变电站电压互感器应用时一些问题处理探讨

王衿燕，高志荣

（1.常州铁道高等职业技术学校，江苏常州，213011；2.中车戚墅堰机车有限公司，江苏常州，213011）

0 引言

容量比较大的变电站内部都安装有高压互感器，老式变电站一般安装油浸式电压互感器，新式变电站一般安装干式电压互感器。变电站容量较大时，还会将一/二/三段分别装设高压电压互感器，用于计量，保护之用。我公司有35KV/6KV两种高压等级，再由6/0.4KV变压器变为低压供电。所有0.5KV以下的电压互感器和10KV及以下的环氧树脂浇注绝缘的电压互感器均为干式电压互感器。这种互感器直接利用空气冷却，质量轻，无易燃的绝缘油，能防火防爆。由于6~10KV环氧树脂浇注绝缘的干式电压互感器在设计上存在一定的缺陷，如铁芯截面小，磁感应强度的数值选择偏高，伏安特性欠佳。在运行至一定条件下，容易造成铁磁谐振，引起内过电压。在电力系统一相接地或产生铁磁谐振时，造成电压互感器烧坏或熔丝熔断事故。

油浸式电压互感器一般用于3KV及以上的室外或室内配电装置用。有单相和三相两种，单相用于35KV及以上的电压等级，三相用于10KV以下的电压等级。油浸式电压互感器的外壳为金属桶，铁芯和绕组均浸于金属桶内的绝缘油中，绕组高低压引出端以陶瓷绝缘子与桶皮绝缘，10KV及以下安装于室内的电压互感器一般没有储油柜（油膨胀器）。安装于室外的电压互感器都设有储油柜，以适应温度变化引起冷却作用。

1 变电站电压互感器熔丝熔断时判断及处理

电压互感器熔丝熔断时，仪表无指示或不正常。

（1）首先判断是一次系统的高压侧故障，还是二次侧（低压侧）100V回路的问题。

其一，先观察一次系统的电压，电流表指示情况，若电压互感器二次侧交流电压回路因熔丝熔断断线（或开关断开），则一次侧系统无冲击现象，一次电流应指示正常，而且连接在电压互感器二次回路中的表计，如U,W,KW表指示下降，这些表计在高压柜面及PK柜面上；其二，若出现接地信号，则是电压互感器一次侧熔断器单相熔断，此信号发信同时会有警铃提示，同时也有光字牌亮提醒。

若不出现接地信号，则是电压互感器二次侧熔断器单相熔断。

（2）当电压互感器低压侧熔丝熔断一相时（或三单片开关断开一相时），三相相电压中指示值小的是熔断相，另外两相未熔断相的相电压指示正常；熔断相对于其他两相的线电压指示降低，另外两相未熔断相之间的线电压指示正常。若低压侧熔断器熔断两相时，熔断的两相相电压指示降低较多，但不为零，未熔断相相电压指示正常。

（3）发生交流电压回路断线后（或熔断器熔断后），应停用可能引起误动作的保护装置和自动装置。

（4）发现高压侧熔丝熔断时，应仔细查明原因，在确认无问题后方可进行更换。若低压侧熔丝熔断后，应立即更换同容量同规格的熔丝，更换熔丝前应将有关保护解除，在更换熔丝并进入正常运行后，再将停用的保护投入。

（5）发生电压互感器熔丝熔常见原因有：高压侧中性点接地时系统发生单相接地；母线未带负荷而投入高压电容器；副边所接测量仪表消耗的功率超过高压互感器额定容量或副边绕组短路；在发生雷击时，感应雷电流通过高压侧熔丝经过电压互感器中性点入地，导致高压侧熔丝熔断；当线路发生雷击单相接地时，电压互感器可能因自身的励磁特性不好而发生一次侧熔丝熔断。

2 当高压侧发生熔丝熔断

应将高压侧的隔离刀闸拉开，并检查低压侧熔丝是否同时熔断；若低压侧也熔断，故障可能发生在二次回路，可更换高低压侧同规格同容量的熔丝后试运行，若低压侧再次熔断应查明原因后更换。

若低压侧熔断器没有熔断，侧应对高压电压互感器本身进行检查，可测量电压互感器的绝缘，绝缘正常时可更换熔丝后继续投入运行，在检查高低压侧熔断器时，要采取相应的安全措施，保证人员安全，防止保护装置误动作。

3 高压电压互感器电磁谐振分析及对策

高压电压互感器（干式易发生）铁磁谐振主要表现为：三相电压同时升高很多，其产生的过电压可能会击穿电压互感器的绝缘，造成损坏，如因接地诱发铁磁谐振。

当出现电压互感器铁磁谐振现象时，应立即由上一级断路器切除电压互感器，切忌使用刀闸，避免因电压过高造成三相弧光短路，危及人身，设备安全，切除后应检查电压互感器有无电压击穿现象。

为避免电压互感器铁磁谐振造成损失，可采用吸收谐振过电压的自动保护装置，该装置由保护间隙串联吸收电阻并接在电压互感器线圈上，当发生铁磁谐振过电压时，保护间隙被击穿，由吸收电阻将过电压限制在电压互感器的Un以内，从而保护电压互感器不被击穿。

4 消除铁磁谐振的措施

（1）迄今为止，用于电压互感器引起铁磁谐振消除措施较多，如改变电感电容参数 消除谐振能量，阻尼抑制或消除。

（2）远离谐振匹配条件，减少谐振：减少同一网络中并联电压互感器台数；改善电压互感器伏安特性，这是治本之策。因电压互感器谐振要有外界激发，使其瞬间进入饱和区，然后在参数匹配下引起激发；电压互感器高压侧中性点串联单相电压互感器，因串联单相PT（电压互感器）有两个明显特点：①Xm↑易实现Xc/Xm≤0.01条件；②每相总体伏安特性酱比单台陡和高，很难进入饱和区。这一措施十分有效，但同一网络中有多台电压互感器，则必须每台都按此接线方法有效。系统中性点经消弧线圈接地或接入同类作用的消弧电抗器；在变电站整体检修，电试合格后送电时，出现电压三相相电压高低不稳或同时升高，降低现象，有时现象与单相接地相似，这时可送电一组电容器，这样三相电压稳定正常了，这主要消除谐振条件。

（3）消耗谐振能量，抑制消除谐振：电压互感器高压侧中性点串电阻5～10KΩ，相当于改善伏安特性；电压互感器二次侧开口三角绕组两端接入电阻10～100Ω。