三相單柱式電壓互感器高壓一相斷線電壓簡析

溫吉紅

【摘要】目前，在變電站的日常電力運(yùn)行中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)三相單柱式電壓互感器高壓一相斷線的問題，影響電壓互感器的正常工作。而對(duì)于斷線相繞組的電壓，有的研究認(rèn)為是零，也有的研究者通過實(shí)驗(yàn)得出不同的結(jié)論，并能夠提供真實(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。三相單柱式電壓互感器高壓一相斷線電壓到底是零或是不是，成為困擾電壓互感器進(jìn)行回路短線處理的因素。本文就該問題進(jìn)行分析，并結(jié)合電壓互感器斷線現(xiàn)象和原因提供了幾點(diǎn)建議。

【關(guān)鍵詞】三相單柱式；電壓互感器；斷線；電壓

一、電壓互感器電磁回路

（一）電壓互感器電磁回路

在三相單柱式電壓互感器中，主要由三個(gè)單相電壓互感器組成，且這三個(gè)單相電壓互感器之間沒有磁路關(guān)聯(lián)。就三相單柱式電壓互感器的電氣回路來看，其高壓側(cè)繞組U、V、W的末端都是直接接地的，而首端都是與相應(yīng)的電源連接。三相副繞組U、V、W中，線電壓回路、零序電壓回路以及單相相電壓回路都連接在內(nèi)，這些回路穿過測(cè)量、計(jì)量、保護(hù)等元器件的電路，構(gòu)成電流通路，實(shí)現(xiàn)有效運(yùn)行。

（二）三相單柱式電壓互感器高壓一相斷線電壓原理分析

在三相單柱式電壓互感器中，U相高壓側(cè)斷線后，由三相副繞組組成的回路連接關(guān)系依然成立，因此，U相電壓互感器的電壓需要同時(shí)滿足前三組回路中各組回路中更多電流與電壓關(guān)系，以及三相副繞組回路在U相電壓互感器中每個(gè)電流相量以及該電壓下的勵(lì)磁電流。

假設(shè)在三相副繞組的回路中，負(fù)載端和U相電壓互感器繞組的首端連接，此時(shí)需要選取各個(gè)繞組中電流和鍛壓為關(guān)聯(lián)參考方向，都從同極性端指向末端。而選取負(fù)載中的電流和電壓作為關(guān)聯(lián)的參考方向，則是U相電壓互感器繞組首端指向末端。這時(shí)進(jìn)行回路電壓方程的公式編輯中就要選擇回路繞組方式和U相電壓互感器電壓參考方向相同。根據(jù)對(duì)于相關(guān)方程式的計(jì)算得出，一般在變電站中，三相單柱式電壓互感器使用中，因?yàn)橄嚓P(guān)的三個(gè)單相電壓互感器之間沒有磁路關(guān)聯(lián)，而其高壓側(cè)斷線的單相電壓互感器中，它的副繞組往往和有點(diǎn)遠(yuǎn)的三組回路處于連接狀態(tài)，三組回路中的阻抗必須要在滿足特殊的條件狀態(tài)下，才能實(shí)現(xiàn)電壓互感器的電阻為零，而一般這種特殊的條件是很難出現(xiàn)的，因此，基本上可以確認(rèn)三相單柱式電壓互感器高壓一相斷線時(shí)的電壓為零。

二、電壓互感器回路斷線現(xiàn)象及原因

電壓互感器的回路斷線現(xiàn)象主要表現(xiàn)為三個(gè)方面：第一、有功功率表指示異常，電壓表指示為零或三相電壓不一致，電能表不轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)得慢，低電壓繼電器動(dòng)作。第二、高壓熔斷器熔斷時(shí)還可能有接地信號(hào)出現(xiàn)，絕緣監(jiān)視電壓較正常值偏低，而正常相監(jiān)視電壓表上的指示仍正常。第三、“電壓互感器回路斷線”光字牌亮，警鈴響。

而就電壓互感器回路斷線發(fā)生的原因進(jìn)行分析，對(duì)應(yīng)的原因也包括三方面，第一、電壓互感器一、二次側(cè)熔斷器熔斷。第二、電壓切換回路輔助觸點(diǎn)及切換開關(guān)接觸不良。第三、回路中導(dǎo)線接頭松動(dòng)或斷線。

三、電壓互感器回路斷線造成的影響

一般情況下，電壓互感器的鐵芯片間的絕緣子出現(xiàn)機(jī)能或直接的損壞，繞組斷線的情況較少，但是其回路斷線現(xiàn)象十分常見。在電壓互感器的二次回路中，連接的負(fù)載比較多，這些負(fù)載還包括連接在母線上的相關(guān)元器件的保護(hù)裝置，因此在電壓互感器的回路出現(xiàn)異常情況時(shí)，能夠傳輸?shù)较嚓P(guān)保護(hù)裝置中的電壓就會(huì)明顯下降，或者直接接近于零，這時(shí)相關(guān)的保護(hù)裝置和測(cè)量裝置就很可能出現(xiàn)誤差和錯(cuò)誤的計(jì)量。

目前，電網(wǎng)中應(yīng)用最多的輸配電線路為10kV及以上線路，這些線路的繼電保護(hù)中都需要用到電壓互感器，在電壓互感器出現(xiàn)二次回路的斷線故障時(shí)，就會(huì)造成回路中的相電壓和線電壓出現(xiàn)顯著下降甚至消失，相應(yīng)的測(cè)量阻抗夜壺素質(zhì)下降，就會(huì)導(dǎo)致裝置的誤動(dòng)和錯(cuò)誤發(fā)生。

很多線路保護(hù)裝置會(huì)在電壓互感器出現(xiàn)回路斷線問題時(shí)進(jìn)行重合閘放電，造成重合閘出現(xiàn)失效現(xiàn)象，特別是在單向重合閘方式下出現(xiàn)單向瞬時(shí)性的故障問題時(shí)，不能單挑單重，實(shí)現(xiàn)及時(shí)的電力恢復(fù)目標(biāo)，甚至還會(huì)造成線路的非全相運(yùn)行，嚴(yán)重影響其區(qū)域電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

四、電壓互感器回路斷線處理方法

電壓互感器出現(xiàn)斷線問題，對(duì)于相關(guān)的保護(hù)裝置和測(cè)量裝置會(huì)產(chǎn)生一定的影響，還會(huì)造成區(qū)域用電安全和穩(wěn)定對(duì)于影響，對(duì)此，需要進(jìn)一步提升電壓互感器的回路斷線問題解決，針對(duì)電壓互感器的回路斷線問題，相關(guān)技術(shù)人員要做好檢查工作，仔細(xì)檢查高、低壓熔斷器是否熔斷。如高壓熔斷器熔斷時(shí)，應(yīng)拉開電壓互感器隔離開關(guān)，取下低壓熔斷器，在驗(yàn)、放電后更換高壓熔斷器，并測(cè)量電壓互感器絕緣，確認(rèn)合格后方可恢復(fù)送電。如低壓熔斷器熔斷，更換熔絲后即可使用。熔斷器更換后再次熔斷，需進(jìn)一步查清原因并處理后再更換。當(dāng)電壓互感器出現(xiàn)回路斷線問題時(shí)，要盡可能快速停用有關(guān)保護(hù)和自動(dòng)裝置，以防止保護(hù)誤動(dòng)作。此外，如果變電站中存有備用設(shè)備，可以盡快停止使用出現(xiàn)故障的設(shè)備，并將新的備用設(shè)備立即投入運(yùn)行。

五、結(jié)語

三相單柱式電壓互感器高壓一相斷線問題是電壓互感器使用中常見的故障問題，出現(xiàn)故障時(shí)，電壓基本上可以判斷為零，因此，要結(jié)合情況進(jìn)行回路斷線問題的解決，做好相應(yīng)的保護(hù)措施，及時(shí)恢復(fù)線路。

參考文獻(xiàn)

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