摘要：PT在电力系统中主要指电压互感器，本文结合实例对中性点经消弧线圈接地系统PT谐振问题进行归纳分析，并提出应对措施，对10kV PT谐振问题研究具有一定的参考价值。
关键词：电压互感器；消弧线圈；谐振
1.引言
随着国家经济发展，社会用电量日益增大，这对电力系统的电压等级供电线路的要求不断提高，电压互感器作为电力系统中不可缺少的设备，其谐振导致电力系统设备毁坏的故障现象也较为常见。因此，对电压互感器谐振问题进行归纳总结具有重要的现实意义。本文针对PT谐振现象进行原理及危害的简述，并结合实例分析PT谐振的产生原因及防范措施。
2.PT谐振现象简述
2.1 PT谐振现象原理
PT作为一种特殊的变压器，在结构与使用形式上进行了限定，常见的有电磁式电压互感器，用于中性点不接地电网中。PT谐振现象主要指在扰动或者大系统有操作的情况下，电压互感器非线性铁芯达到过饱和状态，并同线路、对地电容形成共振回路，引发谐振过电压，进而引发一系列电力系统问题的现象。
2.2 PT谐振危害
PT谐振主要会对电力系统造成以下后果：
PT谐振导致二次输出电压转换市场导致电气测量仪表计量不准确
PT谐振现象可能导致继电保护和自动装置误动作
PT谐振现象会对临近的通信系统产生干扰，产生噪声，降低通信质量，甚至使通信系统无法正常工作
PT谐振现象可能产生大量附加的谐波损耗，引起PT内部电气元件发热，甚至导致烧毁
3.实例分析
3.1 事件概述
2014年4月3日17时45分，某电厂运行值班员去生产区域10kV配电室检查时，发现10kV中压段PT柜有冒烟并有焦糊味，立即电话汇报主值班员，并会同主值班员一起打开10kV配电室通风装置及前后门排烟，随后对故障PT进行隔离操作,将PT手车摇至“隔离”位置,后检查发现C相PT已严重烧毁。
事件造成该中压段母线PT的C相完全烧毁，烧毁PT退出运行,该中压母线丧失电压监视、报警功能。
事件分析从该电厂内部渠道及外部渠道两方面同时展开，内部渠道采取了和事件发生时的当值运行人员及维修人员访谈、查询装置记录、查询初始改造方案、查询设备出厂报告及各种试验记录等方式，外部渠道主要采取走访相关变电站了解事件发生时的电网情况、电话联系设备制造厂家了解同类设备在其它地方的运行故障情况等方式。另外，还对损坏的C相PT进行了全部解体和详细检测和检查，并查阅了国内10KV PT在防止谐振方面的设计经验及实际措施应用等。
3.2 事件时序
1.3月31日10时，维修人员对频繁报警的线路检查发现：报警因线路PT柜测控装置多次发“零序过压保护”信号引起。
2.4月3日9时，维修人员对10kV PT进行检查及试验：PT的绝缘电阻、直流电阻及外观检查、测控装置及二次回路检查。
3.4月3日17时，维修人员检查核联线PT未发现异常后终结了工单。
4.4月3日17时20分，运行值班员接到隔离经理解除隔离操作单指令。
5.4月3日17时24分，运行值班员解除隔离摘牌完毕。
6.4月3日17时25分，运行值班员执行任务单及临时操作单将“核联线线路PT由检修转运行”。
7.4月3日17时27分，运行值班员将PT摇入工作位置并按操作卡检查PT线电压及相电压均正常。
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8.4月3日17时31分，运行值班员发现 “线路失电告警”信号。
9.4月3日17时32分，运行值班员到10KV配电室检查母线A相对地电压89.8V、B相对地电压79.8V、C相对地电压20.0V、线电压正常、零序过压报警灯亮。
10.4月3日17时45分，运行副值班员再次去10kV配电室复查时，发现PT开关柜冒烟并有焦糊味,电话汇报主值班员。
11.4月3日17时45分-18时，运行主值班员赶到10kV配电室与运行副值班员一直进行了下列操作：打开通风装置及前后门排烟；对故障PT进行隔离操作；断开PT二次开关，取下二次熔断器，将PT手车摇至“隔离”位置；对10kV系统、直流系统等关联系统进行检查正常。
12.4月3日18时，运行值班员汇报值长、应急值班，并通过值长通知维修部、运行部值班人员。
13.4月3日18时30分，运行人员在维修值班人员的配合下将PT手车拉至开关柜仓外检查发现C相PT已严重烧毁。
14.4月3日18时以后，对线路运行采取如下临时措施：每运行值至少巡视一次开关柜，检查带电显示装置指示灯是否正常，如果指示灯熄灭，应及时联系调度，了解线路的实际状况。
3.3事件分析
通过上述图表分析核联线PT烧毁事件的各种原因如下：
直接原因
线路C相PT出现反复谐振，引起铁芯发热，热量不断积累，造成C相PT烧毁。
根本原因
RC1：PT存在设计缺陷，高压侧中性点接地线与低压绕组接地线布线靠近消谐电阻器，导致接地线绝缘因消谐电阻器发热损坏，引起高压绕组反复出现“直接接地-通过消谐电阻接地”现象，进而引发PT谐振。
RC2：开口三角形绕组消谐元件不合适。制造厂安装230V、40W白炽灯消除谐波，参考一些设计院的计算，该白炽灯电阻偏小，抑制谐波的能力不够；应该选择230V、200W白炽灯或加装微机消谐装置。
RC3：未装设消谐电容器或使用架空线路。线路为架空线路，没有装设消谐电容器，其整个电路成电感特性，更容易发生PT谐振。系统采用中性点非有效接地系统，存在固有缺陷，容易产生谐波、谐振；而且由于上游是民用线路，其设计标准相对较低，电源中谐波成分也较多，线路不时发生接地故障。
促成原因
CC1：技术改造无程序规范。PT柜改造时，改造方案根据原生产准备部、运行部、设计管理部几个技术人员会议讨论决定，没有经过充分的设计和论证，改造的严谨性不够，方案中对于防止PT谐振的措施没有考虑。
CC2：设备改造验收没有按照有关标准进行。线路PT柜改造完成后，维修人员因掌握的知识有限，没有按照有关标准对设备改造结果进行仔细验收，没有发现改造后存在的质量缺陷。
CC3：缺陷的处理没有执行程序规定。在PT频繁报警缺陷发生后，维修人员没有对缺陷的产生进行认真分析，而是犯经验主义错误，认为缺陷还和以前一样因线路接地故障引起，没有按照有关程序规定对缺陷进行认真排查，没有及早发现缺陷的真正原因，导致了缺陷扩大引起了设备损坏。
4.结论
在电力生产和电力运行的中低压电网中，故障的形式是多种多样的，10kV PT谐振性质也更不相同，应该了解各种不同类型PT谐振的性质与特点 ，掌握其震荡的原因，制订PT的防振和消振的对策与措施 以避免形成严重的串联谐振回路 ， 应进行必要的估算和安排 。对于新型电压互感器，有些本身已带防铁磁谐振线圈，还有些为电容式电压互感器，这些都无需再加装消谐器。对于无防铁磁谐振线圈的这部分电压互感器，应该采取措施以抑制 PT 的涌流和谐振，防止事故的发生。在现场检修工作中，进一步加强设备维护及隐患排查，针对小接地电流系统PT易出现保险熔断、设备损坏的问题，联系专业技术人员，进一步分析，采取可行措施，降低设备故障几率。
5.参考文献
[1]肖进 谐振的危害及防控措施；
[2]恭秀芬 中压配电网中性点接地方式研究与决策。
论文作者:赵天骄,张云鹤,沈蒙
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/8
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