運(yùn)行過程中，電壓互感器熔絲的熔斷原因，依據(jù)實(shí)際情況各有不同，在事故發(fā)生后要具體問題具體分析，并作出相應(yīng)措施，避免類似情況的再次發(fā)生。在日常運(yùn)行監(jiān)視過程中，值班人員應(yīng)時(shí)刻注意母線電壓是否在正常范圍內(nèi)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，防止故障范圍的擴(kuò)大。在定期設(shè)備檢修過程中也要提高維護(hù)檢修質(zhì)量，在設(shè)備自身層面上降低熔絲熔斷故障發(fā)生的可能性。

［1］劉潤興.對(duì)10kV～35kV母線TV高壓熔斷頻繁熔斷原因的分析研究［C］.《2010年云南電力技術(shù)論壇論文集(文摘部分)》，2010，11，02

［2］谷萬明，張浩軍，郭洪強(qiáng)，韓凱，王曉華.電壓互感器故障的分析與處理［J］.《農(nóng)村電氣化》，2009，(05)

［3］常立智.對(duì)35kV及以下電網(wǎng)中的鐵磁諧振及消諧措施的分析［J］.《供用電》，2005，(02)

［4］李瑞華.互感器二次回路安裝問題與檢查方法［J］.《河南科技》，2011年22期

［5］王榮根.電壓互感器熔絲熔斷事件分析及解決方案［J］.《中國高新技術(shù)企業(yè)》，2011，(27)