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电压互感器范文1
[关键词]电压互感器；故障分析；对策
中图分类号：TM451 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0075-01
新时期的发展中，35kv以及以下的电压等级的变电站被大量使用，且小接地短路电流成为了最有效的连接方式，在变电站的运作的过程中，其电压互感器会经常出现一些异常情况或故障，严重影响了变电站的正常运作，基于此，本文对电压互感器的故障进行了仔细分析，为有效防止互感器出现损坏情况作了相应的对策探讨。
1、35kv变电站电压互感器种类及工作原理分析
随着近年来科技的不断发展，对电压互感器的分类也出现了很多种，就本文研究来看，按安装地点分，35kv以上为制成户外式，35kv以下的则多安装为户内式；另外，电压互感器又可分为三相式和单项式，各自具有不同的特点，且35kv以上就不能制成三相式，在电压互感器的运用过程中，就三绕组电压互感器来看，不单单有二次基本侧和一次侧，在此基础上，还有一组辅助二次侧，作用是用来保护接地，构成了其基本架构[1]。
不同于变压器的工作原理，电压互感器以铁心和原、副绕组为其基本结构。在实际运用中，互感器的容量虽小但较为恒定，这也使得其其在运行时一般接近或是处于空载状态，另外，由于互感器本身阻抗小的事实，就是得其发生短路时电流会急剧增加致使线圈饶坏，所以，为了杜绝短路情况的发生，在选择安装地点的时候副边绕组连同铁心可靠接地。
经过使用电压互感器，可实现对高电压的比例关系分配，让其变为电压更低的有效设备，对使用者提出了更高的要求，使用时为确保工作人员的人身安全，需将高电压与工作人员进行隔离。另外，其二次回路为高阻抗回路，其阻抗决定了电流的大小，这种形式下，电压互感器成为了一个被限定了结构的特殊变压器。
2 常见的两种35kv变电站电压互感器故障
在当前的发展中，经笔者研究变电站互感器发现，空载运行时，整个设备的储能元件大多存在于35kv以下非接地系统中，这种情况的存在极容易导致发生谐振现象，即铁心的饱和引起电感量的变化，在变化的过程中，当线路的地容抗XC与铁心的感抗XL相等或接近时，就会形成和引发并联铁磁谐振，而电路中非线性电感原件是形成这种铁磁谐振的首要条件，电路参数的突变，如短路及供电变压器发生三次谐波等，会使得互感器的绕组过热，极易发生烧毁或爆炸现象，造成变电站的重大故障。
除上述故障外，还有一种常见故障叫做电压互感器熔断器熔断，这种故障一般在小接地短路电流系统中发生，故障与两种互感器的发生环境有关，互感器的形式则是造成当前电压互感器熔断器熔断的原因，两种形式一种是三相五柱式电压互感器，之外的另一种则为单相组式电压互感器，共同影响着变电站电压互感器的运用[2]。
3 铁磁谐振的特点和常用消除办法
发生铁磁谐振时，相同的电势电源情况下，就使得回路不单单只是一种较为稳定的工作状态，研究发现，外界冲击引起的过渡情况对其有着重大的影响，决定了电路稳定在何种工作状态。经分析，PT的非线性铁磁特性是产生铁磁谐振的根本原因，这种形势下，铁磁的饱和效应会限制电压的幅值，使电压受阻，为确保不会出现强雷的铁磁谐振情况，应当使回路电阻大于一定的数值，一般情况下，只有w0=1/L0C
针对铁磁谐振情况的发生，为实现对其的有效解决，首先要了解配电系统铁磁谐振的特性，一般PT一次中的中性点加装阻尼电阻，这是目前较为常采用的处理方法，这是因为在单相接地时消谐器上出现千余伏电压，致使其非线性电阻下降，这种形势下，使得为其对保护工作没有影响，另一方面，还有一种解决方法，就是在PT开口三角侧并联固定阻尼，综合来看，此方式适用于一些要求并不太高的变电站，可有效解决电压互感器故障。
4 电压互感器故障原因总结
4.1 质量方面的原因。电压互感器的运用过程中，如果是产品本身绝缘、烧制工艺或是铁心叠片不达标，就会导致绝缘长期处于高温的状态下运行，随着时间的增加，会加速绝缘的老化，致使短路短路现象发生，也会加剧电流的增加等，极易造成造成高压熔断器被熔断，对变电站的发展造成了严重的影响。
4.2 铁磁谐振造成的电压互感器被击穿。变电站的运作中，发生铁磁谐振后，互感器激磁电流急剧增大几十倍，长时间的谐振后，极易损坏电压互感器。
4.3 电压互感器二次负荷偏重。 在电压互感器的运用中，如果一、二次电流较大，二次侧负载电流会发生变化，其总和会超过先前设置的额定值，这种情况下，必然造成PT内部绕组发热，极其容易导致膨胀爆炸现象的发生。
5 电压互感器故障原因分析
在电压方面，按照产生的运营分类，可将电压分为四种，分别是雷电过电压、工频过电压、谐振过电压以及操作过电压，一般结合电压互感器烧毁时的具体情况进行分析，谐振过电压引起的事故占据了大部分，笔者将对其进行具体分析。
一般情况下，按照起因，可将谐振过电压分为三种，分别为参量谐振过电压和线性谐振过电压，以及铁磁谐振过电压，第三种较常出现，具体而言，其是指非线性电感与电容串联激发起的谐振现象，基于其中的电感值非常数现状，会让谐振存在不一致性，高低谐振也随之出现[3]。
除铁磁谐振，另一个很重要的故障原因便是电压互感器的熔断器熔断现象，因为其与电压互感器的形式有关联，具体而言，有三相五柱式电压互感器和单相组式电压互感器两种，通过分析，笔者得知负载与互感器本身存在着一定的相互关系，两者的之间的联系会因一方出现问题而变得更加紧密。
6 危害处理办法
针对本文提到的两种常见故障，经笔者研究分析认为，一般可在35kv电压互感器一次的中性点加装阻尼电阻，以此来低压下消谐器呈高电阻值，在此基础上，一开始就使得谐振请鲁昂不容易发生，而且在及进行单相接地的时候，电压互感器上的消谐器会发挥自己的效用，会出现千余伏电压非线性电阻下降，这样，就使得其对接地保护工作没有影响，保证了变电站的良好运行。
增大谐振回路的阻尼的同时，为避免此类情况的产生，还要联系系统的运行方式，进行对方位的保障，为实现此目标，运行人员应熟悉和了解相关方面的知识和技术，一旦遇到断路断开但母线电压仍高的时候，要考虑到可能发生谐振的情况，针对此，应立即断开电压互感器刀闸，亦可通过断路器前、后刀闸，来进行故障的消除，仅需短路其中的一组即可，然后详细全面地检查电压互感器，包括测试线圈直硫电阻、外看电压互感器是否漏油等等，防止互感器带兵运行，再次导致故障的发生。
为避免空母线电压互感器的铁磁谐振现象，经仔细研究分析后，可改变运行和操作的方式，增大母线电容或采用电容式电压互感器等，此外，在建造变电站的时候，还要保证电压互感器的质量，进而确保其在使用中不出现故障。
结束语
综上所述，新时期的发展过程中，人们对用电的需求逐渐增加，为适应新的发展要求，电力系统的复杂程度也随着增加，变电站中电压互感器的故障也时有发生，针对此现象，本文分析了35kv变电站电压互感器的两种常见故障，在对故障原因分析的基础上，提出了危害的处理办法，希望能为我国变电站的发展提供有益的参考。
参考文献
[1]杨森林，李沿桦.地铁35kV供电系统电压互感器故障分析[J].现代城市轨道交通，2012，03：38-40.
电压互感器范文2
[关键词]电压互感器故障 原因处理
中图分类号：TM45 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）18-0022-02
1 故障原因分析
1.1 电压互感器熔断器熔断原因分析
某110KV变电站35KV母线段电压互感器经常出现熔断器熔断的事故，事故发生后，通过对线路和电压互感器的检查，排除了电压互感器内部故障和电压互感器二次导线的短路问题，通过对35KV变电站配电系统分析，供电不稳定，电压波动较大，同时低压配电系统中变频设备较多，谐波源较多，故而造成配电系统易产生谐振，使电压互感器熔断器熔断。
1.2 电压互感器熔断器烧毁原因分析
电压互感器烧毁和爆裂的直接原因是由于绕组中通过过电流而引起发热造成的，流过绕组的过电流主要是：一是由于铁磁谐振或线路弧光接地引起的过电压，正常情况下，电压互感器承受的过电压和绕组上通过的电流不大，但是由于过电压不能很快消失和产生的热量不能发散出去，造成电压互感器温度上升。当温度达到一定程度时，电压互感器中绝缘介质受热分解产生的气体使其内部有限的空间中压力急剧变大，当内部压力超过其结构所内承受的极限时便发生电压互感器烧毁和爆炸事故，二是由于瞬间高幅值电压引起的，当电压互感器上的电压超过其极限耐压时，使电压互感器的绝缘击穿，造成绕组匝间短路，绕组电阻较小通过电流增大，而造成电压互感器爆炸。
经过对35KV电压互感器烧毁事故当天的监测数据分析，是由于谐振引起电压互感器烧毁和爆裂。
2 引发谐振的原因分析
在中点不接地系统中，由于接地保护的需要，三相电压互感器的中点是直接接地的，因此电压互感器与电网线路对地电容并联而形成谐振回路，电磁式电压互感器的电感是非线性的，这种谐振回路为非线性谐振回路，或称铁磁谐振回路，如图1。通常，在正常运行时，电压互感器的感抗XL远大于电网对地电容的容抗XC，即XL与XC不会形成谐振，但下列几种激发条件可以造成谐振：①电压互感器的突然投入；②线路发生单相接地；③系统运行方式的突然改变或电气设备的投切；④系统负荷发生较大的波动；⑤电网频率的波动；⑥负荷的不平衡变化等。由于以上几种条件使电压互感器的电感量发生变化，如果XL与XC匹配合适则将产生谐振。电压互感器的谐振必须由工频电源供给能量才能维持下去，如果抑制或消耗这部分能量，谐振就可以抑制或消除。由于电网中点不接地，正常运行时电压互感器中点N@和电源中点对地同电位，即中点不发生位移，当发生谐振时，电压互感器一相、两相或三相绕组电压升高，各相对地电位发生变动，但因电源电势由发电机的正序电势所固定，EA、EB、EC保持不变，在电网这一部分对地电压的变动则表现为电源中点发生位移，而出现零序电压，这就是说，谐振的发生是由于中点位移而引起的。假定当A相电压下降，B、C相电压升高，则A相显容性，而B、C相显感性，等值电路图如图2所示。如图所示，三相中各阻抗不对称，电源中点产生位移，在一定条件下将产生谐振。
3 谐振的基本特性
3.1 工频谐振
由电压互感器引发的基波谐振表现为一相电压降低，两相电压升高，且中点移到线电压三角形之外。基波谐振产生的过电压幅值般不高，对地稳态过电压不超过2倍相电压，暂态过电压也不过3.6倍相电压。
3.2 高频谐振
在中点绝缘系统中，由于电源不能向电压互感器提供三次谐波励磁电流，而使铁芯中磁通为平顶波，含有三次谐波磁通，对于三个单相电压互感器而言，三次谐波磁通可在每相电压互感器铁芯上流通，因而产生三次谐波电势，使中点位移而发生谐振。
高频谐振的表现是三相电压同时升高，即在工频电压下迭加三次谐波电压，因为各相基波电压与三次谐波电压均相等，所以三相电压指示相同。高频谐振通常在空母线合闸的激发条件下产生。有时，变电站出线很短是也会发生。高频谐振会产生较高的过电压，最高可达3倍相电压。
3.3 1/2分频谐振
除了基波和三次谐波谐振以外，电压互感器的铁磁谐振电路还可产生低于电源频率的分次谐波谐振，其中大多数为1/2次谐波谐振。1/2分频谐振时，其谐波波源必然存在电源中点与互感器高压绕组中点之间，即在UNN中，它是零序性质的。因此，分频谐振电压一般都认为每相对地电压为电源电势（基波）和中点位移电压（1/2次谐波）的相量和。1/2分频谐振过电压不高（不超过2倍相电压），这是由于铁芯深度饱和所致。因为频率减半，互感器铁芯中磁密要比额定时大1倍，使铁芯饱和，励磁感抗急剧下降，因而高压绕组流过极大的过电流，一般可达几十倍甚至上百倍额定电流，使互感器过热并产生电动力的破坏。由于是热和电动力的破坏，电压互感器往往有一发展过程，表现为互感器冒烟、熔丝熔断、油浸互感器喷油等。1/2分频谐振的激发条件大都是单相接地故障又突然消除的暂态过程。由于其起振电压较低，在一定电网条件下1/2分频谐振是最容易发生的，而且破坏力很强，也是电压互感器出现烧坏事故的主要原因。
4 常用消谐方法及优缺点
4.1 采用励磁特性较好的电压互感器
选用伏安特性非常好的电压互感器，使电压互感器在一般的过电压下不会进入饱和区，不易构成参数匹配而出现谐振，但是电压互感器的励磁特性越好，产生电压互感器谐振的电容参数范围就越小，虽可降低谐振发生的概率，但一旦发生过电压，则过电流更大，谐振越剧烈。
4.2 在母线上装设中性点接地的三相星型电容器组
增加对地电容这种方法，可增大各相对地电容，使XC/XL
4.3 电压互感器高压侧中性点经电阻接地
在高压绕组中性点安装电阻器Ro后，能够分担加在电压互感器两端的电压，从而能限制电压互感器中的电流，特别是限制断续弧光接地时流过电压互感器的高幅值电流，将高压绕组中的涌流抑制在很小的水平，相当于改善电压互感器的伏安特性。
从阻尼的角度看，串入的电阻Ro越大，抑制谐振的效果就越好，若Ro为无穷大，即PT高压侧中性点变为绝缘，则不会发生谐振，会使电网单相接地故障时开口三角电压太低，影响接地指示灵敏度以及保护装置的正确动作。
4.4 电压互感器一次侧中性点经零序电压互感器接地
此类型接线方式的电压互感器称为抗谐振电压互感器，其原理是提高电压互感器的零序励磁特性，从而提高电压互感器的抗烧毁能力，但是电压互感器中性点仍承受较高电压，且电压互感器在谐振时虽可能不损坏，但谐振依然存在。
4.5 电压互感器二次侧开口三角接阻尼电阻
在三相电压互感器一次侧中性点串接单相电压互感器或在电压互感器二次开口三角处接入阻尼电阻，用于消耗电源供给谐振的能量，能够抑制铁磁谐振过电压，其电阻值越小，越能抑制谐振的发生。但在实际应用中，由于原理及装置的可靠性欠佳，这种装置的运行情况并不理想。在单相持续接地时，开口三角绕组也必须具备足够大的容量，这种消谐措施对非谐振区域内流过电压互感器的大电流起不到限制作用。
5 处理方法
可以采用自动调谐原理的接地补偿装置，通过过补、全补和欠补的运行方式，来较好地解决谐振问题。自动调谐接地补偿装置主要是由五大部分组成：接地变压器、电动式消弧线圈、微机控制部分、阻尼电阻部分、中性点专用互感器和非线性电阻。接地变压器是作为人工中性点接入消弧线圈。消弧线圈电流通过有载开关调节并实现远方自动控制，采用予调节方式，即在正常运行方式情况下，根据电网参数的变化而随时调节消弧线圈的分接头到最佳位置。自动跟踪和自动调谐利用微机控制器实现。通过测量位移电压为主和中点电流与电压之间的相位，能够准确的计算、判断、发出指令自动进行调整，显示有关参数：电容电流、电感电流、残流和位移电压等。
自动调谐接地补偿装置能够实现全补偿运行或很小的脱谐度，主要是由于在消弧线圈的一次回路中串入了大功率的阻尼电阻，降低中性点谐振过电压的幅值使之达到相电压的5%-10%。可在消弧线圈的一次回路中串入大功率的阻尼电阻，增大阻尼率的措施来达到。消弧线圈的脱谐率与电压及电网的阻尼率有关，当电网形成后其不对称电压基本是个固定值，消弧线圈为保证在单相接地时有效地抑制弧光过电压的产生，要求脱谐率达到5%以内，那么只有改变阻尼率，才能改变位移电压，因此应当在消弧线圈回路串入电阻，保证阻尼率，控制中性点位移电压。在低压电网中由于中性点不对称电压很小，为提高测量精度采用特制的中性点专用互感器，提高检测灵敏度；非线性电阻的采用对欠补偿下的断线过电压和传递过电压都有明显的抑制作用。
随着科技的发展，电力系统的复杂程度也在不断增加，如何保障变电站的正常运行是目前研究的重要内容之一。本文对110KVKV变电站的35KV电压互感器的故障分析和问题处理，希望能对日后变电站的维护和建设起到一定的帮助作用。
参考文献
[1] 万千云，梁惠盈，齐立新.万英.电力系统运行实用技术[M].北京：中国电力出版社，2005：140-152.
电压互感器范文3
关键词：电压互感器消谐措施选择
长期以来，石河子电网6~35kV系统均采用不接地运行方式。这种运行方式在系统发生单相接地时，允许一定的时间内带故障运行，因而大大提高了系统的供电可靠性。随着区域电网的超前发展，系统对地电容也迅速增大。在系统发生某些扰动时，极易引发系统内电磁式电压互感器的饱和，激发谐振过电压，导致系统接地电压互感器（TV）高压保险熔断烧毁，严重时出现设备闪络跳闸。根据本地区电网的实际情况，选择了不同的措施来抑制由于TV饱和引起的谐振过电压。
1TV三角形开口装设消谐电阻
由110/35kV紫泥泉变电站35kV设备，35kV红沟变电站及石场变电站的35kV设备，以及它们之间的35kV联络线（紫红线：20km，紫石线：8km）组成局部的35kV系统，其所带的负荷常年在较低水平，自建成后，频繁发生谐振，每年都有数个35kVTV喷油烧毁，损失惨重。严重威胁着电网的安全运行。经由分析该系统发生分频谐振的区域为
XC0/XL=0.01~0.08(1)
发生基波谐振的区域为
XC0/XL=0.08~0.5(2)
式中XC0——系统的零序电容容抗；
XL——电压互感器（tv）单相绕组在额定线电压下的激磁阻抗。
输电线路的电容电流一般采用下式计算
IC0=3Uφ(1/Xco)×103(3)
式中Uφ——相对地电压，kV。
由式(3)可求得该35kV系统零序电容容抗XC0为0.0187MW。这几个站的JDJJ2-35型TV的激磁阻抗，约在2.2MW左右，代入式(1)中可求得XC0/XL=0.0256，该值落在1/2分频谐振范围，因此当该系统有单相接地、雷击、合闸等条件激发时，将产生分频谐振。此时，电压互感器的励磁电流急剧增加，可高达额定励磁电流的几十倍以上,从而造成电压互感器的烧毁。为了抑制TV的分频谐振，选择了在TV二次三角形开口处并联一阻尼电阻，其阻值可由下式求出
R=XL/K2（4）
式中XL——系统感抗；
K——tv变比系数。
将相关参数代入等式(4)可得：R=25W。由于天气原因，检修人员只在紫变，石场变的35kVTV开口三角形装设了25W的阻尼电阻，而红沟变未能及时安装。暴风雨过后，红沟变有两台35kVTV又因谐振而喷油烧毁。后来将红沟变更换TV后的二次开口三角形装上的阻尼电阻。现运行近一年，该35kV系统的所有TV再未发生因谐振而烧毁的事故。经验表明，必须在同一系统，所有TV二次开口三角装设阻尼电阻，才能有效的抑制谐振。
2Tv中性点装设阻尼电阻
石河子电网很多变电站分布在边远的农牧团场，负荷以季节性的农业灌溉，棉花加工为主，变化起伏很大。在10kV线路轻载时，遇到线路上接地故障，或值班员拉路查找接地点时，都时常引发10kV系统谐振，站内三相指针式电压监控仪表的表针全部打到头，数分钟不返回，随后就是10kVTV保险的熔断,电压回零。经检查TV绝缘严重降低,高压对低压绕组及高压对地的绝缘电阻已不足2MW，无法投入运行。也曾试图用第一种办法解决，但考虑到团场10kV电网属农电公司管理，线路参数处于经常变化之中，确切的参数无法及时收集。因此采取了在TV一次中性点对地接入LXQ-10型阻尼电阻。它的直流特性与传统的RXQ消谐器相近，但结构设计迥异，具有体积小，重量轻，表面经过特殊处理，户内户外可通用，安装也很方便的特点。在几个易发生10kV系统谐振的变电站安装后，效果良好。但在选择阻尼电阻时应注意TV的绝缘等级是全绝缘还是半绝缘，若是半绝缘应选择弱绝缘型的LXQ-10阻尼电阻与TV相匹配。此外该阻尼电阻不能固定在JDZJ-10型TV的紧固螺栓上，因为该处是不接地的，而应与接地螺栓相连接，并检查接地良好。
3装设抗谐振全绝缘电压互感器
本地区35kV小拐乡无人变电站，距离石河子市区150km，路况不好，变电所的数据远传功能还未完善。每当线路有接地时，不能及时发现，接地故障不能在规程规定的时间内消除，造成户外10kV干式电压互感器多次烧坏。直到几天后有人巡视时才发现。针对这种情况，选择励磁特性饱和点较高的抗谐振全绝缘电压互感器，使其可以在系统有接地时，能够长时间运行而不烧毁。该设备已投入近半年，状况良好。
4装设消弧线圈自动调谐装置
位于石河子市区的几个变电站，电缆出线多，接地电容电流很大，发生接地后电弧不易熄灭，容易激发TV的饱和谐振过电压和间歇性的弧光接地过电压，导致事故跳闸率上升。为了提高市区供电的可靠性，减少谐振过电压发生的机会，装设了消弧线圈自动调谐装置。该装置可以自动调整消弧线圈的感性电流，补偿故障点的电容电流，使故障点的残流减少，从而达到自然熄弧目的，抑制过电压的产生。运行经验表明，消弧线圈对抑制电磁式电压互感器饱和而产生的谐振过电压，降低线路的事故跳闸率有明显作用。但在选择消弧线圈时有以下几个问题应引起重视：
·要测算所装设电网的电容电流；
·要考虑电网的发展趋势，合理选择消弧线圈的容量；
·选择质量、性能可靠的自动跟踪补偿测控系统。
电压互感器范文4
摘要：电压互感器（PT）作为变电站中保护和计量的主要设备,在运行中起着至关重要的作用。其熔断器的频繁熔断不仅造成了经济损失,而且也影响正常的保护和计量工作,成为电网安全运行的隐患。先介绍电压互感器的作用、概述电压互感器熔断器熔断的常见原因，然后结合变电站现场发生的PT熔断器熔断现象,通过理论分析,对变电站PT熔断器熔断现象的根本原因做出解释,为今后可能出现的类似问题提供参考和借鉴。
关键词：电压互感器; 铁磁谐振; 高压熔断器熔断; 解决措施
中图分类号：TM 文献标识码：A文章编号：1672-3198（2011）05-0277-01
1 电压互感器的作用
（1）把一次回路的高电压按比例关系变换成100V或更低等级的标准二次电压，监视母线电压及电力设备运行状况，并提供测量仪表、继电保护及自动装置所需电压量，保证系统正常运行。
（2）可以将一次侧的高电压与二次侧工作的电气工作人员隔离，且二次侧可设接地点，确保二次设备和人身安全。
（3）使二次回路可采用低电压控制电缆，且使屏内布线简单，安装、调试、维护方便，可实现远方控制和测量。
2 电压互感器损坏及高压熔断器熔断的危害
（1）对变电设备的危害:一般情况下，系统中最常发生的异常运行现象是谐振过电压。虽然谐振过电压幅值不高，但可长期存在。尤其是低频谐波对电压互感器 线圈设备影响的同时可能会危及变电其它设备的绝缘，严重的可使母线上的其它薄弱环节的绝缘击穿，造成严重的短路事故甚至大面积停电事故。
（2）对运行方式的危害:出现电压互感器烧坏及高压熔断器熔断现象后，如不能马上修复，将导致母线不能分段运行。
（3）对人员的危害：一旦发生电压互感器损坏或高压熔断器熔断现象，将会给运行人员巡视设备时造成人身伤害。
（4）降低供电可靠性和少计电量:若电压互感器损坏或高压熔断器熔断，则无法准确计量，直接造成电量损失或计量不准确。同时保护电压的消失将严重危及供电设备的安全运行。
3 PT高压熔断器熔断的常见原因
在实际运行中，电压互感器高压熔断器经常会发生熔断现象，其原因主要有以下几种：
（1）系统运行环境变化，出现危及系统安全运行的铁磁谐振，引起电压互感器一、 二次侧熔断器熔断。
（2）一次系统发生单相接，产生弧光接地过电压。
（3）二次负载过重，将导致电压互感器熔断器熔断。
（4）低频饱和电流可引起电压互感器一、二次熔断器熔断。
（5）电压互感器一、二次绕组绝缘降低、短路故障或消谐器绝缘下降可引起一、二次侧熔断器熔断。
（6）电压互感器X端绝缘水平与消谐器不匹配导致一、二次侧熔断器熔断。
（7）操作方法不当，不按规程操作。
4 实际案例
2010年8月2日，某变电站35kV I段母线电压互感器高压熔断器A相熔断，型号为xrnp6-40.5/0.5-31.5-1，变电站运行人员依据该站现场运行规程进行处理，及时更换已熔断的高压熔断器，8月7日，35kV I段电压互感器高压熔断器A、C相又发生相继熔断现象，有关人员对电压互感器进行全面检查和高压试验，结果没有发现任何异常。
2009年2月，某变电站将两组型号为JSJW-10Q的10kV 油浸式互感器更换为型号为JDZX9-10Q的干式互感器。2009年3月12日该PT开始出现高压熔断器熔断。故障出现时，变电站运行人员根据相关规程进行处理，及时更换已熔断的高压熔断器。3月16日，该PT高压熔断器又出现A、C相熔断现象。对这次高压熔断器熔断，有关人员采取了加固PT一次N端接地，并再次对该PT进行高压试验。试验表明，这两次高压熔断器熔断时，该段母线均有10kV线路接地现象。
5 故障分析
第一起故障经过检查，排除了由PT本身绝缘降低及操作不当等原因造成的高压熔断器熔断，经过分析与讨论，初步认为故障主要原因可能是由于电压互感器高压熔断器容量配置不足造成的。
第二起故障根据PT高压熔断器熔断的常见原因，结合现场的故障现象以及相关的高压试验结果，经过分析与讨论，初步认为故障主要原因可能是系统产生铁磁谐振引起的。
电力系统的任一回路都可简化成电阻R、感抗wL、容抗1/wC的串并联回路。不管是串联还是并联回路，当容抗1/wC和感抗wL相等时，这个回路就会发生谐振。回路中的电感元件和电容元件就会产生过电压和过电流，此时的电场能量（电容）与磁场能量交换达到最大值。在高压回路中，由于线路等电气设备对地存在分布电容，再加上电压互感器之类的非线性铁磁元件电感的存在，具备了构成谐振的必要条件，一旦系统电压发生扰动，就有可能会激发谐振，由于铁磁元件的非线性（如铁芯饱和时感抗会变小）,这一谐振会进一步增大，当出现wL1/wC时，这种谐振称为铁磁谐振。铁磁谐振对地产生很高的过电压，此电压可能是额定电压的几倍至几十倍，致使瓷绝缘放电，绝缘子、套管等的铁件出现电晕，电压互感器一次熔断器熔断，严重时将损坏设备。
在实际运行中产生铁磁谐振的具体原因，可能有以下几方面：①中性点不接地系统发生单相接地、单相断线或跳闸，三相负荷严重不对称等。②与电压互感器铁芯的饱和程度有关。在中性点不接地系统中使用中性点接地的电压互感器时，若其铁芯过早饱和则更容易产生铁磁谐振。
③倒闸操作过程中由于运行方式恰好构成谐振条件，如三相断路器不同期分合时，都会引起电压、电流波动，引起铁磁谐振。
由于本次电压互感器高压熔断器熔断的故障是更换电压互感器后才频繁产生，因此进一步认为：由于新旧PT结构的不同，致使该变电站10kV设备在外界系统发生不对称接地时更容易发生谐振，结果导致该PT的高压熔断器频繁熔断。
6 解决措施
2010年9月12日，该变电站将35kV I段母线电压互感器高压熔断器型号由xrnp6-40.5/0.5-31.5-1 更换为xrnp6-40.5/1-31.5-1，再也没有发生PT高压熔断器熔断故障。
由于该变电站10kV系统是中性点不接地系统，决定在PT与中性点之间安装一次消谐装置，来解决因铁磁谐振引起过电压而导致10kV母线PT高压熔断器频繁熔断这一故障问题。2009年4月22日，在10kV PT的中性点与接地之间安装一个型号为 LXQⅡ-10（6）的消谐装置。消谐装置投运后至现在，再也没有发生PT高压熔断器熔断故障。
7 事故分析
电网系统内部由于非线性负载造成较大的电流谐波分量（3、5次谐波分量较大），而原设计采用的PT.0.5级100VA（不排除PT励磁特性差）在电流谐波的作用下很容易使铁芯进入铁磁深饱和区，励磁电流增大，感抗下降，引发铁磁谐振，会在PT一次绕组出现数安培到十几安培幅值的瞬间涌流，从而烧断PT0.5A高压熔丝。
变电站10KV系统采用中性点不接地方式，其母线系统上的Y0接线的PT是中性点不接地电网对地的唯一金属通道，因此电网相对地电容的充、放电途径必然 通过PT一次绕组，PT的励磁电感和系统对地电容形成L-C回路，从而引发铁磁谐振而出现饱和过电压，并将由通常的工频位移过电压转化为谐波振荡过电压， 使PT的励磁电流可达额定励磁电流的几倍到十几倍，造成PT的高压熔丝一相或两相或三相熔断，甚至使PT因严重过热而烧毁。
电网系统相对地电压不平衡、不稳定、三次谐波电流的出现，或所用三相PT伏安特性相差过大，造成PT剩余绕组开口电压升高。
8 结束语
在实际运行中10kV电压互感器高压熔断器熔断情况时有发生，给电力系统稳定运行带来很大危害。首先，要考虑高压熔断器的配置容量问题，同时，还要从互感器本身考虑，如加装合适的消谐装置，提高设备的稳定性和抵御系统故障能力。其次，发生故障时，要快速正确处理，防止故障的进一步扩大。再次，要不断总结使用的经验和故障处理的方法，才能保证系统的安全稳定运行。
参考文献
［1］薛瑞民，电子设备的雷电及瞬态过电压防护技术指南 ［M］.北京：中国铁道出版社，2002.
［2］张全元 变电运行现场技术问答［M］.北京：中国电力出版社.
电压互感器范文5
关键词：电容式电压互感器 铁磁谐振 过电压 介损
中图分类号：TM451 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）012-025-02
1引言
电压互感器作为测量设备，在反映电力系统运行状态和保护电力系统稳定承担着重要作用。电压互感器常见故障有：二次熔丝熔断，一次熔断器熔断，击穿熔断器熔断，铁磁谐振，内部绝缘损坏等。每种故障的诱因都有差别，为探明故障导致的原因，就需要针对每种故障进行详细分析并进行分类，从而达到维护电力系统稳定和保证设备安全运行的目的。
电容式电压互感器具有电场强度裕度大、绝缘可靠性高、不与开关断口电容形成铁磁谐振并能削弱雷电波头等电气优点。一般适用于110kV及以上电压等级，目前在电力系统已得到广泛应用。由于受设计制造经验、工艺水平、原材料及过电压等因素的限制，投运后会发生各种各样的故障，影响了电网的安全运行。
本文针对常德电业局220kV铁山变电站的电容式电压互感器故障进行分析，找出故障发生的过程及其原因，从而针对性地提出预防措施。
2电容式电压互感器的工作原理
该电压互感器为电容式，型号TYD110/ -0.01。其电气原理图如图1所示。根据试验数据分析原因如下：
由图1可见：
该电容式电压互感器中使用的是氧化锌避雷器，氧化锌避雷器是通过将一次绕组线圈过电压控制在一个比较低的水平，从而防止因中变压器铁心饱和程度过深导致铁磁谐振。由图可见，当一次绕组线圈产生过电压时，则与其串联的补偿电抗器也产生过电压，则避雷器F上也承受过电压，此时起保护作用的避雷器将能量传到大地，从而保护了一次绕组及补偿电抗器。
3故障分析
3.1故障过程
2012年7月12日，检修人员接到运行人员通知，220kV铁山变110kV母差保护、110kV II母上各出线保护屏发TV断线信号。检修人员立即到达现场，经检查发现II母电压互感器C相故障造成电压异常，需尽快停电处理。运行人员接到调度指令，将5X24 TV退出运行，安排检修人员进行检修工作。检修人员经许可开工，先后对5X24 TV C相进行介质损耗及变比测试试验，试验数据均不合格，由此判定TV已损坏，于是组织配件，对TV进行了更换，更换后投入运行，保护信号显示正常。
3.2试验测试
解体前测试数据见表1。
测试数据表明：一、二次绕组线圈电阻值正常，即线圈没有断线；阻尼器呈高阻状态，表明阻尼器消谐功能正常；一、二次绕组对地以及一次绕组对二次绕组的绝缘电阻值不正常，绝缘性遭到严重破坏，避雷器对地绝缘电阻值为0M ，表明避雷器已经被击穿损坏，对地导通。由此可以判断电压互感器电磁部分的故障是导致此次故障的主要原因。
3.3原因分析
由试验结果可知，该氧化锌避雷器已经被击穿，一次、二次绕组对地以及一、二次绕组之间的绝缘性遭到破坏。
分析其原因可能是：在TV故障发生前曾经有雷电产生，而避雷器由于老化问题，导致避雷器击穿放电后不能恢复，长时间引起一次线圈过电压，同时引起回路长时间产生了铁磁谐振，产生大量能量，破坏一、二次绕组的绝缘性能，引起二次测量电压不正常，保护装置报TV断线。
铁磁谐振发生过程分析如下：
在铁磁材料中， 不是固定的常数，磁感应强度B和磁场强度H之间不是线性关系，如图2所示。在图中可见，曲线的A点附近曲线开始弯曲，再往上，B值的变化越来越平缓，H变化而B值变化很少的现象我们就称为磁饱和现象。磁饱和后，线圈中电流再增加，电感中的磁通基本不再增加。线圈磁阻增加的同时导致激磁回路感抗变。
此时，一次线圈电压升高，使线圈出现较大激磁电流导致中变压器铁心饱和，激磁回路感抗变小，即一次线圈感抗变小，使得Xr+Xl接近于Xc，从而引起铁磁谐振。一般情况下，阻尼器通过电阻发热，将铁磁谐振产生的能量消耗掉，此阻尼器也叫消谐器。但当避雷器被击穿而长时间不能恢复时，即避雷器已经起不到保护作用，铁磁谐振的现象将长时间持续，而铁磁谐振将使电感和电容产生过电压，一般为额定值的2～3倍，使一次线圈电流增大很多，线圈发热严重，绕组间绝缘以及对地的绝缘性能遭到破坏，同时由于阻尼器长时间吸收大量谐振能量，电阻发热量极大，促使油温温度上升，加剧了一次、二次线圈的绝缘性能的损害，这与现场测试的一、二次线圈绝缘电阻值的结果一致。从而导致了二次线圈电压显示不正常，保护装置报TV断线信号。
4结论
（1）氧化锌避雷器击穿将加大铁磁谐振发生的几率。
（2）消谐器长时间吸收大量谐振能量，电阻发热量极大，促使油温温度上升，破坏电容式电压互感器的绝缘性能。
（3）应该加强红外测温仪对电容式电压互感器运行设备状态的监视。
（4）进一步对此类氧化锌避雷器进行试验研究，探明是个别产品老化问题，还是产品质量问题。
参考文献：
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[2] 王晓云，李宝树，庞承宗.电力系统铁磁谐振研究现状分析[J].电力科学与工程，2002（04）.
[3] 柳亦钢，梁俊晖，陈晓东.浅谈串联铁磁谐振及其消除方法[J].广西电力，2005（03）.
电压互感器范文6
关键词 电压互感器;开口三角绕组;铁磁谐振
中图分类号TM4 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)31-0136-01
1 防振电压互感器的原理简述
与常规电压互感器相比,防谐振电压互感器的关键措施是将常规三相电压互感器星形接线的一次线圈公共端N悬空,这样,在系统发生单相接地异常运行状态时,电压互感器的一次线圈就不会承受线电压,从而使电压互感器因铁芯饱和而产生谐振。
一次线圈公共端N悬空后,为弥补系统发生单相接地时,在电压互感器二次线圈侧正确测量到故障的相别,保证其测量效果等同于常规三相电压互感器。需要在其悬空的N端和接地极之间再接入一台单相电压互感器,其变比规格为10/√3M0.1/√3―0.1kV,接线原理图如下图所示。
从图中可以看出,当10kV系统发生 A相金属接地故障时,电压互感器的一次线圈等值电路可表示为:
此时,A点电位为零,N点电位为-UAN,B、C点的电位分别为-UAB,-UAC。虽然电压互感器一次线圈的各个端点的电位发生了变化,但电压互感器的三相电压线圈TV1上的电压降基本不会变化,而零序补偿线圈TV´上的电压由原来的0变为UAN。这样,反映在电压互感器二次侧表计回路的电压为Ua=0;Ub= UAB;Uc=UAC。因此,零序电压互感器的使用,保证了其正常的测量效果。
2 防振电压互感器在安装和运行中应注意的问题
1)二次回路的接线中只允许一点接地,如图1所示。如果还有其他接地点,则有可能将电压互感器烧毁。例如,现场有时还将互感器二次绕组的公共点n点接地,则从图1中可以看到,零序电压互感器的二次绕组有一半被短接,当系统发生单相接地故障时,其一次绕组承受相电压,互感器处于短路运行,这种错误在正常运行中不会发现,只有在发生事故时,一般要等到互感器冒烟,树脂烧焦熔化才会被察觉。有关资料反映,类似故障在系统中已发生多起。
2)一次线圈的公共端子N不能直接接地。首先,N端接地以后,相当于按常规电压互感器进行接线,不能起到防止谐振过电压的作用,更为严重的是,对于某些特殊结构的电压互感器(如JSZF-10G型),其三个相电压互感器(TV1)公用一个三相三柱式铁芯,,当系统出现单相接地故障,在互感器中产生零序电压,而零序电压产生的零序磁通没有铁磁回路,磁通只能经空气中闭合,磁阻很大,此时,电压互感器的零序励磁阻抗很小,则会出现互感器因零序励磁电流很大而烧毁,经运行统计,此类事故,也曾发生过,不可忽视。
3)常规的单相电压互感器一般带有测量系统零序电压的剩余电压绕组,而在防谐振接线的三相电压互感器中,该剩余绕组串联输出的电压将不会反映系统的零序电压,理论上讲,该电压为零。所以在某些设备制造厂家的技术要求中,将该剩余电压绕组串联后再短接运行,以改善三次谐波对电压互感器的输出波形的影响。但实际上,由于存在中性点电压互感器(TV′),该短接的剩余电压绕组的作用已经很小。相反,剩余电压绕组串联短接运行后,只要三相电压互感器的一次接线或剩余电压绕组的二次接线有一处极性接反,就会造成电压互感器因二次回路短路而烧毁,存在很大风险。所以,宜将剩余电压绕组开路运行。在新型的JSZF-10G型电压互感器的制造设计中,已经取消了剩余电压绕组。
参考文献
[1]电流电压互感器.大连第二互感器厂.
