（国网甘肃华池县供电公司）
前言 变电运行作为一个综合性较强的行业，其中有很多对技术性要求较高的问题，也有很多对技术性要求较弱但很复杂琐碎的事情，要保证电力安全稳定运行，必须综合处理好方方面面的事情，不能马虎。任何不规范的行为，在电网运行中都可能对电网安全、稳定运行造成不良影响，甚至引发重大事故。本文就变电站电压互感器单相接地与谐振进行分析，并就处理方法做了论述
关键词：变电站电压互感器；单相接地与谐振；处理
在电力系统故障中，变电站电压互感器单相接地与谐振
在10kV中性点直接接地系统中，为了监视系统中各相对地的绝缘状况以及计量和保护的需要，在每个变电站的母线上均装有电压互感器。当系统发生单相接地故障时，将产生较高的谐振过电压，影响系统设备的绝缘性能和使用寿命，进而出现更频繁的故障。近年来，由于配电线路用户电压互感器、电子控制电焊机、调速电机等数量的增加，使得10kV配电系统的电气参数发生了很大的变化，导致谐振的频率出现。在系统谐振时，电压互感器将产生过电压使电流激增，此时除了造成一次侧熔断器熔断外，还将导致电压互感器烧毁。
在35kV变电站，电压互感器（PT）是与一、二次系统的联络元件，它能正确地反映电气设备的正常运行和故障情况。电压互感器的一次线圈关联在高压电路中，其作用得将一次高压变换成额定100V低电压，用作测量和保护等的二次回路电源，在正常工作时二次绕组近似于开路状态。所以，正常运行中的电压互感器二次侧不允许短路。
一、电压互感器单相接地及处理
在10kV中性点直接接地系统中，为了监视系统中各相对地的绝缘状况以及计量和保护的需要，在每个变电站的母线上均装有电压互感器。当系统发生单相接地故障时，将产生较高的谐振过电压，影响系统设备的绝缘性能和使用寿命，进而出现更频繁的故障。
1、 在中性点直接接地系统中，当其中一相出现金属性接地时，就会产生激磁涌流，导致电压互感器铁芯饱和。如A相接地，则Uan的电压为零，非接地相Ubn、Ucn的电压表指示为100V线电压。电压互感器开口三角两端出现约100V电压（正常时只有3V）,这个电压将起动绝缘监察继电器发生接地信号报警。
2 、当发生非金属性短路接地时，即高电阻、电弧、树枝等单相接地。如A相发生接地，则Uan的电压低于正常相电压，非接地相Ubn、Ucn的电压表指示则大于58V，且小于100V，电压互感器开口三角两端约有70V电压，达到绝缘监察继电器起动值，发出接地信号报警。
3 、 电压互感器二次侧熔断器熔断或接触不良时，中央信号屏发出“电压回路断线”的预告信号，同时光字牌亮，警铃响。查电压表可发现：未熔断相电压表指示不变，熔断相的电压表指示降低或为零。遇到这种情况，可检查电压互感器二次回路接头（端字排）处有无松动、断头、电压切换回路有无接触不良等现象和电压互感器二次熔断器是否完好，找到松动、断线处应立即处理；若更换熔断器后再次熔断，应查明原因，不可随意将其熔丝熔量增大。
4 、电压互感器高压侧熔短路熔断，其原因有：（1）电力系统发生单相间歇性电弧放电、树竹接地等使系统产生铁磁谐振过电压；（2）电压互感器本身内部出现单相接地或匝间、层间、相间短路故障；（3）电压互感器二次侧发生短路，而二次侧熔断器未熔断，造成高压熔断器熔断。因此，在更换电压互感器一、二次熔断器时要选用符合规格的熔断器。
需要指出的是当高压某相熔断器熔断时，如C相熔断，则Ucn的电压表指示本应为零，其余两相Uan、Ubn电压表指示仍然为100V电压。但在实际检修工作中，因为电压互感器的二次回路通过计量用的有功、无功电能表电压线圈与保护回路中的电压继电器线圈串联构成回路，故使Ucn有一定的电压指示，但其数量很小。
此外，当电压互感器熔断器熔断时，应先用万用表检查二次侧各相熔断器的进、出线端相电压是否有58V（线电压100V），或将熔断器取下用万用表电阻档测量通断，判断出熔丝是否熔断。如果熔丝完好，则故障发生在一次高压侧。处理的方法是：先拉开电压互感器高压侧隔离刀闸，取下低压二次熔断器，经确证无电后，做好现场安全措施，再仔细检查电压互感器一次套管、端盖处有无破裂、渗油、异物和绝缘油的异常气味等。当检查到有异常时，应用兆欧表测量绝缘电阻。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在确认电压互感器正常后，戴上绝缘手套更换符合标准的高压熔断器，进行试送电。如再次熔断，则应考虑电压互感器的内部故障，并进一步作直流电阻、变比等试验来决定电压互感器好坏。而在停用电压互感器前，应考虑到对继电保护、自动装置和计量的影响，在取得调度和有关负责人的许可后将保护装置、自动装置暂时停用，以防止其它设备误动作。
二、 电压互感器谐振及处理
1、电压互感器谐振
对于电压互感器，在正常情况下线路发生单相接地不会出现铁磁谐振过电压，但在下列条件下，就可能引发铁磁谐振。
（1）对于中性点不接地系统，当系统发生单相接地时，故障点流过电容电流，未接地的两相电压升高√3倍。但是，一旦接地故障点消除，非接地相在节电故障期间已充的线电压电荷只能通过电压互感器高压线圈经自身的接地点流入大地，在这一瞬间电压突变过程中，电压互感器高压线圈的非接地两相的励磁电流就要突然增大，甚至饱和，由此构成相间串联谐振。
（2）系统发生铁磁谐振。近年来，由于配电线路用户电压互感器、电子控制电焊机、调速电机等数量的增加，使得10kV配电系统的电气参数发生了很大的变化，导致谐振的频率出现。在系统谐振时，电压互感器将产生过电压使电流激增，此时除了造成一次侧熔断器熔断外，还将导致电压互感器烧毁。个别情况下，还会引起避雷器、变压器、断路器的套管发生闪络或爆炸。
（3）线路检修，事先不向调度部门申请办理停电手续，随意带负荷拉开分支线路隔离刀闸或带负荷拉开配电变压器的高压跌落开关，造成刀闸间弧光短路而引发谐振。
（4）当配电变压器内部发生单相接地时，故障电流将通过抗电能力强的绝缘油对地放电，也会产生不稳定的电弧激发电网谐振。
（5）运行人员恢复供电操作程序不对，未拉开电压互感器高压侧刀闸就直接带电压互感器向空母线送电，引起电压互感器铁磁谐振。
2、谐振处理
（1）当出现空母线谐振时，不宜拉开电压互感器的隔离刀闸，应考虑增大母线电容和并联电感，即合上一条空载线路或者空载变压器来破坏谐振条件，可使三相电压恢复平衡。
（2）在电压互感器高压线圈中性点的接地线中串接一只约5kΩ阻尼电阻（在一次侧中性点串接阻尼电阻会影响二次侧反映单相接地故障的灵敏度，且在相电压有同期装置的回路中一般不宜采用）。相当于在零序阻抗上并联一个电阻，可以有效地抑制单相接地故障引起的谐振。
（3）电压互感器发生谐振时的电压是相电压的3倍，则在开口三角处将会产生100~200V的电压，因此电压互感器开口三角处可并联一只220V/200W消谐灯泡（或选用220V/800W/60Ω标准电阻。消谐电阻功率不得大于电压互感器极限容量的2.4倍，并做好消谐电阻的安装绝缘措施，防止电压互感器二次侧多点接地），也可以在电压互感器零序回路中装设专用KFX--10消谐器。
（4）变电站值班人员在恢复送电时，应严格按操作规程进行操作，确认电压互感器的隔离刀闸在拉开位置后，才对空母线送电，再合上电压互感器的隔离刀闸。检修人员应尽量将其刀闸三相同期性调整好。技术部门应采用铠装电缆线路和伏安特性较高、饱和迟钝的电压互感器及电容式电压互感器，以改善技术性能，减少激发谐振过电压的机率。
综合所述，单相接地与谐振过电压故障现象有着根本的不同。正常情况下，当系统发生单相接地故障时，仍可在故障状态下继续运行一段时间，值班人员可以在这段时间内通知处理故障。而铁磁谐振过电压对设备的威胁最大，切不可将电压互感器谐振误判断为单相接地而耽误了及时、准确处理的时间。
参考文献：
[1]变电站电压互感器谐振处理措施[J]. 金柯屹. 广东科技. 2014-12-25
[2]10kV电压互感器单相接地与谐振的区别[J]. 杨秀丽，谷斌《科技信息》 , 2013 (3) :149-149
论文作者:张海峰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第21期
论文发表时间:2017/11/15
标签：电压互感器论文; 谐振论文; 单相论文; 过电压论文; 熔断器论文; 电压论文; 故障论文; 《电力设备》2017年第21期论文;