摘要:本文总结了电气成套设备中PT柜运行质量事故的产生，并探讨了电压互感器产生损害和熔断器的反复熔断的原因，还分析了在电力系统配电网络中成套产品在配置设计中存在的问题，由此提出了消除事故的改进方案。
关键词:电压互感器；熔断器；额定电压
在电力系统中，PT柜是不可或缺的功能单元，它组成了熔断器和电压互感器，主要是将电网的高电压转变为低电压，由此来提供继电保护，不仅如此，它还实现了自身的短路保护。它是属于连接在高压母线上的所有元器件的共用电气装备。近几年来，较多的电网工程的成套开关设备在调试的过程中，就常常会发生PT柜内电压互感器的烧毁或者是熔断器反复蓉熔断的现象。比如，在杭州一家公司的110kv变电站的35kv系统发生了PT柜燃烧，再比如，220kv变电站的10kv在运行的过程中发生PT柜里面的互感器遭到损坏。除此之外还有较多的电网在通电运行的过程中为保护电压互感器用熔断器时出现熔断等现象。
1、事故产生的原因及分析
产生电压互感器出现烧毁现象的共同原因是所配的熔断器，熔断器的熔芯的额定电流都是0.5A和1A，有一些可能会出现2A是电流。但是熔断器反复熔断的现象是所配置的保护电压互感器所使用的熔断器的熔芯的电流是0.2A,0.3A以及0.5A。电力系统只有在PT柜中配置一次消谐和二次消谐才可以更有效的保护电压互感器，但是电力系统的PT柜中都没有相关的配置。进而导致了PT柜的熔断器的反复熔断。
事故产生的原因可以归纳为三种：第一种，主要是因为单相接地导致电压互感器的烧毁；第二种，进线开关的突然合闸、断续孤光接地等因素引发的电压互感器的铁磁谐振，造成电压互感器的损坏；第三种，保护电压互感器同熔断器的而定电流和电压互感器的匹配有问题。针对上述的三种原因，进行简要的分析：
1.1、最高运行电压下的电压互感器运行时间的要求
电压互感器的主要参数之一是而定电压因数。国家标准GB-T1207-2006《电压互感器》中已经明确的说明：额定电压因数是和额定一次电压标准值相乘的一个系数，为了确保电压互感器满足规定时间内的热性能要求，和满足准确级的要求的最高电压。
在我国3.6kv~40.5kv的电网大部分是中性点非有效接地系统，标准规定“带有自动切除对地故障装置的中性点非有效接地系统的相与地之间，如果系统的而定电压因数达到1.9kv的时候，要在30秒内断开电压互感器和系统的连接”。
中性点费有效接地系统中，如果发生单相接地，就会造成电压互感器输入端的亮相电压达到而定电压的2.1倍以内。如果电压互感器的输入端电压升高，他的磁通讯就会快速的达到饱和状态，使输入端的电流里的线性关系达到2.1倍。根据GB-T1207-2006的要求，必须有电力系统在30秒内解除，不然就会造成电压互感器的烧毁。根据店里系统的《运行规则》规定，电网出现单相接地的时候，只允许2h内继续运行，因此，在电网实际运行的过程中，由于配置自动切除故障，造成了电压互感器烧毁的现象产生。
1.2、系统中电压互感器的铁磁谐振现象
我国3.6kv~40.5kv的输电网差不多都是中性点不接地系统或者是中性点经过消弧线圈接地的系统，与电网并联的PT同路基本上开始采用电磁接地，是中性点直接接地。如图一所示，每相的一次线圈和每组线路对地的电容组成。如果每相的对地电容相等的话，那么个相总导纳大小也是相同的，电网的中兴点的零序电压最终是0。其公式为：
图一 电压互感器的谐振回路（并联）
在正常运行状态下，电压互感器的阻抗是很大的，由上述公式可以看出：对于总导纳的电纳部分而言，感纳要比容纳小，因此每相电路显溶性。当电网出现非正常情况时，比如，空载母线合闸造成两相励磁的电感应降低，使得其电流不断增大；又比如，单相电弧在接地的时候那一瞬间会使得其他没有受损的两相电压振荡瞬间升高，由此产生相对比较强的电流，进而导致一相电路或两相电路出现显感，电压会出现零序现象发生。因此也回造成电压互感器中出现此类电流。如图2所示：
图二 电压互感器的谐振回路（串联）
由此可见，当电网出现冲击波动，电路中的参数变化满足谐振条件的情况下，就会产生电压互感器的一相电路的并联谐振会现象发生，也回产生三相电路组成的零序回路串联谐振现象，这就是铁磁谐振。当电压互感器出现铁磁谐振现象时，就会使得励磁电流增大产生铁芯饱和现象，由此，出现饱和过电压，增大的励磁电流会损害电压互感器。
基波共振会使得对应的电压、电流升高，但是电压升高的坡度会比较大，电流则相反，坡度较小，这种现象会使得PT柜中的电压互感器内部因绝缘而造成烧毁；分频谐波共振是各相电压和电流都升高，但是其电压的升高坡度小而电流大，一次电流达到电压互感器正常额定电流，这种情况也回造成PT柜中的电压互感器的损坏，严重的可能会引起爆炸现象。
1.3熔断器的配置要求
我国3.6kv~40.5kv的店里系统的中性点是非有效接地，他在PT柜中，成套的开关设备通常配置的电压互感器是电磁式接地型的。例如，JDZ-IO而定电压比值为1000/3/100/3/100/3,输出容量为50VA、100VA、200VA、400VA，计算的情况如表一所示：
3.1、限制电压互感器的铁磁谐振
限制电压互感器的铁磁谐振，可以使用依稀消谐或者二次消谐。使用一次消谐就是电压互感器一次侧中性点和地面之间安装一个接地电压互感器，这种方法可以有效的消除电压互感器一次绕组中的过电压。限制铁磁谐振的产生，避免互感器的烧毁和熔断器的反复熔断。使用二次消谐可以在电压互感器的剩余绕组的三角处安装消谐装置，这种消谐装置就是二次消谐器XZ。当前，使用较多的方式是微机消谐的装置，微机消谐的工作原理是当谐振要发生的时候可以瞬间接通阻抗回路，可以彻底的消除铁磁谐振的产生。
3.2、选用适当的保护电压互感器的熔断器
当前，我们国家制造厂生产的保护电压互感器中用的P型号的限流型熔断器，额定电流的规格分别是0.2A、0.3A、0.5A、1A、2A不等。在结合上述中的电压互感器一次测过电流计算和与熔断时间的特性进行对照可以分析出，在额定电压10kv的电网中，使用国产的XRNO口的12型熔断器，应该选取电流时0.2A，这种配置的选择才是符合保护电压互感器在非正常运动是不收到损坏。除此之外，我国应大力研究和开发熔断器，使得时间电流特性可以满足标准要求，从而确保PT柜中主熔断器可以在电压因数下不仅可以合理运行，还可以有效的保护电压互感器。
结论
选用合适的保护电压互感器的熔断器，可以避免电压互感器的烧毁，最好可以使用额定电流是0.2A是我XRNP口型，PT柜中可以装一次消谐，消除铁磁谐振，由此来避免熔断器的重复性熔断。总而言之，两种方式都可以使用，在使用时也应考虑配置自动切除对地故障的装置，这样才可以有效的解决PT柜的运行质量事故发生。
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论文作者:马国斌
论文发表刊物:《防护工程》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/6
标签：电压互感器论文; 熔断器论文; 谐振论文; 电压论文; 电流论文; 电网论文; 现象论文; 《防护工程》2018年第3期论文;