（国网榆林供电公司 陕西榆林 719051）
摘要：电压互感器是电网中重要的电气设备，同时也是一次系统和二次系统连接的关键环节。电网中电压互感器故障时有发生，本文通过对故障实例的综合分析，找出PT运行时存在的误区，并提出相应的解决措施。
关键词：电压互感器；电网；中性点非有效接地系统
0 引言
对于中性点非有效接地系统，半绝缘式的电压互感器是系统中绝缘的薄弱环节，也是电网中故障较频繁的设备。因此对近年来发生的PT故障分析总结，找出存在的主要问题，对电网的安全稳定运行有着重要意义。
1电网电压互感器运行现状
雷雨季节时电网运行受天气因素影响较大。
为了保证供电的可靠性，配电网主要为中性点非有效接地系统，系统内的电压互感器均采用半绝缘式，高压侧N端直接接地运行。
随着电网规模的不断扩大，电压互感器故障现象日益突出。近年来一些电网针对多次PT谐振事故引进了微机消谐器及一次消谐阻尼器等措施。其中一次消谐阻尼器应用效果明显，大大减少了PT损坏和一二次保险熔断次数。
然而，近年以来电压互感器的故障时有发生，部分站所在更换一次消谐装置后故障问题未得到有效解决，甚至重复发生。例如2014年某变电站在6月和8月份连续发生两起PT绝缘击穿故障。
根据对近期的一些典型PT故障调研分析发现，虽然大多数PT故障的直接原因多为电网间歇性弧光接地、铁磁谐振过电压等现象所导致。但是运行过程中PT的切换操作，线路接地时故障点的查找，电压互感器参数选型等都普遍存在一些“误区”。这些“误区”已成为电压互感器故障率居高不下的重要影响因素之一。
2 中性点非有效接地系统的运行规定
2.1半绝缘电压互感器运行电压及持续时间
规程（GB/T 20840.5-2013和GB20840.3-2013）中对电压互感器的额定电压因数及额定时间做出了规定，6-35kV无自动切除对地故障的中性点不接地或经消弧线圈接地系统，要求额定电压因数为1.2时能连续运行，额定电压因数为1.9时能持续运行8小时。
2.2中性点非有效接地系统单相接地的运行时间
国家电网运行规程中规定，中性点非有效接地系统，单相接地运行时间不超过2小时。相关文献资料表明中性点不接地系统发生单相接地时，允许系统带接地故障运行2小时，但必须装设绝缘监察装置。
2.3 配电网中发生单相接地时的相关规定
配电网以国网公司的运行规程为基础，规定系统带接地故障允许运行2小时。同时，为了保护PT的绝缘，要求每隔2小时对母线PT进行切换操作。
3 PT运行中存在的误区分析
3.1 系统PT故障实例
2014年8月35kV某变电站附近发生强雷电点活动，10kV系统C相接地。接地运行将近2小时后，值班员将Ⅰ段PT退出，投入Ⅱ段PT。在Ⅱ段PT投入过程中，开关柜内发生放电现象，PT绝缘击穿。经现场检查，该PT在试验中各项参数合格，运行时未出现过异常，事故发生时站所其他设备无异常现象。
3.2系统接地时切换PT的危害
通过上述PT故障实例进一步分析得出，在系统接地信号未消失时，对PT进行切换操作，极有可能导致PT发生故障。另外，根据文献[1]研究表明导致PT损坏的主要原因一是接地时的PT非线性电感产生的冲击电流。二是故障消失时电容的放电电流。这也是系统中发生频繁弧光接地现象时，PT发生故障的主要原因之一。
在配电网的实际运行中，很多站所依照规程在系统接地期间，每隔2小时就对PT进行切换，目的是在系统电压升高时保护PT的绝缘。
然而，当系统带单相接地故障切换PT时，对PT而言就相当于接地故障的产生或消除，在操作瞬间会产生饱和涌流，超过PT允许的极限输出电流。对于10kV中性点不接地系统，线路对地电容电流只能与电压互感器中性点的电感电流形成回路，当接地故障消失时若放电电流较大，同样会导致PT发生故障。
因此在系统单相接地故障未消除时，对PT进行切换操作，往往适得其反，更容易造成PT的故障。
3.3 电压互感器参数不符合要求
6~10KV配电网为中性点非有效接地系统，因此对于PT要求额定电压因数为1.2时持续运行，1.9时可持续运行8小时。下图1中为某站所中实际使用的PT铭牌，其中图1（b）的铭牌额定电压因数规定为1.5倍Un，30S。明显不符合规程要求。
通过对配电网中的部分站所调研后发现，部分电压互感器额定电压因数不满足要求，一些站所中的电压互感器为中性点有效接地系统中所使用，因此即使系统发生正常的单相接地故障，当非故障相电压升高为线电压时就会导致PT绝缘击穿。
4 PT运行中存在误区的防范措施
4.1 避免系统接地时对PT的操作
由上述PT故障误区分析可知，系统发生单相接地故障时应避免对PT进行任何操作。当系统单相接地运行2小时，接地现象仍未消失时，应将接地故障线路断开，待接地信号消除后再对PT进行切换操作。
另外，当系统发生短时的频繁接地信号时，应尽快将10kV故障线路隔离，防止系统中出现弧光接地现象导致PT的损坏。
4.2 减少系统接地期间线路的分合操作
目前，配电网在查找系统单相接地故障点时，采用传统的拉路分合法较多。对于部分10kV线路，其线路复杂，分支较多，线路中的开关和刀闸分断点多。若依然采用原有的方法查找故障点，势必要频繁的操作10kV线路开关或站所内的开关柜。操作过程中产生的系统内部过电压也会对PT的绝缘带来影响，甚至直接导致PT故障。
4.3 严格使用参数特性符合要求的电压互感器
根据调研情况反映，系统中发生的PT故障部分是由于PT本身的参数不符合电网特性导致的，这一结果在以往的事故分析中往往被忽略。对PT的故障分析也经常归结为系统故障时产生的各种过电压现象导致。因此，不仅要严格的按照规程使用参数特性符合规定要求的PT，而且在PT故障的分析中要更加重视PT本身参数特性的分析。
5 结论
以往对PT的故障分析大多为系统状态的变化导致内部过电压产生的原因分析，因此主要采取安装一次消谐器，改变系统参数等措施保护PT。本文根据近年来发生的一系列PT故障分析比较，找出目前PT运行中存在主要的“误区”，针对不同的误区，提出了避免PT切换操作、减少线路分合操作，对PT的参数特性综合考虑等措施，有效的减少了PT故障发生的频率，提高了配电网的运行可靠性。
参考文献：
[1]王军兵.10kV单相接地引起电压互感器损坏的机理研究[D].重庆大学，.2012
[2]陈珩.电力系统稳态分析（第三版）[M] 北京：中国电力出版社，2007.
[3]GB20840.3-2013 电磁式电压互感器的补充技术要求[S].
作者简介：
蒙会侠（1966-），女，工程师，大学本科，主要从事输电、变配电、发电厂电气专业的规划设计工作。
论文作者:蒙会侠
论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期
论文发表时间:2017/11/23
标签：电压互感器论文; 故障论文; 系统论文; 单相论文; 发生论文; 电网论文; 操作论文; 《电力设备》2017年第19期论文;