變電站電壓互感器應用時一些問題處理探討

王衿燕，高志榮

（1.常州鐵道高等職業技術學校，江蘇常州，213011；2.中車戚墅堰機車有限公司，江蘇常州，213011）

0 引言

容量比較大的變電站內部都安裝有高壓互感器，老式變電站一般安裝油浸式電壓互感器，新式變電站一般安裝干式電壓互感器。變電站容量較大時，還會將一/二/三段分別裝設高壓電壓互感器，用于計量，保護之用。我公司有35KV/6KV兩種高壓等級，再由6/0.4KV變壓器變為低壓供電。所有0.5KV以下的電壓互感器和10KV及以下的環氧樹脂澆注絕緣的電壓互感器均為干式電壓互感器。這種互感器直接利用空氣冷卻，質量輕，無易燃的絕緣油，能防火防爆。由于6~10KV環氧樹脂澆注絕緣的干式電壓互感器在設計上存在一定的缺陷，如鐵芯截面小，磁感應強度的數值選擇偏高，伏安特性欠佳。在運行至一定條件下，容易造成鐵磁諧振，引起內過電壓。在電力系統一相接地或產生鐵磁諧振時，造成電壓互感器燒壞或熔絲熔斷事故。

油浸式電壓互感器一般用于3KV及以上的室外或室內配電裝置用。有單相和三相兩種，單相用于35KV及以上的電壓等級，三相用于10KV以下的電壓等級。油浸式電壓互感器的外殼為金屬桶，鐵芯和繞組均浸于金屬桶內的絕緣油中，繞組高低壓引出端以陶瓷絕緣子與桶皮絕緣，10KV及以下安裝于室內的電壓互感器一般沒有儲油柜（油膨脹器）。安裝于室外的電壓互感器都設有儲油柜，以適應溫度變化引起冷卻作用。

1 變電站電壓互感器熔絲熔斷時判斷及處理

電壓互感器熔絲熔斷時，儀表無指示或不正常。

（1）首先判斷是一次系統的高壓側故障，還是二次側（低壓側）100V回路的問題。

其一，先觀察一次系統的電壓，電流表指示情況，若電壓互感器二次側交流電壓回路因熔絲熔斷斷線（或開關斷開），則一次側系統無沖擊現象，一次電流應指示正常，而且連接在電壓互感器二次回路中的表計，如U,W,KW表指示下降，這些表計在高壓柜面及PK柜面上；其二，若出現接地信號，則是電壓互感器一次側熔斷器單相熔斷，此信號發信同時會有警鈴提示，同時也有光字牌亮提醒。

若不出現接地信號，則是電壓互感器二次側熔斷器單相熔斷。

（2）當電壓互感器低壓側熔絲熔斷一相時（或三單片開關斷開一相時），三相相電壓中指示值小的是熔斷相，另外兩相未熔斷相的相電壓指示正常；熔斷相對于其他兩相的線電壓指示降低，另外兩相未熔斷相之間的線電壓指示正常。若低壓側熔斷器熔斷兩相時，熔斷的兩相相電壓指示降低較多，但不為零，未熔斷相相電壓指示正常。

（3）發生交流電壓回路斷線后（或熔斷器熔斷后），應停用可能引起誤動作的保護裝置和自動裝置。

（4）發現高壓側熔絲熔斷時，應仔細查明原因，在確認無問題后方可進行更換。若低壓側熔絲熔斷后，應立即更換同容量同規格的熔絲，更換熔絲前應將有關保護解除，在更換熔絲并進入正常運行后，再將停用的保護投入。

（5）發生電壓互感器熔絲熔常見原因有：高壓側中性點接地時系統發生單相接地；母線未帶負荷而投入高壓電容器；副邊所接測量儀表消耗的功率超過高壓互感器額定容量或副邊繞組短路；在發生雷擊時，感應雷電流通過高壓側熔絲經過電壓互感器中性點入地，導致高壓側熔絲熔斷；當線路發生雷擊單相接地時，電壓互感器可能因自身的勵磁特性不好而發生一次側熔絲熔斷。

2 當高壓側發生熔絲熔斷

應將高壓側的隔離刀閘拉開，并檢查低壓側熔絲是否同時熔斷；若低壓側也熔斷，故障可能發生在二次回路，可更換高低壓側同規格同容量的熔絲后試運行，若低壓側再次熔斷應查明原因后更換。

若低壓側熔斷器沒有熔斷，側應對高壓電壓互感器本身進行檢查，可測量電壓互感器的絕緣，絕緣正常時可更換熔絲后繼續投入運行，在檢查高低壓側熔斷器時，要采取相應的安全措施，保證人員安全，防止保護裝置誤動作。

3 高壓電壓互感器電磁諧振分析及對策

高壓電壓互感器（干式易發生）鐵磁諧振主要表現為：三相電壓同時升高很多，其產生的過電壓可能會擊穿電壓互感器的絕緣，造成損壞，如因接地誘發鐵磁諧振。

當出現電壓互感器鐵磁諧振現象時，應立即由上一級斷路器切除電壓互感器，切忌使用刀閘，避免因電壓過高造成三相弧光短路，危及人身，設備安全，切除后應檢查電壓互感器有無電壓擊穿現象。

為避免電壓互感器鐵磁諧振造成損失，可采用吸收諧振過電壓的自動保護裝置，該裝置由保護間隙串聯吸收電阻并接在電壓互感器線圈上，當發生鐵磁諧振過電壓時，保護間隙被擊穿，由吸收電阻將過電壓限制在電壓互感器的Un以內，從而保護電壓互感器不被擊穿。

4 消除鐵磁諧振的措施

（1）迄今為止，用于電壓互感器引起鐵磁諧振消除措施較多，如改變電感電容參數 消除諧振能量，阻尼抑制或消除。

（2）遠離諧振匹配條件，減少諧振：減少同一網絡中并聯電壓互感器臺數；改善電壓互感器伏安特性，這是治本之策。因電壓互感器諧振要有外界激發，使其瞬間進入飽和區，然后在參數匹配下引起激發；電壓互感器高壓側中性點串聯單相電壓互感器，因串聯單相PT（電壓互感器）有兩個明顯特點：①Xm↑易實現Xc/Xm≤0.01條件；②每相總體伏安特性醬比單臺陡和高，很難進入飽和區。這一措施十分有效，但同一網絡中有多臺電壓互感器，則必須每臺都按此接線方法有效。系統中性點經消弧線圈接地或接入同類作用的消弧電抗器；在變電站整體檢修，電試合格后送電時，出現電壓三相相電壓高低不穩或同時升高，降低現象，有時現象與單相接地相似，這時可送電一組電容器，這樣三相電壓穩定正常了，這主要消除諧振條件。

（3）消耗諧振能量，抑制消除諧振：電壓互感器高壓側中性點串電阻5～10KΩ，相當于改善伏安特性；電壓互感器二次側開口三角繞組兩端接入電阻10～100Ω。