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電壓互感器范文1
[關鍵詞]電壓互感器；故障分析；對策
中圖分類號：TM451 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）35-0075-01
新時期的發展中，35kv以及以下的電壓等級的變電站被大量使用，且小接地短路電流成為了最有效的連接方式，在變電站的運作的過程中，其電壓互感器會經常出現一些異常情況或故障，嚴重影響了變電站的正常運作，基于此，本文對電壓互感器的故障進行了仔細分析，為有效防止互感器出現損壞情況作了相應的對策探討。
1、35kv變電站電壓互感器種類及工作原理分析
隨著近年來科技的不斷發展，對電壓互感器的分類也出現了很多種，就本文研究來看，按安裝地點分，35kv以上為制成戶外式，35kv以下的則多安裝為戶內式；另外，電壓互感器又可分為三相式和單項式，各自具有不同的特點，且35kv以上就不能制成三相式，在電壓互感器的運用過程中，就三繞組電壓互感器來看，不單單有二次基本側和一次側，在此基礎上，還有一組輔助二次側，作用是用來保護接地，構成了其基本架構[1]。
不同于變壓器的工作原理，電壓互感器以鐵心和原、副繞組為其基本結構。在實際運用中，互感器的容量雖小但較為恒定，這也使得其其在運行時一般接近或是處于空載狀態，另外，由于互感器本身阻抗小的事實，就是得其發生短路時電流會急劇增加致使線圈饒壞，所以，為了杜絕短路情況的發生，在選擇安裝地點的時候副邊繞組連同鐵心可靠接地。
經過使用電壓互感器，可實現對高電壓的比例關系分配，讓其變為電壓更低的有效設備，對使用者提出了更高的要求，使用時為確保工作人員的人身安全，需將高電壓與工作人員進行隔離。另外，其二次回路為高阻抗回路，其阻抗決定了電流的大小，這種形式下，電壓互感器成為了一個被限定了結構的特殊變壓器。
2 常見的兩種35kv變電站電壓互感器故障
在當前的發展中，經筆者研究變電站互感器發現，空載運行時，整個設備的儲能元件大多存在于35kv以下非接地系統中，這種情況的存在極容易導致發生諧振現象，即鐵心的飽和引起電感量的變化，在變化的過程中，當線路的地容抗XC與鐵心的感抗XL相等或接近時，就會形成和引發并聯鐵磁諧振，而電路中非線性電感原件是形成這種鐵磁諧振的首要條件，電路參數的突變，如短路及供電變壓器發生三次諧波等，會使得互感器的繞組過熱，極易發生燒毀或爆炸現象，造成變電站的重大故障。
除上述故障外，還有一種常見故障叫做電壓互感器熔斷器熔斷，這種故障一般在小接地短路電流系統中發生，故障與兩種互感器的發生環境有關，互感器的形式則是造成當前電壓互感器熔斷器熔斷的原因，兩種形式一種是三相五柱式電壓互感器，之外的另一種則為單相組式電壓互感器，共同影響著變電站電壓互感器的運用[2]。
3 鐵磁諧振的特點和常用消除辦法
發生鐵磁諧振時，相同的電勢電源情況下，就使得回路不單單只是一種較為穩定的工作狀態，研究發現，外界沖擊引起的過渡情況對其有著重大的影響，決定了電路穩定在何種工作狀態。經分析，PT的非線性鐵磁特性是產生鐵磁諧振的根本原因，這種形勢下，鐵磁的飽和效應會限制電壓的幅值，使電壓受阻，為確保不會出現強雷的鐵磁諧振情況，應當使回路電阻大于一定的數值，一般情況下，只有w0=1/L0C
針對鐵磁諧振情況的發生，為實現對其的有效解決，首先要了解配電系統鐵磁諧振的特性，一般PT一次中的中性點加裝阻尼電阻，這是目前較為常采用的處理方法，這是因為在單相接地時消諧器上出現千余伏電壓，致使其非線性電阻下降，這種形勢下，使得為其對保護工作沒有影響，另一方面，還有一種解決方法，就是在PT開口三角側并聯固定阻尼，綜合來看，此方式適用于一些要求并不太高的變電站，可有效解決電壓互感器故障。
4 電壓互感器故障原因總結
4.1 質量方面的原因。電壓互感器的運用過程中，如果是產品本身絕緣、燒制工藝或是鐵心疊片不達標，就會導致絕緣長期處于高溫的狀態下運行，隨著時間的增加，會加速絕緣的老化，致使短路短路現象發生，也會加劇電流的增加等，極易造成造成高壓熔斷器被熔斷，對變電站的發展造成了嚴重的影響。
4.2 鐵磁諧振造成的電壓互感器被擊穿。變電站的運作中，發生鐵磁諧振后，互感器激磁電流急劇增大幾十倍，長時間的諧振后，極易損壞電壓互感器。
4.3 電壓互感器二次負荷偏重。 在電壓互感器的運用中，如果一、二次電流較大，二次側負載電流會發生變化，其總和會超過先前設置的額定值，這種情況下，必然造成PT內部繞組發熱，極其容易導致膨脹爆炸現象的發生。
5 電壓互感器故障原因分析
在電壓方面，按照產生的運營分類，可將電壓分為四種，分別是雷電過電壓、工頻過電壓、諧振過電壓以及操作過電壓，一般結合電壓互感器燒毀時的具體情況進行分析，諧振過電壓引起的事故占據了大部分，筆者將對其進行具體分析。
一般情況下，按照起因，可將諧振過電壓分為三種，分別為參量諧振過電壓和線性諧振過電壓，以及鐵磁諧振過電壓，第三種較常出現，具體而言，其是指非線性電感與電容串聯激發起的諧振現象，基于其中的電感值非常數現狀，會讓諧振存在不一致性，高低諧振也隨之出現[3]。
除鐵磁諧振，另一個很重要的故障原因便是電壓互感器的熔斷器熔斷現象，因為其與電壓互感器的形式有關聯，具體而言，有三相五柱式電壓互感器和單相組式電壓互感器兩種，通過分析，筆者得知負載與互感器本身存在著一定的相互關系，兩者的之間的聯系會因一方出現問題而變得更加緊密。
6 危害處理辦法
針對本文提到的兩種常見故障，經筆者研究分析認為，一般可在35kv電壓互感器一次的中性點加裝阻尼電阻，以此來低壓下消諧器呈高電阻值，在此基礎上，一開始就使得諧振請魯昂不容易發生，而且在及進行單相接地的時候，電壓互感器上的消諧器會發揮自己的效用，會出現千余伏電壓非線性電阻下降，這樣，就使得其對接地保護工作沒有影響，保證了變電站的良好運行。
增大諧振回路的阻尼的同時，為避免此類情況的產生，還要聯系系統的運行方式，進行對方位的保障，為實現此目標，運行人員應熟悉和了解相關方面的知識和技術，一旦遇到斷路斷開但母線電壓仍高的時候，要考慮到可能發生諧振的情況，針對此，應立即斷開電壓互感器刀閘，亦可通過斷路器前、后刀閘，來進行故障的消除，僅需短路其中的一組即可，然后詳細全面地檢查電壓互感器，包括測試線圈直硫電阻、外看電壓互感器是否漏油等等，防止互感器帶兵運行，再次導致故障的發生。
為避免空母線電壓互感器的鐵磁諧振現象，經仔細研究分析后，可改變運行和操作的方式，增大母線電容或采用電容式電壓互感器等，此外，在建造變電站的時候，還要保證電壓互感器的質量，進而確保其在使用中不出現故障。
結束語
綜上所述，新時期的發展過程中，人們對用電的需求逐漸增加，為適應新的發展要求，電力系統的復雜程度也隨著增加，變電站中電壓互感器的故障也時有發生，針對此現象，本文分析了35kv變電站電壓互感器的兩種常見故障，在對故障原因分析的基礎上，提出了危害的處理辦法，希望能為我國變電站的發展提供有益的參考。
參考文獻
[1]楊森林，李沿樺.地鐵35kV供電系統電壓互感器故障分析[J].現代城市軌道交通，2012，03：38-40.
電壓互感器范文2
[關鍵詞]電壓互感器故障 原因處理
中圖分類號：TM45 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）18-0022-02
1 故障原因分析
1.1 電壓互感器熔斷器熔斷原因分析
某110KV變電站35KV母線段電壓互感器經常出現熔斷器熔斷的事故，事故發生后，通過對線路和電壓互感器的檢查，排除了電壓互感器內部故障和電壓互感器二次導線的短路問題，通過對35KV變電站配電系統分析，供電不穩定，電壓波動較大，同時低壓配電系統中變頻設備較多，諧波源較多，故而造成配電系統易產生諧振，使電壓互感器熔斷器熔斷。
1.2 電壓互感器熔斷器燒毀原因分析
電壓互感器燒毀和爆裂的直接原因是由于繞組中通過過電流而引起發熱造成的，流過繞組的過電流主要是：一是由于鐵磁諧振或線路弧光接地引起的過電壓，正常情況下，電壓互感器承受的過電壓和繞組上通過的電流不大，但是由于過電壓不能很快消失和產生的熱量不能發散出去，造成電壓互感器溫度上升。當溫度達到一定程度時，電壓互感器中絕緣介質受熱分解產生的氣體使其內部有限的空間中壓力急劇變大，當內部壓力超過其結構所內承受的極限時便發生電壓互感器燒毀和爆炸事故，二是由于瞬間高幅值電壓引起的，當電壓互感器上的電壓超過其極限耐壓時，使電壓互感器的絕緣擊穿，造成繞組匝間短路，繞組電阻較小通過電流增大，而造成電壓互感器爆炸。
經過對35KV電壓互感器燒毀事故當天的監測數據分析，是由于諧振引起電壓互感器燒毀和爆裂。
2 引發諧振的原因分析
在中點不接地系統中，由于接地保護的需要，三相電壓互感器的中點是直接接地的，因此電壓互感器與電網線路對地電容并聯而形成諧振回路，電磁式電壓互感器的電感是非線性的，這種諧振回路為非線性諧振回路，或稱鐵磁諧振回路，如圖1。通常，在正常運行時，電壓互感器的感抗XL遠大于電網對地電容的容抗XC，即XL與XC不會形成諧振，但下列幾種激發條件可以造成諧振：①電壓互感器的突然投入；②線路發生單相接地；③系統運行方式的突然改變或電氣設備的投切；④系統負荷發生較大的波動；⑤電網頻率的波動；⑥負荷的不平衡變化等。由于以上幾種條件使電壓互感器的電感量發生變化，如果XL與XC匹配合適則將產生諧振。電壓互感器的諧振必須由工頻電源供給能量才能維持下去，如果抑制或消耗這部分能量，諧振就可以抑制或消除。由于電網中點不接地，正常運行時電壓互感器中點N@和電源中點對地同電位，即中點不發生位移，當發生諧振時，電壓互感器一相、兩相或三相繞組電壓升高，各相對地電位發生變動，但因電源電勢由發電機的正序電勢所固定，EA、EB、EC保持不變，在電網這一部分對地電壓的變動則表現為電源中點發生位移，而出現零序電壓，這就是說，諧振的發生是由于中點位移而引起的。假定當A相電壓下降，B、C相電壓升高，則A相顯容性，而B、C相顯感性，等值電路圖如圖2所示。如圖所示，三相中各阻抗不對稱，電源中點產生位移，在一定條件下將產生諧振。
3 諧振的基本特性
3.1 工頻諧振
由電壓互感器引發的基波諧振表現為一相電壓降低，兩相電壓升高，且中點移到線電壓三角形之外。基波諧振產生的過電壓幅值般不高，對地穩態過電壓不超過2倍相電壓，暫態過電壓也不過3.6倍相電壓。
3.2 高頻諧振
在中點絕緣系統中，由于電源不能向電壓互感器提供三次諧波勵磁電流，而使鐵芯中磁通為平頂波，含有三次諧波磁通，對于三個單相電壓互感器而言，三次諧波磁通可在每相電壓互感器鐵芯上流通，因而產生三次諧波電勢，使中點位移而發生諧振。
高頻諧振的表現是三相電壓同時升高，即在工頻電壓下迭加三次諧波電壓，因為各相基波電壓與三次諧波電壓均相等，所以三相電壓指示相同。高頻諧振通常在空母線合閘的激發條件下產生。有時，變電站出線很短是也會發生。高頻諧振會產生較高的過電壓，最高可達3倍相電壓。
3.3 1/2分頻諧振
除了基波和三次諧波諧振以外，電壓互感器的鐵磁諧振電路還可產生低于電源頻率的分次諧波諧振，其中大多數為1/2次諧波諧振。1/2分頻諧振時，其諧波波源必然存在電源中點與互感器高壓繞組中點之間，即在UNN中，它是零序性質的。因此，分頻諧振電壓一般都認為每相對地電壓為電源電勢（基波）和中點位移電壓（1/2次諧波）的相量和。1/2分頻諧振過電壓不高（不超過2倍相電壓），這是由于鐵芯深度飽和所致。因為頻率減半，互感器鐵芯中磁密要比額定時大1倍，使鐵芯飽和，勵磁感抗急劇下降，因而高壓繞組流過極大的過電流，一般可達幾十倍甚至上百倍額定電流，使互感器過熱并產生電動力的破壞。由于是熱和電動力的破壞，電壓互感器往往有一發展過程，表現為互感器冒煙、熔絲熔斷、油浸互感器噴油等。1/2分頻諧振的激發條件大都是單相接地故障又突然消除的暫態過程。由于其起振電壓較低，在一定電網條件下1/2分頻諧振是最容易發生的，而且破壞力很強，也是電壓互感器出現燒壞事故的主要原因。
4 常用消諧方法及優缺點
4.1 采用勵磁特性較好的電壓互感器
選用伏安特性非常好的電壓互感器，使電壓互感器在一般的過電壓下不會進入飽和區，不易構成參數匹配而出現諧振，但是電壓互感器的勵磁特性越好，產生電壓互感器諧振的電容參數范圍就越小，雖可降低諧振發生的概率，但一旦發生過電壓，則過電流更大，諧振越劇烈。
4.2 在母線上裝設中性點接地的三相星型電容器組
增加對地電容這種方法，可增大各相對地電容，使XC/XL
4.3 電壓互感器高壓側中性點經電阻接地
在高壓繞組中性點安裝電阻器Ro后，能夠分擔加在電壓互感器兩端的電壓，從而能限制電壓互感器中的電流，特別是限制斷續弧光接地時流過電壓互感器的高幅值電流，將高壓繞組中的涌流抑制在很小的水平，相當于改善電壓互感器的伏安特性。
從阻尼的角度看，串入的電阻Ro越大，抑制諧振的效果就越好，若Ro為無窮大，即PT高壓側中性點變為絕緣，則不會發生諧振，會使電網單相接地故障時開口三角電壓太低，影響接地指示靈敏度以及保護裝置的正確動作。
4.4 電壓互感器一次側中性點經零序電壓互感器接地
此類型接線方式的電壓互感器稱為抗諧振電壓互感器，其原理是提高電壓互感器的零序勵磁特性，從而提高電壓互感器的抗燒毀能力，但是電壓互感器中性點仍承受較高電壓，且電壓互感器在諧振時雖可能不損壞，但諧振依然存在。
4.5 電壓互感器二次側開口三角接阻尼電阻
在三相電壓互感器一次側中性點串接單相電壓互感器或在電壓互感器二次開口三角處接入阻尼電阻，用于消耗電源供給諧振的能量，能夠抑制鐵磁諧振過電壓，其電阻值越小，越能抑制諧振的發生。但在實際應用中，由于原理及裝置的可靠性欠佳，這種裝置的運行情況并不理想。在單相持續接地時，開口三角繞組也必須具備足夠大的容量，這種消諧措施對非諧振區域內流過電壓互感器的大電流起不到限制作用。
5 處理方法
可以采用自動調諧原理的接地補償裝置，通過過補、全補和欠補的運行方式，來較好地解決諧振問題。自動調諧接地補償裝置主要是由五大部分組成：接地變壓器、電動式消弧線圈、微機控制部分、阻尼電阻部分、中性點專用互感器和非線性電阻。接地變壓器是作為人工中性點接入消弧線圈。消弧線圈電流通過有載開關調節并實現遠方自動控制，采用予調節方式，即在正常運行方式情況下，根據電網參數的變化而隨時調節消弧線圈的分接頭到最佳位置。自動跟蹤和自動調諧利用微機控制器實現。通過測量位移電壓為主和中點電流與電壓之間的相位，能夠準確的計算、判斷、發出指令自動進行調整，顯示有關參數：電容電流、電感電流、殘流和位移電壓等。
自動調諧接地補償裝置能夠實現全補償運行或很小的脫諧度，主要是由于在消弧線圈的一次回路中串入了大功率的阻尼電阻，降低中性點諧振過電壓的幅值使之達到相電壓的5%-10%?？稍谙【€圈的一次回路中串入大功率的阻尼電阻，增大阻尼率的措施來達到。消弧線圈的脫諧率與電壓及電網的阻尼率有關，當電網形成后其不對稱電壓基本是個固定值，消弧線圈為保證在單相接地時有效地抑制弧光過電壓的產生，要求脫諧率達到5%以內，那么只有改變阻尼率，才能改變位移電壓，因此應當在消弧線圈回路串入電阻，保證阻尼率，控制中性點位移電壓。在低壓電網中由于中性點不對稱電壓很小，為提高測量精度采用特制的中性點專用互感器，提高檢測靈敏度；非線性電阻的采用對欠補償下的斷線過電壓和傳遞過電壓都有明顯的抑制作用。
隨著科技的發展，電力系統的復雜程度也在不斷增加，如何保障變電站的正常運行是目前研究的重要內容之一。本文對110KVKV變電站的35KV電壓互感器的故障分析和問題處理，希望能對日后變電站的維護和建設起到一定的幫助作用。
參考文獻
[1] 萬千云，梁惠盈，齊立新.萬英.電力系統運行實用技術[M].北京：中國電力出版社，2005：140-152.
電壓互感器范文3
關鍵詞：電壓互感器消諧措施選擇
長期以來，石河子電網6~35kV系統均采用不接地運行方式。這種運行方式在系統發生單相接地時，允許一定的時間內帶故障運行，因而大大提高了系統的供電可靠性。隨著區域電網的超前發展，系統對地電容也迅速增大。在系統發生某些擾動時，極易引發系統內電磁式電壓互感器的飽和，激發諧振過電壓，導致系統接地電壓互感器（TV）高壓保險熔斷燒毀，嚴重時出現設備閃絡跳閘。根據本地區電網的實際情況，選擇了不同的措施來抑制由于TV飽和引起的諧振過電壓。
1TV三角形開口裝設消諧電阻
由110/35kV紫泥泉變電站35kV設備，35kV紅溝變電站及石場變電站的35kV設備，以及它們之間的35kV聯絡線（紫紅線：20km，紫石線：8km）組成局部的35kV系統，其所帶的負荷常年在較低水平，自建成后，頻繁發生諧振，每年都有數個35kVTV噴油燒毀，損失慘重。嚴重威脅著電網的安全運行。經由分析該系統發生分頻諧振的區域為
XC0/XL=0.01~0.08(1)
發生基波諧振的區域為
XC0/XL=0.08~0.5(2)
式中XC0——系統的零序電容容抗；
XL——電壓互感器（tv）單相繞組在額定線電壓下的激磁阻抗。
輸電線路的電容電流一般采用下式計算
IC0=3Uφ(1/Xco)×103(3)
式中Uφ——相對地電壓，kV。
由式(3)可求得該35kV系統零序電容容抗XC0為0.0187MW。這幾個站的JDJJ2-35型TV的激磁阻抗，約在2.2MW左右，代入式(1)中可求得XC0/XL=0.0256，該值落在1/2分頻諧振范圍，因此當該系統有單相接地、雷擊、合閘等條件激發時，將產生分頻諧振。此時，電壓互感器的勵磁電流急劇增加，可高達額定勵磁電流的幾十倍以上,從而造成電壓互感器的燒毀。為了抑制TV的分頻諧振，選擇了在TV二次三角形開口處并聯一阻尼電阻，其阻值可由下式求出
R=XL/K2（4）
式中XL——系統感抗；
K——tv變比系數。
將相關參數代入等式(4)可得：R=25W。由于天氣原因，檢修人員只在紫變，石場變的35kVTV開口三角形裝設了25W的阻尼電阻，而紅溝變未能及時安裝。暴風雨過后，紅溝變有兩臺35kVTV又因諧振而噴油燒毀。后來將紅溝變更換TV后的二次開口三角形裝上的阻尼電阻?，F運行近一年，該35kV系統的所有TV再未發生因諧振而燒毀的事故。經驗表明，必須在同一系統，所有TV二次開口三角裝設阻尼電阻，才能有效的抑制諧振。
2Tv中性點裝設阻尼電阻
石河子電網很多變電站分布在邊遠的農牧團場，負荷以季節性的農業灌溉，棉花加工為主，變化起伏很大。在10kV線路輕載時，遇到線路上接地故障，或值班員拉路查找接地點時，都時常引發10kV系統諧振，站內三相指針式電壓監控儀表的表針全部打到頭，數分鐘不返回，隨后就是10kVTV保險的熔斷,電壓回零。經檢查TV絕緣嚴重降低,高壓對低壓繞組及高壓對地的絕緣電阻已不足2MW，無法投入運行。也曾試圖用第一種辦法解決，但考慮到團場10kV電網屬農電公司管理，線路參數處于經常變化之中，確切的參數無法及時收集。因此采取了在TV一次中性點對地接入LXQ-10型阻尼電阻。它的直流特性與傳統的RXQ消諧器相近，但結構設計迥異，具有體積小，重量輕，表面經過特殊處理，戶內戶外可通用，安裝也很方便的特點。在幾個易發生10kV系統諧振的變電站安裝后，效果良好。但在選擇阻尼電阻時應注意TV的絕緣等級是全絕緣還是半絕緣，若是半絕緣應選擇弱絕緣型的LXQ-10阻尼電阻與TV相匹配。此外該阻尼電阻不能固定在JDZJ-10型TV的緊固螺栓上，因為該處是不接地的，而應與接地螺栓相連接，并檢查接地良好。
3裝設抗諧振全絕緣電壓互感器
本地區35kV小拐鄉無人變電站，距離石河子市區150km，路況不好，變電所的數據遠傳功能還未完善。每當線路有接地時，不能及時發現，接地故障不能在規程規定的時間內消除，造成戶外10kV干式電壓互感器多次燒壞。直到幾天后有人巡視時才發現。針對這種情況，選擇勵磁特性飽和點較高的抗諧振全絕緣電壓互感器，使其可以在系統有接地時，能夠長時間運行而不燒毀。該設備已投入近半年，狀況良好。
4裝設消弧線圈自動調諧裝置
位于石河子市區的幾個變電站，電纜出線多，接地電容電流很大，發生接地后電弧不易熄滅，容易激發TV的飽和諧振過電壓和間歇性的弧光接地過電壓，導致事故跳閘率上升。為了提高市區供電的可靠性，減少諧振過電壓發生的機會，裝設了消弧線圈自動調諧裝置。該裝置可以自動調整消弧線圈的感性電流，補償故障點的電容電流，使故障點的殘流減少，從而達到自然熄弧目的，抑制過電壓的產生。運行經驗表明，消弧線圈對抑制電磁式電壓互感器飽和而產生的諧振過電壓，降低線路的事故跳閘率有明顯作用。但在選擇消弧線圈時有以下幾個問題應引起重視：
·要測算所裝設電網的電容電流；
·要考慮電網的發展趨勢，合理選擇消弧線圈的容量；
·選擇質量、性能可靠的自動跟蹤補償測控系統。
電壓互感器范文4
摘要：電壓互感器（PT）作為變電站中保護和計量的主要設備,在運行中起著至關重要的作用。其熔斷器的頻繁熔斷不僅造成了經濟損失,而且也影響正常的保護和計量工作,成為電網安全運行的隱患。先介紹電壓互感器的作用、概述電壓互感器熔斷器熔斷的常見原因，然后結合變電站現場發生的PT熔斷器熔斷現象,通過理論分析,對變電站PT熔斷器熔斷現象的根本原因做出解釋,為今后可能出現的類似問題提供參考和借鑒。
關鍵詞：電壓互感器; 鐵磁諧振; 高壓熔斷器熔斷; 解決措施
中圖分類號：TM 文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2011）05-0277-01
1 電壓互感器的作用
（1）把一次回路的高電壓按比例關系變換成100V或更低等級的標準二次電壓，監視母線電壓及電力設備運行狀況，并提供測量儀表、繼電保護及自動裝置所需電壓量，保證系統正常運行。
（2）可以將一次側的高電壓與二次側工作的電氣工作人員隔離，且二次側可設接地點，確保二次設備和人身安全。
（3）使二次回路可采用低電壓控制電纜，且使屏內布線簡單，安裝、調試、維護方便，可實現遠方控制和測量。
2 電壓互感器損壞及高壓熔斷器熔斷的危害
（1）對變電設備的危害:一般情況下，系統中最常發生的異常運行現象是諧振過電壓。雖然諧振過電壓幅值不高，但可長期存在。尤其是低頻諧波對電壓互感器 線圈設備影響的同時可能會危及變電其它設備的絕緣，嚴重的可使母線上的其它薄弱環節的絕緣擊穿，造成嚴重的短路事故甚至大面積停電事故。
（2）對運行方式的危害:出現電壓互感器燒壞及高壓熔斷器熔斷現象后，如不能馬上修復，將導致母線不能分段運行。
（3）對人員的危害：一旦發生電壓互感器損壞或高壓熔斷器熔斷現象，將會給運行人員巡視設備時造成人身傷害。
（4）降低供電可靠性和少計電量:若電壓互感器損壞或高壓熔斷器熔斷，則無法準確計量，直接造成電量損失或計量不準確。同時保護電壓的消失將嚴重危及供電設備的安全運行。
3 PT高壓熔斷器熔斷的常見原因
在實際運行中，電壓互感器高壓熔斷器經常會發生熔斷現象，其原因主要有以下幾種：
（1）系統運行環境變化，出現危及系統安全運行的鐵磁諧振，引起電壓互感器一、 二次側熔斷器熔斷。
（2）一次系統發生單相接，產生弧光接地過電壓。
（3）二次負載過重，將導致電壓互感器熔斷器熔斷。
（4）低頻飽和電流可引起電壓互感器一、二次熔斷器熔斷。
（5）電壓互感器一、二次繞組絕緣降低、短路故障或消諧器絕緣下降可引起一、二次側熔斷器熔斷。
（6）電壓互感器X端絕緣水平與消諧器不匹配導致一、二次側熔斷器熔斷。
（7）操作方法不當，不按規程操作。
4 實際案例
2010年8月2日，某變電站35kV I段母線電壓互感器高壓熔斷器A相熔斷，型號為xrnp6-40.5/0.5-31.5-1，變電站運行人員依據該站現場運行規程進行處理，及時更換已熔斷的高壓熔斷器，8月7日，35kV I段電壓互感器高壓熔斷器A、C相又發生相繼熔斷現象，有關人員對電壓互感器進行全面檢查和高壓試驗，結果沒有發現任何異常。
2009年2月，某變電站將兩組型號為JSJW-10Q的10kV 油浸式互感器更換為型號為JDZX9-10Q的干式互感器。2009年3月12日該PT開始出現高壓熔斷器熔斷。故障出現時，變電站運行人員根據相關規程進行處理，及時更換已熔斷的高壓熔斷器。3月16日，該PT高壓熔斷器又出現A、C相熔斷現象。對這次高壓熔斷器熔斷，有關人員采取了加固PT一次N端接地，并再次對該PT進行高壓試驗。試驗表明，這兩次高壓熔斷器熔斷時，該段母線均有10kV線路接地現象。
5 故障分析
第一起故障經過檢查，排除了由PT本身絕緣降低及操作不當等原因造成的高壓熔斷器熔斷，經過分析與討論，初步認為故障主要原因可能是由于電壓互感器高壓熔斷器容量配置不足造成的。
第二起故障根據PT高壓熔斷器熔斷的常見原因，結合現場的故障現象以及相關的高壓試驗結果，經過分析與討論，初步認為故障主要原因可能是系統產生鐵磁諧振引起的。
電力系統的任一回路都可簡化成電阻R、感抗wL、容抗1/wC的串并聯回路。不管是串聯還是并聯回路，當容抗1/wC和感抗wL相等時，這個回路就會發生諧振?；芈分械碾姼性碗娙菰蜁a生過電壓和過電流，此時的電場能量（電容）與磁場能量交換達到最大值。在高壓回路中，由于線路等電氣設備對地存在分布電容，再加上電壓互感器之類的非線性鐵磁元件電感的存在，具備了構成諧振的必要條件，一旦系統電壓發生擾動，就有可能會激發諧振，由于鐵磁元件的非線性（如鐵芯飽和時感抗會變小）,這一諧振會進一步增大，當出現wL1/wC時，這種諧振稱為鐵磁諧振。鐵磁諧振對地產生很高的過電壓，此電壓可能是額定電壓的幾倍至幾十倍，致使瓷絕緣放電，絕緣子、套管等的鐵件出現電暈，電壓互感器一次熔斷器熔斷，嚴重時將損壞設備。
在實際運行中產生鐵磁諧振的具體原因，可能有以下幾方面：①中性點不接地系統發生單相接地、單相斷線或跳閘，三相負荷嚴重不對稱等。②與電壓互感器鐵芯的飽和程度有關。在中性點不接地系統中使用中性點接地的電壓互感器時，若其鐵芯過早飽和則更容易產生鐵磁諧振。
③倒閘操作過程中由于運行方式恰好構成諧振條件，如三相斷路器不同期分合時，都會引起電壓、電流波動，引起鐵磁諧振。
由于本次電壓互感器高壓熔斷器熔斷的故障是更換電壓互感器后才頻繁產生，因此進一步認為：由于新舊PT結構的不同，致使該變電站10kV設備在外界系統發生不對稱接地時更容易發生諧振，結果導致該PT的高壓熔斷器頻繁熔斷。
6 解決措施
2010年9月12日，該變電站將35kV I段母線電壓互感器高壓熔斷器型號由xrnp6-40.5/0.5-31.5-1 更換為xrnp6-40.5/1-31.5-1，再也沒有發生PT高壓熔斷器熔斷故障。
由于該變電站10kV系統是中性點不接地系統，決定在PT與中性點之間安裝一次消諧裝置，來解決因鐵磁諧振引起過電壓而導致10kV母線PT高壓熔斷器頻繁熔斷這一故障問題。2009年4月22日，在10kV PT的中性點與接地之間安裝一個型號為 LXQⅡ-10（6）的消諧裝置。消諧裝置投運后至現在，再也沒有發生PT高壓熔斷器熔斷故障。
7 事故分析
電網系統內部由于非線性負載造成較大的電流諧波分量（3、5次諧波分量較大），而原設計采用的PT.0.5級100VA（不排除PT勵磁特性差）在電流諧波的作用下很容易使鐵芯進入鐵磁深飽和區，勵磁電流增大，感抗下降，引發鐵磁諧振，會在PT一次繞組出現數安培到十幾安培幅值的瞬間涌流，從而燒斷PT0.5A高壓熔絲。
變電站10KV系統采用中性點不接地方式，其母線系統上的Y0接線的PT是中性點不接地電網對地的唯一金屬通道，因此電網相對地電容的充、放電途徑必然 通過PT一次繞組，PT的勵磁電感和系統對地電容形成L-C回路，從而引發鐵磁諧振而出現飽和過電壓，并將由通常的工頻位移過電壓轉化為諧波振蕩過電壓， 使PT的勵磁電流可達額定勵磁電流的幾倍到十幾倍，造成PT的高壓熔絲一相或兩相或三相熔斷，甚至使PT因嚴重過熱而燒毀。
電網系統相對地電壓不平衡、不穩定、三次諧波電流的出現，或所用三相PT伏安特性相差過大，造成PT剩余繞組開口電壓升高。
8 結束語
在實際運行中10kV電壓互感器高壓熔斷器熔斷情況時有發生，給電力系統穩定運行帶來很大危害。首先，要考慮高壓熔斷器的配置容量問題，同時，還要從互感器本身考慮，如加裝合適的消諧裝置，提高設備的穩定性和抵御系統故障能力。其次，發生故障時，要快速正確處理，防止故障的進一步擴大。再次，要不斷總結使用的經驗和故障處理的方法，才能保證系統的安全穩定運行。
參考文獻
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［2］張全元 變電運行現場技術問答［M］.北京：中國電力出版社.
電壓互感器范文5
關鍵詞：電容式電壓互感器 鐵磁諧振 過電壓 介損
中圖分類號：TM451 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3973（2012）012-025-02
1引言
電壓互感器作為測量設備，在反映電力系統運行狀態和保護電力系統穩定承擔著重要作用。電壓互感器常見故障有：二次熔絲熔斷，一次熔斷器熔斷，擊穿熔斷器熔斷，鐵磁諧振，內部絕緣損壞等。每種故障的誘因都有差別，為探明故障導致的原因，就需要針對每種故障進行詳細分析并進行分類，從而達到維護電力系統穩定和保證設備安全運行的目的。
電容式電壓互感器具有電場強度裕度大、絕緣可靠性高、不與開關斷口電容形成鐵磁諧振并能削弱雷電波頭等電氣優點。一般適用于110kV及以上電壓等級，目前在電力系統已得到廣泛應用。由于受設計制造經驗、工藝水平、原材料及過電壓等因素的限制，投運后會發生各種各樣的故障，影響了電網的安全運行。
本文針對常德電業局220kV鐵山變電站的電容式電壓互感器故障進行分析，找出故障發生的過程及其原因，從而針對性地提出預防措施。
2電容式電壓互感器的工作原理
該電壓互感器為電容式，型號TYD110/ -0.01。其電氣原理圖如圖1所示。根據試驗數據分析原因如下：
由圖1可見：
該電容式電壓互感器中使用的是氧化鋅避雷器，氧化鋅避雷器是通過將一次繞組線圈過電壓控制在一個比較低的水平，從而防止因中變壓器鐵心飽和程度過深導致鐵磁諧振。由圖可見，當一次繞組線圈產生過電壓時，則與其串聯的補償電抗器也產生過電壓，則避雷器F上也承受過電壓，此時起保護作用的避雷器將能量傳到大地，從而保護了一次繞組及補償電抗器。
3故障分析
3.1故障過程
2012年7月12日，檢修人員接到運行人員通知，220kV鐵山變110kV母差保護、110kV II母上各出線保護屏發TV斷線信號。檢修人員立即到達現場，經檢查發現II母電壓互感器C相故障造成電壓異常，需盡快停電處理。運行人員接到調度指令，將5X24 TV退出運行，安排檢修人員進行檢修工作。檢修人員經許可開工，先后對5X24 TV C相進行介質損耗及變比測試試驗，試驗數據均不合格，由此判定TV已損壞，于是組織配件，對TV進行了更換，更換后投入運行，保護信號顯示正常。
3.2試驗測試
解體前測試數據見表1。
測試數據表明：一、二次繞組線圈電阻值正常，即線圈沒有斷線；阻尼器呈高阻狀態，表明阻尼器消諧功能正常；一、二次繞組對地以及一次繞組對二次繞組的絕緣電阻值不正常，絕緣性遭到嚴重破壞，避雷器對地絕緣電阻值為0M ，表明避雷器已經被擊穿損壞，對地導通。由此可以判斷電壓互感器電磁部分的故障是導致此次故障的主要原因。
3.3原因分析
由試驗結果可知，該氧化鋅避雷器已經被擊穿，一次、二次繞組對地以及一、二次繞組之間的絕緣性遭到破壞。
分析其原因可能是：在TV故障發生前曾經有雷電產生，而避雷器由于老化問題，導致避雷器擊穿放電后不能恢復，長時間引起一次線圈過電壓，同時引起回路長時間產生了鐵磁諧振，產生大量能量，破壞一、二次繞組的絕緣性能，引起二次測量電壓不正常，保護裝置報TV斷線。
鐵磁諧振發生過程分析如下：
在鐵磁材料中， 不是固定的常數，磁感應強度B和磁場強度H之間不是線性關系，如圖2所示。在圖中可見，曲線的A點附近曲線開始彎曲，再往上，B值的變化越來越平緩，H變化而B值變化很少的現象我們就稱為磁飽和現象。磁飽和后，線圈中電流再增加，電感中的磁通基本不再增加。線圈磁阻增加的同時導致激磁回路感抗變。
此時，一次線圈電壓升高，使線圈出現較大激磁電流導致中變壓器鐵心飽和，激磁回路感抗變小，即一次線圈感抗變小，使得Xr+Xl接近于Xc，從而引起鐵磁諧振。一般情況下，阻尼器通過電阻發熱，將鐵磁諧振產生的能量消耗掉，此阻尼器也叫消諧器。但當避雷器被擊穿而長時間不能恢復時，即避雷器已經起不到保護作用，鐵磁諧振的現象將長時間持續，而鐵磁諧振將使電感和電容產生過電壓，一般為額定值的2～3倍，使一次線圈電流增大很多，線圈發熱嚴重，繞組間絕緣以及對地的絕緣性能遭到破壞，同時由于阻尼器長時間吸收大量諧振能量，電阻發熱量極大，促使油溫溫度上升，加劇了一次、二次線圈的絕緣性能的損害，這與現場測試的一、二次線圈絕緣電阻值的結果一致。從而導致了二次線圈電壓顯示不正常，保護裝置報TV斷線信號。
4結論
（1）氧化鋅避雷器擊穿將加大鐵磁諧振發生的幾率。
（2）消諧器長時間吸收大量諧振能量，電阻發熱量極大，促使油溫溫度上升，破壞電容式電壓互感器的絕緣性能。
（3）應該加強紅外測溫儀對電容式電壓互感器運行設備狀態的監視。
（4）進一步對此類氧化鋅避雷器進行試驗研究，探明是個別產品老化問題，還是產品質量問題。
參考文獻：
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電壓互感器范文6
關鍵詞 電壓互感器;開口三角繞組;鐵磁諧振
中圖分類號TM4 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2010)31-0136-01
1 防振電壓互感器的原理簡述
與常規電壓互感器相比,防諧振電壓互感器的關鍵措施是將常規三相電壓互感器星形接線的一次線圈公共端N懸空,這樣,在系統發生單相接地異常運行狀態時,電壓互感器的一次線圈就不會承受線電壓,從而使電壓互感器因鐵芯飽和而產生諧振。
一次線圈公共端N懸空后,為彌補系統發生單相接地時,在電壓互感器二次線圈側正確測量到故障的相別,保證其測量效果等同于常規三相電壓互感器。需要在其懸空的N端和接地極之間再接入一臺單相電壓互感器,其變比規格為10/√3M0.1/√3―0.1kV,接線原理圖如下圖所示。
從圖中可以看出,當10kV系統發生 A相金屬接地故障時,電壓互感器的一次線圈等值電路可表示為:
此時,A點電位為零,N點電位為-UAN,B、C點的電位分別為-UAB,-UAC。雖然電壓互感器一次線圈的各個端點的電位發生了變化,但電壓互感器的三相電壓線圈TV1上的電壓降基本不會變化,而零序補償線圈TV´上的電壓由原來的0變為UAN。這樣,反映在電壓互感器二次側表計回路的電壓為Ua=0;Ub= UAB;Uc=UAC。因此,零序電壓互感器的使用,保證了其正常的測量效果。
2 防振電壓互感器在安裝和運行中應注意的問題
1)二次回路的接線中只允許一點接地,如圖1所示。如果還有其他接地點,則有可能將電壓互感器燒毀。例如,現場有時還將互感器二次繞組的公共點n點接地,則從圖1中可以看到,零序電壓互感器的二次繞組有一半被短接,當系統發生單相接地故障時,其一次繞組承受相電壓,互感器處于短路運行,這種錯誤在正常運行中不會發現,只有在發生事故時,一般要等到互感器冒煙,樹脂燒焦熔化才會被察覺。有關資料反映,類似故障在系統中已發生多起。
2)一次線圈的公共端子N不能直接接地。首先,N端接地以后,相當于按常規電壓互感器進行接線,不能起到防止諧振過電壓的作用,更為嚴重的是,對于某些特殊結構的電壓互感器(如JSZF-10G型),其三個相電壓互感器(TV1)公用一個三相三柱式鐵芯,,當系統出現單相接地故障,在互感器中產生零序電壓,而零序電壓產生的零序磁通沒有鐵磁回路,磁通只能經空氣中閉合,磁阻很大,此時,電壓互感器的零序勵磁阻抗很小,則會出現互感器因零序勵磁電流很大而燒毀,經運行統計,此類事故,也曾發生過,不可忽視。
3)常規的單相電壓互感器一般帶有測量系統零序電壓的剩余電壓繞組,而在防諧振接線的三相電壓互感器中,該剩余繞組串聯輸出的電壓將不會反映系統的零序電壓,理論上講,該電壓為零。所以在某些設備制造廠家的技術要求中,將該剩余電壓繞組串聯后再短接運行,以改善三次諧波對電壓互感器的輸出波形的影響。但實際上,由于存在中性點電壓互感器(TV′),該短接的剩余電壓繞組的作用已經很小。相反,剩余電壓繞組串聯短接運行后,只要三相電壓互感器的一次接線或剩余電壓繞組的二次接線有一處極性接反,就會造成電壓互感器因二次回路短路而燒毀,存在很大風險。所以,宜將剩余電壓繞組開路運行。在新型的JSZF-10G型電壓互感器的制造設計中,已經取消了剩余電壓繞組。
參考文獻
[1]電流電壓互感器.大連第二互感器廠.
