变电站10KV电压互感器O相绝缘击穿故障原因分析与探讨

温俊裕

（江门供电局，广东 江门 529000）

一、10kV电压互感器O相绝缘击穿故障现象

某站的10kV出线的某一条线路单相接地，运行人员进行现场检查时，发现该段母线10kV电压互感器有异味。在排除单相接地故障后，将10kV电压互感器转检修，进行详细检查，发现电压互感器 O相边缘有绝缘击穿的迹象，经测试确定为绝缘击穿。

二、10kV电压互感器O相绝缘击穿故障原因分析与探讨

电压互感器的工作原理与变压器相同，基本结构也是铁心和原、副绕组。特点是容量很小且比较恒定，正常运行时接近于空载状态。电压互感器本身的阻抗很小，一旦副边发生短路，电流将急剧增长而烧毁线圈。正常运行时，电力系统的三相电压对称，第三线圈上的三相感应电动势之和为零。一旦发生单相接地时，中性点出现位移，开口三角的端子间就会出现零序电压，从而提醒运行人员，及时处理接地故障，对电力系统起保护作用。

本次发生故障的10kV电压互感器是三相防谐振式电压互感器，是专门针对母线单相接地事故导致电源中性点偏移而引发的并联铁磁谐振而设计制造的。三相防谐振式电压互感器的中性点通过另一台电压互感器接地的方法，将3台电压互感器的一次中性点N通过另1台规格、型号、参数相同，全绝缘电压互感器接地，这里称其为零序电压互感器，其极性联结与3台测量用互感器相同，并且极性端接地。在正常运行时，由于三相平衡，其中性点对地电压为0 V，零序电压互感器初级电压为零，故其二次无输出。当任何一相母线接地时，零序互感器与接地相电压互感器绕组形成并联关系，其一次电压与接地相电压相同，二次产生一个对应的相电压，因为互感器的次级所有非极性端联结在一起并接地，则由于零序互感器的二次与接地相二次幅值一致，相位相同，所以零序互感器的极性端与接地相极性端之间的电压为0 V，与非故障相电压为相电压的31/2倍，达到了监视绝缘的目的。

图1

通过对10kV电压互感器二次电压回路进行全面检查，发现情况如下：

电压互感器本体二次电压接线没有错误，原理接线如图1。o、n绕组的o与ABC三相的末端o连接，n与dn、da绕组的dn连接，引一条N600线至端子排，da引L630至端子排，排除电压互感器 o、n绕组及dn、da直接短路可能。

图2

检查二次并列回路，发现用于PT并列的常开节点 (DL-1，DL-1`)与解列的常闭节点（DL-2，DL-2`）在10KV母联开关柜二次接线错误（如图2）。当10KV母联开关合闸状态时，并列常开节点(DL-1，DL-1`)并不导通，当在分闸状态时，解列常闭节点(DL-2，DL-2`)也不导通。由于用于二次电压并列的BLJ12、BLJ13、BLJ14继电器是双线圈自保持继电器，而设备改造前PT并列装置运行于并列状态，故 BLJ11、BLJ12、BLJ13、BLJ14 动作线圈动作后不复归，其常开节点长期接通，导致计量保护组、开口二次电压长期并列。用于激发"PT并列"二极管指示灯的是BLJ18继电器，该继电器是瞬时动作但不保持继电器，由于并列常开节点(DL-1，DL-1`)在母联合闸时并不导通，BLJ18继电器无法动作，故10kV PT并列装置打到"PT并列"位置时，"并列"指示灯不亮。

当两台电压互感器解列运行时，两台计量保护组电压不存在压差，开口三角电压均为零，二次电压回路表现正常。当该母线的任一10kV线路单相接地时，电压互感器由于o、n绕组的补偿作用，接地相的电压角度不发生变化，计量保护组电压依然正常，而开口三角电压有变化，其等效电路图简单理解如图4。

图3

如图3，当两台电压互感器解列运行时，而 1PTJ4、2PTJ4、BLJ13 节点导 通，当 1M 10kV线路接地时，电压互感器1YHL开口电压 U（1YHL）=100V，电压互感器 2YHL开口电压 U（2YHL）=0V。计算可得 R（总）=1.278Ω，I=78.25A。

当1PTJ4、2PTJ4导通，而BLJ13节点不通时，计算I=0.018A。

根据电压互感器技术参数（da dn 100V 100VA）可得电压互感器 二次开口绕组最大允许电流I=1A。因此，当电压互感器、52PT解列运行，而BLJ13节点导通，会导致电压互感器da、dn二次绕组严重过载，导致电压互感器da、dn绕组绝缘击穿。检查10kV PT并列装置，发现10kVPT并列装置Ⅰ（Ⅱ）段隔离开关辅助节点双位置重动继电器1PTJ4（2PTJ4）用于并列开口三角电压的两对节点有烧焦痕迹，验证二次回路曾经流经大电流。

三、防止发生10kV电压互感器O相绝缘击穿故障的防范措施。

1、改接10kV母联开关柜二次接线，试验PT并列及解列回路正确。

2、加强对运行、继保人员二次电压并列、解列回路的培训。当一次PT运行在并列状态而电压并列装置"并列"指示灯不亮或在解列运行而"并列"灯依然点亮，应高度重视，即时上报。严禁一次解列运行，而二次并列运行。

3、加强专业人员的工程验收，工程验收应严格按照图纸逐节点检查PT刀闸、母联开关、母联刀闸辅助节点是否正常，杜绝由于辅助节点行程不到位或二次接线错误引起二次电压无法解列。

在实际电力系统运行中，电压互感器是一次与二次电气回路之间连接的重要设备。随着技术的不断更新，新材料的不断涌现，各种新型的电压互感器已经不断涌现，其结构和具体器件各不相同，需要我们在了解其特点的基础上不断总结使用的经验和故障处理的方法，对运行中的电容式电压互感器二次电压即使仅有轻微变化都应该引起高度注意，预防产生二次电压非正常并列的隐患，杜绝因为电压互感器的二次非正常并列问题而导致人身和设备事故。保证电力系统的安全稳定运行。

[1]万千云.电力系统运行实用技术问答[M].北京：中国电力出版社，2003.

[2]DL/T 5136-2001.变电所二次接线设计技术规程[S].