电压互感器范文

导语：如何才能写好一篇电压互感器，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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1、其工作原理与变压器相同，基本结构也是铁心和原、副绕组。特点是容量很小且比较恒定，正常运行时接近于空载状态。

2、电压互感器本身的阻抗很小，一旦副边发生短路，电流将急剧增长而烧毁线圈。为此，电压互感器的原边接有熔断器，副边可靠接地，以免原、副边绝缘损毁时，副边出现对地高电位而造成人身和设备事故。

3、测量用电压互感器一般都做成单相双线圈结构，其原边电压为被测电压（如电力系统的线电压），可以单相使用，也可以用两台接成V-V形作三相使用。实验室用的电压互感器往往是原边多抽头的，以适应测量不同电压的需要。供保护接地用电压互感器还带有一个第三线圈，称三线圈电压互感器。三相的第三线圈接成开口三角形，开口三角形的两引出端与接地保护继电器的电压线圈联接。

（来源：文章屋网 ）

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关键词 电压互感器；故障；过电压

中图分类号TM7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）54-0133-02

1 电压互感器烧毁发生爆炸的原因

1.1 间歇性弧光接地过电压造成电压互感器烧毁

中性点非有效接地系统单相接地故障是经常发生的。单相接地一般有三种情况：间歇性电弧接地、稳定电弧接地和完全金属性接地。单次接地故障可能是从间歇性电弧接地开始，进而发展为稳定电弧接地，最后造成完全金属性接地，也可能只经历其中某一或两个阶段。发生间歇性弧光接地故障时，由于不稳定间歇性电弧多次不停地熄灭和重燃，在故障相电感、电容回路上，会引起高频震荡过电压，非故障相的过电压幅值最高可达到3.5倍的相电压，这种过电压一旦发生必然会危及电网内电气设备的绝缘，在绝缘薄弱处击穿造成事故。由于干式电压互感器绝缘裕度小，常常最先被击穿烧毁。有时也会造成变压器等其它绝缘薄弱的设备烧毁损坏。

弧光接地过电压的产生与系统对地电容电流的大小有一定的关系，电容电流越大，产生弧光接地过电压的概率约高。DL-T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规定，在非有效接地系统中，当单相接地故障电容电流超过10A时，应采用消弧线圈接地方式，也就是说不超过10A，就可采用中性点绝缘的方式。但接地电流不超过10A不等于不会产生弧光接地过电压。研究表明；系统对地电容电流小也可能产生弧光接地过电压，有人曾经在系统对地电容电流为1.1A~4.5A情况下做过多次试验，结果都有产生弧光接地过电压的可能。也就是说中性点不接地系统不论其对地电容电流大小 都有可能发生弧光接地过电压，只不过概率大小不同，且过电压的幅值与系统对地电容电流的大小无关。

一般来说，采用消弧线圈接地的系统发生弧光接地过电压的可能性很小，这不光是有消弧线圈补赏后故障点的接地电流小（一般不超过5A），还因为有消弧线圈补赏后故障点的接地电流是感性的，更有利于电弧的熄灭。本公司运行中损坏的电压互感器大多是弧光接地过电压造成的，38次电压互感器损坏，只有35kV北山变当时装有消弧线圈，且故障时消弧线圈是否投运无法查对。

1.2 铁磁谐振造成电压互感器烧毁

中性点不接地系统中，所有设备的中性点都是不接地的，但是为了绝缘监测的需要，电压互感器高压侧中性点是必须接地的。同时线路有对地电容，这样就构成了电容电感的并联回路。系统正常运行时电压互感器铁心工作在线性区，其感抗远远大于线路对地容抗，因此不会发生谐振。当系统发生单相接地故障时，故障相电压为零，非故障相电压升高为原来的1.73倍，这使得非故障相对地电容电流增大，同时因非故障相电压升高可能使得电压互感器铁心饱和而电感下降，这就有可能引起铁磁谐振。谐振时电压互感器一次绕组电流可能比正常时大十几倍，又没有达到使熔丝熔断的电流幅值，就可能使电压互感器烧毁。

一般来说，采取了消谐措施后铁磁谐振发生的可能性很小。消谐措施很多，目前常用的为一次消谐或二次消谐。

一次消谐在就是在10kV~35kV电磁式电压互感器一次绕阻Y0结线中性点与地之间串联一只非线性电阻，起阻尼与限流的作用，但是应注意的是消谐器的动作时，其两端子之间的电压不能超过半绝缘电压互感器一次绕组X端子的绝缘水平。

二次消谐早期的做法是在电压互感器的开口三角上接一电阻或灯泡，当发生单相接地故障时起阻尼作用，以抑制谐振的发生，此种方法现在很少使用，取而代之的是微机消谐，其原理是：对电压互感器开口三角电压进行监测，正常工作时，该电压小于30V，装置内的消谐元件(可控硅)处于阻断状态，相当于开路，对系统无任何影响。当电压互感器开口三角电压大于30V时，说明系统可能发生故障，装置开始对采集的数据进行处理分析，判断出当前的故障状态。如果出现某种频率的铁磁谐振，CPU立即启动消谐电路，使可控硅导通，将铁磁谐振消灭在萌芽中。

选择励磁特性好的电压互感器可以降低铁磁谐振发生的概率。铁磁谐振的产生原因是电压互感器铁心饱和感抗下降，从而与系统电容参数匹配发生谐振。选择励磁特性好的电压互感器就是使之铁心不易饱和，进而降低铁磁谐振发生的概率。江苏省电力设备交接和预防性试验规程规定，中性点非有效接地系统中使用的电压互感器在1.9倍额定电压电压下，空载电流不应大于额定电压下的空载电流的10倍，就是要杜绝励磁特性不好的电压互感器进入电网，降低铁磁谐振发生的概率。

1.3 运行中电压互感器烧毁的其它原因

有的电压互感器本身存在质量问题，例如干式电压互感器绝缘裕度小，耐受过电压能力差，在系统稍有风吹草动时就出现问题。有的用于浇铸电压互感器的环氧树脂质量不过关，时间长了老化，经不住日晒雨淋热胀冷缩，器身龟列，发生爆炸。配网中VV接线的全绝缘电压互感器运行中发生爆炸多半是这个原因，因为这种接线的电压互感器不会形成铁磁谐振过电压，一次绕组全绝缘裕度较大，耐受弧光接地过电压的能力较强。

有的电压互感器二次接线板质量很差，湿度大了会沿面漏电，运行久了二次接线板损坏造成故障。

运行中的电压互感器二次短路也会造成烧毁。如电压互感器二次接线端子处连接引线部分触及电压互感器底座铁板引起故障，其位置在电压互感器二次接线端和低压熔断器(或空气断路器)前端，当发生短路故障时，低压熔断器(或空气断路器)起不到保护作用。

2 电压互感器高压熔丝熔断的原因

弧光接地过电压和铁磁谐振过电压都可能造成电压互感器高压熔丝熔断，但更多的造成电压互感器高压熔丝熔断的是系统对地电容电荷释放的结果。

以我公司110kV高资变10kVII段母线压变多次发生熔丝熔断甚至压变损坏缺陷为例。该变电所未安装消弧线圈，但压变安装了消谐器。其09年至10年10kVII段母线压变故障情况如下：

日期 命名编号 故障现象 是否打雷

09.07.30 10kVII段母线压变 AC相熔断

09.08.21 10kVII段母线压变 A相熔断后3相熔断，现场发现压变损坏，

9月7日更换。 是

2010.02.09 10kVII段母线压变 3相熔断

2010.02.11 10kVII段母线压变 A相熔断

2010.07.12 10kVII段母线压变 上午B相熔断，

下午3相熔断 是

高资变10kV压变故障情况

通过调阅高资变接地情况记录发现，每次熔丝熔断均伴随有接地故障，具体情况见下表（已用红色标记，序号为第9、10、13、14、23、24、25、26、27、28、29、30、45、46、47）：

序号 日期 时间 现象 序号 日期 时间 现象

1 09.06.08 09:34 10kV II母接地 25 10.02.09 08:52 10kV II母电压互感器断线

2 09.06.14 18:34 116接地 26 10.02.09 22:14 10kV II母接地

3 09.06.14 18:35 210接地 27 10.02.09 22:56 10kV II母接地

4 09.06.14 21:05 10kV II母接地 28 10.02.09 23:30 10kV II母接地

5 09.06.21 12:33 118接地 29 10.02.11 07:27 10kV II母电压互感器断线

6 09.06.21 17:30 10kV II母接地 30 10.02.11 08:14 10kV II母接地

7 09.07.03 13:51 116接地 31 10.03.05 05:09 10kV II母接地

8 09.07.9 01:07 110接地 32 10.03.21 23:11 116接地

9 09.07.30 06:36 10kV II母接地 33 10.03.25 14:34 118接地

10 09.07.30 08:55 10kV II母接地 34 10.04.12 21:33 10kV II母接地

11 09.08.10 15:20 10kV II母接地 35 10.04.17 11:04 210接地

12 09.08.10 20:02 210、116接地 36 10.04.17 22:29 10kV II母接地

13 09.08.21 17:27 10kV II母电压互感器断线 37 10.04.21 14:37 10kV II母接地

14 09.08.21 17:38 210、116接地、10kV II母接地 38 10.05.22 04:10 10kV II母电压互感器断线

118跳闸

15 09.09.23 16:36 10kV II母接地 39 10.05.22 12:05 10kV II母电压互感器断线

118跳闸

16 09.09.25 02:58 10kV II母接地 40 10.05.22 14:26 10kV II母电压互感器断线

118跳闸

17 09.10.21 09:30 110接地 41 10.06.04 04:20 10kV II母接地

18 09.10.25 09:20 118接地 42 10.06.28 13:39 118接地

19 09.11.22 09:15 118接地 43 10.07.04 19:40 10kV II母接地

20 09.12.23 08:02 110接地 44 10.07.10 22:22 116接地

21 10.01.30 14:45 116接地 45 10.07.12 05:13 10kV II母接地

22 10.02.02 17:46 116接地 46 10.07.12 07:09 10kV II母电压互感器断线

23 10.02.09 07:44 10kV II母电压互感器断线 47 10.07.12 22:16 116接地

24 10.02.09 08:16 10kV II母接地 48 10.07.13 10:36 10kV II母接地

高资变接地情况

根据以上情况分析认为，高资变压变高压熔丝的熔断不仅是弧光接地过电压和铁磁谐振造成的，更多的是接地故障消失瞬间系统对地电容存储的电荷释放的结果。

在中性点不接地系统中，其母线上Y0接线的电磁式电压互感器一次绕组成为中性点不接地系统对地的唯一金属通道，电网对地电容的充、放电途径只有通过电压互感器的一次绕组完成。正常运行时．导线对地电容承受的是系统对地电压，电容储能瞬时值由相电压决定。但当一相接地时。另两相电压升高到线电压，它们的对地电容便充上和线电压相对应的电荷，此时是接地故障发生的瞬间，充电电荷以接地点为通路；在接地故障消除的瞬间，非故障相对地电压要从线电压恢复到正常运行时的相电压，故障相对地电压也要从零恢复到正常运行时的相电压，而此时接地通路消除，原来非故障相的导线所带线电压下的电荷只好通过电压互感器的一次绕组泄往大地。如果线路对地电容较大，自由电荷很多，在泄放过程中就要引起铁心的饱和。饱和铁心的电压互感器．在工频电源电压作用下将出现很大的冲击电流．造成熔丝熔断。如果系统中性点装有消弧线圈（或小电阻），消弧线圈（或小电阻）的一次绕组为系统对地电容充放电提供通道，因此在消弧线圈接地（或小电阻）接地系统中电压互感器高压熔丝熔断的概率要小得多。

3 结论

1）间歇性弧光接地过电压多发生在中性点绝缘的系统中，不论接地电容电流大小都有可能产生弧光接地过电压，其幅值最高可达到3.5倍的相电压，是造成电压互感器烧毁爆炸的主要原因。采用消弧线圈接地的系统发生弧光接地过电压的可能性很小；

2）中性点不接地系统发生单相接地可能会激发铁磁谐振的发生，铁磁谐振会使电压互感器过电流烧毁，无论是一次还是二次安装消谐器都能有效地抑制铁磁谐振的发生。选择励磁特性好的电压互感器可以降低铁磁谐振发生的概率；

3）运行中电压互感器烧毁的还可能是电压互感器本身质量问题，干式电压互感器绝缘裕度小，环氧树脂浇铸的电压互感器经不住日晒雨淋热胀冷缩，不易户外使用， 电压互感器二次短路也会造成烧毁；

4）电压互感器高压熔丝的熔断不仅是弧光接地过电压和铁磁谐振造成的，更多的是接地故障消失瞬间系统对地电容存储的电荷释放的结果。

参考文献

[1]西安交通大学.电力系统工程基础[M].北京：电力工业出版社，1981：169-171．

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关键词：中性点， 电压互感器 ，熔断器 ，谐振

Abstract: using a nonlinear resistance, its the cold resistance, only a few Europe, in the investment 100 V power frequency voltage, the 2 ~ 3 seconds, then slowly rise to 100 the resistance of the left and right sides, such already to ensure reliable away harmonic, and to meet the transformer capacity requirements. Controlled by computer control way, detected voltage is greater than the opening set value (25 V), to think that is resonant, conduction 5 seconds away harmonic, if still exists and is considered opening voltage is single-phase grounding, silicon controlled not conduction, incorporated into 100 Europe resistance to solve this problem.

Keywords: neutral, voltage transformer, fuse, resonance

中图分类号：TM714.2文献标识码：A 文章编号：

我厂35KV室内配电室35KV电压互感器高压熔断器频繁发生熔断现象，严重影响电气设备的安全运行，另一方面，熔断器熔断影响仪表监视、有可能造成保护误动作，特别是在系统单相接地和过电压时，进行停运电压互感器更换熔断器操作，很容易造成运行人员伤害，查清互感器高压侧熔断器熔断原因，杜绝非正常情况下熔丝熔断显得非常重要。

我厂去年一年内电压互感器高压侧熔丝熔断统计

彻底消除35 KV电压互感器一次熔断器熔断的措施:

1、我厂35 KV系统新35KV配电室安装35KV系统消谐装置，

2、尽可能使用正规厂家生产的RN1熔断器，不适用自己制作的熔断器，

3、采用自动调整消弧线圈的运行档位，及时跟踪系统运行工况，及时调整运行参数，以躲开谐振点运行，

4、在母线连接和35KV电压互感器的连接母线具有一定电阻的母线，增加谐振回路的电阻，脱离谐振点，

5、将35KV电压互感器更换为电容式电压互感器，消除谐振条件，

6、对消弧线圈进行改造，将目前和电阻串接的方式改为由可控硅导通的方

式，正常为大电阻，使其无法沟通谐振回路。

电网中的电感、电容元件，在一定电源的作用下，并受到操作和故障的激发，使得某一自由振荡频率与外加强迫频率相等，形成周期性或准周期性的剧烈振荡，电压振幅急剧上升，出现严重谐振过电压。谐振过电压的持续时间较长，甚至可以稳定存在，直到破坏谐振条件为止。谐振过电压的发生，危及绝缘，烧毁设备，破坏保护设备的保护性能。

一、系统介绍

我厂35 KV系统是中性点经过消弧线圈接地的非直接接地系统，经过7台主变与7台发电机相连，并且有9条35KV配出线路向炼油厂等用户供电，系统简图如图1。其中，热电厂升压站有2座35KV双母线配电室，每条母线带有一组电压互感器；9条35KV配出线路带有11座35KV变电所，其中炼油厂、鸭儿峡、青西、老君庙变电所为单母线分段，每段母线有1组电压互感器；其余变电所

鸭儿峡电压互感器参数：型号：JDJJ1-35，最大容量：1000VA，一次电压：二次电压：，辅助线圈电压：，准确级：0.5、1、3，额定容量（VA）150、250、500，相数：1。

厂内35KV母线PT熔断器参数：型号：，额定电压：35KV，断流容量：1000MVA，额定电流：0.5A，35KV电阻值：315±14，最大开断电流：17KA，耐压：95KV，熔管数：1，质量熔断器14千克，熔管2.2千克。熔断器上电压降为（315×0.5）/（110//3）=2.47%0，相比6 KV熔断器100欧：（100×0.5）/（6//3）=14.4%0。而RN1-35/2 3 5熔断器开断容量不小于600 MVA，最大开断电流3.5KA，遮断容量相差太大，故厂内不使用RN1系列熔断器。

二、电压互感器相关介绍

电压互感器一次熔断器的保护范围：电压互感器内部故障或在电压互感器与电网联接线上的断路故障。电压互感器二次熔断器的保护范围：二次熔断器以下回路的短路所引起的持续故障。

电压互感器二次回路从绕组说有单线圈（保护装置和测量表记共用一个线圈）、双线圈（保护装置和测量表记共用一个线圈，电度表使用一个线圈）和三线圈（保护装置和测量表记共用一个线圈，电度表使用一个线圈，开口三角使用一个线圈）。

为防止二次回路短路，在保护装置和测量表记线圈出口加装熔断器，按最大容量的额定电流的1.1~1.2倍选择。

RN1、RN2系列熔断器的结构相同，是由两个支柱绝缘子、触座、熔丝管及底板四个部分组成。熔丝熔断时产生电弧由石英砂填料来熄灭。

RN1系列熔断器一般在35KV户内用电回路中作过载及短路保护。RN1系列熔断器用于电压互感器的短路保护，但不能用作过载保护，需要有过载保护时，可在电压互感器的低压侧加装低压熔断器。当短路容量大于2000MVA时应在熔断器前串联限流电阻来降低短路电流。

根据公式S=/3UI，假设最大容量1000VA得I=5.8 A；假设容量500VA得I=2.9 A；一次侧最大电流I=S//3U=0.016A。故35K一次侧摆0.5A保险完全可以达到要求。

经过几年运行，35KV系统保险熔断情况为：室外安装的羊角电压互感器未发生熔断；炼油厂安装的西门子公司的电压互感器未发生熔断现象；我厂35KV系统多次发生电压互感器一二次保险熔断现象。

三、保险熔断原因分析及解决方法

霹雷器只能限制瞬间雷击过电压，这种过电压持续时间很长，会一直持续到系统工作状态改变时，所以不能用避雷器限制它。消除这种过电压的有效措施为：在互感器的开口三角端接入一个阻尼电阻R，使谐波不能产生。阻尼电阻R≦0.4XT（XT为互感器在额定线电压下换算到低压侧的单相绕组励磁感抗）可消除各种谐波的谐振现象。一般要求R值为10~100欧，将阻尼电阻R长期接在开口三角绕组中，由于电压互感器容量的限制，（150 VA,250VA,500VA）阻值较小，当系统内发生持续单相接地故障时，开口三角绕组两段将出现100V工频零序电压，从而造成互感器严重过载，为此，最好采用一种非线性电阻，其冷态电阻仅有几欧，在投入100V工频电压时，经2~3秒后阻值缓慢上升到100欧左右，这样既保证可靠消谐，又能满足互感器容量要求。

铁磁谐振过电压的现象：一相对地电压降低，两相对地电压不对称升高，，这与系统出现单相接地时现象相仿，所以称为虚幻接地现象。

如何区分谐振和单相接地：当系统发生单相接地时，接地相对地电压降低，其余两相对称升高，

电磁谐振过电压发生原因：中性点不接地系统中，由于电压互感器突然合闸，一相或两相绕组出现涌流，线路单相弧光接地时出现暂态涌流，线路单相弧光接地时出现暂态涌流以及发生传递过电压时，可能使电磁式电压互感器三相电感程度不同地产生严重饱和，形成三相或单相共振回路，激发各次谐振过电压。

R=10欧时，I=100/10=10A，则P=100*10=1000VA；

R=100欧时，I=100/100=1A，则P=100*1=100VA；

电阻太大，消除谐波效果不好，电阻太小，系统内出现持续单相接地故障时，会造成互感器严重过负荷。目前采用热敏电阻或采用计算机控制可控硅方式，检测到开口电压大于设定值（25V）时，先认为是谐振，可控硅导通5秒左右消谐，若仍存在开口电压则认为是单相接地，可控硅不导通，并入100欧电阻解决此问题。

对于35KV及以下的电网，推荐用白纸灯泡代替电阻，35KV可接220V、500W灯泡。装置同时接入电压互感器的三相相电压和开口三角电压，

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关键词：电磁式电压互感器误差特性分析

电磁式电压互感器(下文简称为TV)作为电能计量装置的一个重要组成部分，其误差特性影响着电能计量的准确性。TV的误差特性是根据检定规程要求按铭牌参数进行试验。而TV是在实际条件下运行，在某些情况下，TV的实际误差可能超出了允许值。正因为我们在TV的使用中忽视了这些情况，导致TV误差特性恶化而未被察觉，即所谓的隐性恶化。由此，为减少电能计量误差而在其它方面采取的措施得到的成效，反被TV误差特性恶化而部分或全部抵消。因此，对引起TV误差特性恶化的原因作了如下的分析。

1额定容量不足引起TV误差特性恶化

由于TV绕组存在直流电阻和漏电抗，接上负载时必然产生压降，引起二次电压随着负载而变化，即TV误差随之变化。按规程规定，选择TV二次额定容量Sn时，应使实际二次容量S不大于Sn，但不小于(1/4)Sn，即(1/4)Sn≤S≤Sn。TV实际二次容量可按下式计算：

S＝[(∑Skcosφk)2+(∑Sksinφk)2]1/2＝[(∑Pk)2+(∑Qk)2]1/2

式中cosφk-接在TV二次侧的各设备的功率因数

Sk-接在TV二次侧的各设备的视在功率(一般设计手册可查到)

TV额定容量选取不足的原因，归纳起来，有如下方面：

(1)先天不足：

①设计人员缺乏必要的计量专业知识，在额定容量的选取问题上认识不足；

②对各种测量性质不同的表计，或同一类不同工作原理的表计的电压回路参数、结构知之不详，又不愿查有关的手册，因而引起计算错误；

③对计量不够重视，工作疏忽，对接入设备数量不清楚，如后备线路未计算在内；

④为了节约投资，选取了额定容量较小或额定容量裕量不足的TV。

(2)后天造成：

在计量设备安装时，额定容量已正确选取了，因实时监测和管理的需要，除原来已接入的继保设备、监视用的电压表、功率表、功率因数(相位)表、频率表外，又接入遥测用的电压变送器、功率变送器，电压监测仪，失压仪，谐波监测仪等等，这最容易发生在运行多年的变电所。最严重的是，这些设备中，某些设备的工作电源还由TV供给，若只取自某一相时会使TV各相负载变得不平衡。还有，因用电形势发展出乎意料的迅速，新线路一下子增加了许多而令TV回路设备相应增加很多。这些不断接入的设备，可能会使TV二次回路的总实际容量超出最初设计时选定的额定容量。而设备的接入人员或没有及时通知相关部门的管理人员，或管理人员疏于职守，管理不善，没有察觉到TV的实际容量已超出额定容量。

2各TV的实际功率因数低于额定功率因数引起TV误差特性恶化

感应式的三相电能表，其电压线圈的功率因数约为0.2～0.3，电子式电能表由于其电压回路一般都使用小型TV作为隔离和采样，工作电源也由小型变压器降压整流获得，故其功率因数也在0.3～0.5，加上其它接入设备的感性负载，整个电压二次回路的功率因数约为0.3左右。目前广泛用于电力系统的电磁式TV，额定功率因数为0.8(感性)，当TV二次负载的功率因数与额定功率因数相差较大时，将会超出允许误差。

3谐波引起TV误差特性的恶化

由于大容量用电整流或换流设备以及其它非线性负荷接入电力网造成系统中存在谐波。对于中、低电压等级的系统，一般都采用电磁感应式TV，此种TV在高次谐波条件下运行时，由于原、副边的漏阻抗以及原、副边间的电容和副边负载引起附加误差。当满足TV的铁芯不饱和、一次绕组的漏抗很小、TV空载等条件时，则附加误差很小，但TV负载较重时，误差特性迅速恶化。TV的误差随正弦波畸变率的增大而非线性地增大，偶次谐波对TV误差的影响比奇次谐波更甚。工作在谐波环境中的TV的误差特性是无法通过选择接线形式来改善的。所幸的是，我们在多年的谐波测试中发现，注入电力系统的谐波，引起电网某点电压畸变的程度，与该点的短路容量、运行方式大小成反比。电网中存在的主要是奇次谐波，对于某次含量最大的谐波分量，其后的该序组的谐波分量的含量随次数的增大出现较快的衰减，其余序组的各次谐波分量的含量则迅速衰减。但试验表明，不能忽视其对TV的误差特性乃至整个电能计量装置的误差的影响。

4电力系统过电压引起TV误差特性恶化

电力系统中形式各异的电感元件，如变压器、TV(因其容量相对于变压器容量而言微不足道，故相当于空载运行的变压器)、发电机、消弧线圈等，与电力系统中存在的各式电容，如线路的对地、相间电容，补偿用的串、并联电容及各种高压设备的寄生电容，可能形成不同的振荡回路，在一定条件下将产生谐振现象，引起谐振过电压。谐振过电压不仅会在操作或发生故障时产生，而且可能在过渡过程结束后的较长时间内稳定存在，直至谐振条件被破坏为止。在中性点不接地的系统中，系统在非全相运行的状态下，如输电线路因意外折断，断路器非全相操作以及熔断器的一相熔断等情况下，常会发生谐振过电压。在系统发生单相接地故障时，非故障相的电压升高可能超出线电压三角形之外，中性点发生位移、不稳定，单相接地电弧熄灭后，容易导致TV的铁芯饱和激发起中性点不稳定电压。上述均可能引起TV严重超差。在中性点不接地系统中，因单相短路接地时可带病运行达两小时之久，TV不但超差甚至可能过热损坏。

5长期的热作用使TV铁芯磁导率下降，引起误差特性恶化

运行5年以上的TV，由于铁芯在各种损耗转变成热能的长期作用下，引起铁芯磁导率下降，误差偏负甚至超差。我们在对运行多年的TV做试验取得的数据与安装前试验数据作比较证明了这一点。

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关键词：谐波；电磁式电压互感器；谐波抑制；消谐装置；

中图分类号：TM714.2 文献标识码：A 文章编号：

1．引言

电能是我国经济和社会发展中具有重要战略意义的一种能源。随着大功率非线性负载日益增多，使谐波电流和无功电流大量注入电网，引起电网电压、电流波形发生畸变，三相不平衡和谐波谐振的出现，从而影响电能质量、电网设备安全稳定运行以及供电的可靠性。

理想的电力系统是以单一而固定的频率以及规定固定幅值的电压水平供应电能，实际上这些条件并不能得到满足。所有非线性用电设备均产生谐波，如工业过程中的电动机调速设备、整流器、电焊设备、电弧炉、机床(CNC)、电子控制机构；民用建筑中照明控制系统(调光设备)、办公自动化设备、开关电源(计算机、电视机等)、不间断电源、电子镇流器等。

2．谐波的基本概念

谐波是一个周期电气量的正弦波的分量，其频率为基波频率的整数倍。在供用电系统中，通常总是希望交流电压和交流电流呈正弦波形。在进行谐波分析时，正弦电压通常由下式表示：

正弦电压施加在线性无源元件电阻、电感和电容上，其电源和电压分别为比例、积分和微分关系，仍为同频率的正弦波。但当正弦电压施加在非正弦电路上时，电流就变为非正弦波，非正弦电流在电网阻抗上产生压降，会使电压波形也变为非正弦波。对于周期为的非正弦电压，一般满足狄里赫利条件，可分解为以下形式的傅里叶级数：

以上傅立叶级数中，频率为的分量称为基波，频率为整数倍基波频率的分量称为谐波，谐波次数为谐波频率和基波频率的整数比；例如我国电力系统的额定频率是50Hz，2次谐波为100 Hz，3次谐波为150 Hz。以上公式及定义均以非正弦电压为例，对于非正弦电流的情况也完全适用。

3．电网谐波对电磁式电压互感器（10kV母线PT）的影响

l0 kV电网是变电站到大部分电力用户的一个量大面广的电网系统，大量非线性负载用户所产生的谐波也由此进入系统。然而为了测量及监控系统运行状态，在变电站10kV线路母线中都装有电磁式电压互感器；电磁式电压互感器属于带有铁芯的电感元件，当电力系统受到某些扰动(或受激发条件作用)时，其励磁阻抗与系统的对地电容会形成非线性谐振回路。

图1 电磁式电压互感器原理结构图

Fig.1 Schematic of electromagnetic voltage transformer

电磁式电压互感器正常运行时励磁阻抗很大，励磁电流很小，所以PT铁芯不饱和，其电抗数值不变。由于电网中含有大量的谐波源，这些电气设备处于经常的变动之中，若电网参数配合不利将有可能造成PT励磁电流增大，使PT铁芯处于严重饱和状态，其励磁阻抗显著下降。当PT励磁阻抗与系统对地等效容抗相等时，就会构成铁磁谐振从而产生谐波电流或电压。谐振过电流会引起电压互感器一次熔断器熔断或烧毁，而较高的谐振过电压影响PT绝缘性能，甚至造成绝缘破坏或击穿、危及到电网的安全运行，因此必须采取有效的措施对谐波进行抑制。目前在变电站10kV高压成套设备中，已广泛采用在电压互感器柜中装设一、二次消谐装置的方法来消除谐波。

4．消谐装置抑制谐波的原理及分析

4.1 一次消谐装置的谐波抑制

4.1.1 电磁式电压互感器励磁电流的波形

一次消谐器安装于电压互感器一次侧的中性点与地之间，消谐器上的电压由电压互感器铁芯的励磁电流产生，因此首先分析励磁电流的波形。电压互感器是由带铁芯的绕组构成，由于铁芯伏安特性具有非线性特征，当一次绕组接入所产生的磁通超过饱和点时，绕组中励磁电流呈尖顶波状，如图2所示。若将尖顶波分解，可得基波和高次谐波，其中以3次谐波的含量最高。由此可见，在制作电压互感器时，所去磁通密度的高低（即铁芯的质量与用量)决定了谐波含量的多少。

图2 磁通、励磁电流波形示例

Fig.2 Examples of flux and field current waveforms

图3 基波与谐波叠加

Fig.3 Superposition of harmonics

4.1.2 电压互感器励磁电流的3次谐波分量

以常用的JDZJ-10型电磁式电压互感器为例，有的生产厂家为了控制励磁电流大小，一般在二次绕组100/侧加压，58V时，换算到一次绕组10000/侧，。用谐波分析仪测量的励磁电流3次谐波分量，（为3次谐波、为基波）。若对励磁电流不加控制，其一次侧电流达到，其中。则通过消谐电阻的3次谐波一次侧为，二次侧；根据消谐装置的伏安特性（若以LXQⅡ型消谐器计算）可查到对应电压为、。消谐电阻器上的电压作用于零序回路，反映为零序电压的开口三角两端的3次谐波为消谐器上的电压除以变比，因此励磁特性较正常的开口三角两端电压，而励磁特性较差的则为。从实际应用上来讲，前者是可能接受的，但后者过高不能接受，这说明开口三角电压过高是电磁式电压互感器励磁特性不佳造成的。

4.1.3 解决开口三角两端3次谐波的方法

根据上面论述可知，首先是要选购励磁特性较好的电压互感器，同时必须互感器三相性能参数要非常的接近，这样可以尽量减少不平衡电压从而抑制谐波的产生；其次可以在电压互感器的二次侧开口三角两端加装3次谐波滤波器（并联阻尼电阻消谐），其3次谐波阻抗小于或等于，基波阻抗大于或等于，一般为压敏电阻构成。系统正常运行时，开口三角绕组输出电压为零，电阻呈高阻值；发生谐振时，电压互感器一次绕组有零序电流，在开口三角绕组为零序电压，此时电阻呈低阻值且消耗谐振能量。从理论上来讲，阻尼电阻越小，消耗谐振能量效果越显著，但开口三角绕组及阻尼电阻将流过较大的电流，使电压互感器和阻尼电阻烧毁；另外，阻尼电阻消谐速度慢，不能短时间消除谐振过电压，电压互感器仍存在被烧毁的可能。

图4 3次谐波滤波器接线图

Fig.4 Wiring diagram of the third harmonic filter

4.2 二次消谐装置的原理

为了消除电网的铁磁谐振，传统的做法是在PT开口三角处并接电阻或灯泡来吸收谐振能量。由于谐振伴有不同频率分量，而电阻和灯泡是线性元件，不能将谐波全部吸收。因此，随着电子技术的不断发展，人们研制出技术先进的智能型微机消谐装置。当系统发生铁磁谐振时，PT开口三角出现伴有不同频率成分的零序电压，将该电压输入微机，微机装置根据不同频率、不同电压值区分是否出现谐振抑或系统接地故障状态。当判断为谐振故障时，则根据不同谐波频率输出脉冲，控制可控硅导通来吸收谐振能量，以达到实现动态消除谐振的功能。

图5 二次消谐装置接线图

Fig.5 Wiring diagram of the 2nd harmonic elimination device

5．结论

考虑到目前电网谐波污染对高压设备运行构成危害的严重性，谐波对电力设备的影响和电网谐波抑制的研究越来越受到人们的重视。变电站中10 kV电磁式电压互感器作为一次、二次系统的联络元件，运行中经常会受到用户端发送的谐波影响，引发各种缺陷现象。

本文首先简单介绍了谐波的定义和概念，然后对变电站中10 kV母线PT发生铁磁谐振的机理进行了阐述，重点对电磁式电压互感器和一、二次消谐装置的谐波抑制原理以及值得关注的问题作了详细的计算与论述。

参考文献：

[1] 陈培建.谐波对电力设备的影响[J].电工电气,2009(10).

[2] 王洪新，贺景亮.电力系统电磁兼容[M].北京:水利电力出版社,2004.

[3] 张琳.串联型三相有源电力滤波器对谐波抑制的分析[J].电工技术杂志,2001,(2).

[4] 张静.谐波的抑制探讨[J].建筑电气,2007(10).

[5] 梅成林,张超树.电压互感器铁磁谐振分析[J].电网技术, 2008.(增2.312)

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关键词：10KV电压互感器；烧毁原因；分析；解决措施

中图分类号：TM732 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 02-0000-01

在经济迅速发展的今天，电力企业也不断发展壮大，但是，随之而来的问题也越来越多，在电力系统中，电压互感器占有举足轻重的位置，电压互感器在电力系统安全稳定运行供电方面起着至关重要的作用

一、故障原因分析

在电力系统当中，10KV电压互感器绝大多数都是采用的电磁式电压互感器，如果电压不稳定或者电压互感器自身出现问题时很容易就发生事故，造成线路烧毁，当然，造成烧毁的原因还有很多，比如：电压互感器本身质量问题、间接性弧光接地过电压以及二次过载等等，这些问题都容易发生事故，造成损失甚至给人们的人身安全带来威胁。

（1）质量问题，由于电力企业在选择电压互感器上没有注意，有的可能在制造过程中出现问题，造成不能正常工作，比如制造过程中有气泡产生、制作工艺不合格等问题，使电压互感器在使用过程中零件老化快，易出现故障，造成事故。

（2）电压互感器单相间歇弧光接地时出现过电压，造成电压互感器的铁芯饱和，电流急剧增加，使熔丝烧断，造成电压互感器出现故障，不能正常工作，这也是电压互感器烧毁的一个重要原因。

（3）绝缘损坏，一次对二次或地击穿产生的特大电流，使得PT内的一些零件产生热量，出现极大的短路电流，使线圈发热越来越严重，造成电压互感器烧毁。

（4）电压互感器自身散热功能不好，导致热量散发不出去而烧毁

（5）超低频的震荡也很容易造成电压互感器烧毁，主要是因为它会使电压互感器瞬间达到饱和状态，在电压互感器一次绕组时形成过电流，大大的加剧了电力系统中10KV电压互感器损坏的进度。

（6）铁磁谐振是使电压互感器烧毁的重要原因之一，也是导致电压互感器烧毁最多的原因，（下面我们对其提出了多种解决措施）中性点位移等也容易造成电压互感器的损坏，因为电压互感器属于非线性的电感元件类型，与电网接地极易形成铁磁谐振并联回路，在加上其他的外界条件激发，很容易造成电压互感器烧毁。

（7）还有可能是因为拉闸导致电压互感器的熔丝忽然熔断或者电压表指示混乱，这种现象在很多变电站发生过。

二、解决措施

（一）抑制铁磁谐振的措施

（1）抑制谐波的产生主要方法是将电压互感器的开口三角处并联一个电阻，这样，电阻就可以抑制谐振的发生，因为此时这个电阻相当于接到电源变压器的中性点上，电阻的变化就可以抑制谐振，当电阻越小时，谐振发生的可能性就会越低。

（2）防止铁磁谐振的措施还有很多，就是尽量减小铁磁谐振的范围，尽可能的去避免铁磁谐振。

（3）尽可能的降低电压互感器的运行电压，这样可以使大幅度的减少电压不稳定的区域，因为电压可以从10KV降低到5.8KV，最大的保持了电压的稳定性，不过，虽然这个措施可以尽量避免电压互感器被烧毁，但它也有其弊端，那就是电压器没有出线来连接电压表了。

（4）增加直流电阻，这样也可以缩小铁磁谐振的范围，具体做法是在电压互感器的线上原有电阻的基础上来增加直流电阻，这样就可以缩小铁磁谐振的范围了。

（二）电压互感器质量问题

针对电压互感器自身的质量问题，那就需要企业能够认真选购，尽量选择质量好的，对买来的电压互感器进行检测，如果符合标准才可以投入使用，如果电压互感器质量出现问题很容易造成烧毁甚至产生更严重的后果，电力企业必须予以重视。

（三）实行值班制度

不断加强变电值班现象，杜绝使用高压熔丝来替换低压熔丝的现象发生，现在有很多不法分子会对其进行调换，动手脚，导致电压互感器烧毁，对此，企业必须加强管理，杜绝这类现象的发生。

（四）加上开关

在电压互感器的一次测接地线上加上一个接地自动开关，这样当出现短路时就可以自动关闭，避免因短路烧毁电压互感器，而且，在二次测接地线上也要加上一个3～5A的空气开关，也有利于避免电流互感器烧毁。

（五）加强对工作人员的培训监督

要提高对工作人员的监督，加强培训，不断的提高工作人员的专业技能以及职业素养等的综合素质，一旦发生事故，一定要对设备进行仔细的检查，及时的发现事故原因，并对其采取一定的措施，避免由此带来更大的损失。

三、结束语

电能已经成为我们日常生活中必不可少的一部分，电力系统的稳定发展与我们息息相关，电压互感器是电力系统的重要组成部分，它的安全稳定运行也直接影响着电力系统的稳定，本文对10KV电压互感器烧毁的各种原因以及解决措施都进行了一一的论述，希望对电力企业提供借鉴，同时也希望电力企业能够多加注意，因为引起10K电压互感器烧毁的原因很多而且也很复杂，需要工作人员认真对其进行检测，促进电力企业的发展。

参考文献：

[1]张素升，张登宇.电压互感器谐振分析及抑制措施探讨[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2013（12）：176-177.

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[关键词]电容式电压互感器（CVT） 自激法 正接线 反接线

中图分类号：TM451 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）43-0133-01

前言

介质损耗是测量CVT绝缘好坏手段，CVT绝缘受潮，老化内部损伤都可以通过tanδ值反应，测量同时可测出电容值并反应CVT内串联电容器组及连接部位是否牢固有无击穿，损坏及放电现象。CVT分为单元式结构和整体式结构，其中整体式结构有整体封闭式和瓷套上引出分压电容抽头两种类型，下文中将针对不同结构CVT介绍正接线，反接线和自激法，根据中国《电力设备预防性试验规程》对测量结果做出判定。

电容式电压互感器CVT主要由电容部分和电磁部分组成，电容部分由主电容器组（C1）和分压电容器（C2）构成电容分压器，电容器之间会有分压抽头引出以方便介损测量。电磁部分由中间变压器（T1），补偿电抗器（L），阻尼器（R0），保护间隙（P）组成。工作时，一次电压通过CVT中的电容分压器将一次高压将低到一定水平通过后面的中间变压器处理转变为可供二次设备保护，测量，计量用的小电压，这种内部结构从一次侧看CVT呈容性可有效避免如串级式电压互感器（电磁式互感器一次呈感性）与电源侧开关断口电容结构形成谐振回路防止了谐振过电压出现。电容分压器（C2）的低压端（δ）与地之间可接入载波耦合器（J）它的阻抗值在工频（50Hz）时极小可视为短路，δ端在不作载波通讯时必须接地。为补偿电容分压器（C2）的容性阻抗串入补偿电抗器（L）使CVT在工频下回路中电感和分压电容的等效电容处于谐振中从而减小CVT回路自身的阻抗提高了测量精度和带负荷的能力。中间变压器（T1）工作在磁化特性线性段输出低电压供给保护与测量设备其低压端（Xt）在设备运行时与接地端短接并禁止开路，阻尼器（R0）起抑制铁磁谐振保护设备绝缘作用它并联在二次绕组（af，xf）中，该绕组提供零序保护电压额定输出100V也称剩余电压绕组用作高压输电线路某相出现单相接地时给保护器零序电压报警。其余几个绕组可根据准确度分别使用‘0.2’级用作电能计量，‘3P’级用作继电保护额定输出电压都为‘100/√3’V。 根据叠装式CVT的两种结构型式：整体封闭和有分压抽头引出。分别针对不同结构介绍不同的现场停电测量方法。

1、自激法

对整体封闭式电容式电压互感器因为没有分压抽头引出常规测量法已不能使用。用AI-6000E自动变频介损测试仪进行试验，被试品型号：TYD2 110/√3―0.01H桂林电力电容器厂，测量电压由剩余绕组（af xf）施加，这一绕组中并联有阻尼电阻（R0）可防分压电容与电感（L）形成谐振回路产生的过电压，中间变压器（T1）作为试验变压器从剩余绕组施加电压产生激磁在一次侧感应出高压作为测量用电压用来测量主电容，分压电容和耦合电容器的tanδ值和电容值。从剩余绕组加压除并联有阻尼电阻可防过电压损伤绝缘外还因为绕组容量大于电桥消耗功率考虑到电容器串联单元，介损测量时的电压效应，大容量二次绕组试验时可施加更高电压测量出的结果更真实。实际测量时应将一次线与避雷器拆开，悬空并根据二次绕组绝缘水平选择施加电压2.5KV。

2、正接线

对有分压抽头引出的CVT进行介损测量如被试品两端对地绝缘时使用此方法，这种方法易于排除高压端对地杂散电流带来的误差，对电容量测量误差较小，抗干扰性较强。试品型号：TYD 110/√3-0.01H试验前应拆除与避雷器相连一次线，从二次绕组分压电容低压端‘δ’上施加电压，‘δ’端应独立悬空，其余绕组短接并接地。施加试验电压时电桥处于低电位，试验电压不受电桥绝缘水平限制，实验电压规定为10kv以内根据加压绕组绝缘水平常采用8kv试验电压。

3、反接线

对于有分压点引出的CVT还有一种方法进行测量如被试品只有一端接地时采用，这种试验方法测量时电桥处于高电位试验电压受电桥绝缘水平限制，高压端对地杂散电流不易消除，干扰效大，为减少干扰提高测量精度降低试验风险可选择从二次绕组加压。如上图右所示，试验前一次绕组与避雷器的连线应拆开并挂上接地线保证其线路上工作人员的安全，试验电压从二次绕组‘δ’端施加，‘δ’端应独立并悬空，其余绕组短接并可靠接地，考虑到绕组绝缘水平施加试验电压应小于4kv工作中选择2kv作为试验电压。

案例分析：2012年5月初，在外线维修组完成线路检修后玉溪钢铁厂110kv降压站九龙线‘Ι回’复电，中控室发现三相电压采样值不一样。其中AC相都为110kv上下，B相在97～102kv之间做无规律变动，联系电调和上一级宝峰变询问110kv侧电压回复均为正常，排除上一级故障。进一步检查端子箱用万用表测量电压发现采样回路B相电压低于额定值（100/√3），再查综合保护器电压回路B相电压也低于额定值，且保护定值未被改动保护动作未触发通信无异常，排除保护器故障。最后怀疑B相CVT内部故障，申请停电试验。

预防性试验数据（温度：10度 相对湿度>35% 载波耦合电容C：9.97nF tanδ：0.052%

高压电容C1：12.48nF tanδ：0.057% 分压电容C2：60.05nF tanδ： 0.055%）

数据分析和整改建议：试验采用自激法进行测量由于当天气温低湿度大故测出的tan δ值比出厂值要大但符合标准，对比电容值发现分压电容C2电容量已超出额定值10%，考虑到二次采样电压与中间变压器变比，分压电容器电容量大小有关，二次电压降低但并未完全失压且有波动可以排除中间变压器一次侧故障重点排查中间变压器二次绕组引出线是否有断线或接地，分压电容器C2是否短路，有放电现象。返厂维修发现电容器元为纸介质在安装时介质有破损并有水份渗入在投运后在系统短时过电压冲击下发生过局部放电现象，经过一段时间出现个别电容元件击穿所以出现二次采样电压低于额定值。

整改方案：由于CVT电容量变化是一个量变到质变的缓慢过程且初期变化量小不易发现，所以值班人员密切监视采样值做好当班记录并修改上位机增加采样曲线日记录功能，以便日后做对比掌握发展规律。日常停电维修中禁止使用水管对CVT外表面进行冲洗防止水份沿安装缝隙浸入二次绕组及内部元件，引起短路，接地故障。有条件时，可用酒精对二次绕组瓷套进行擦拭以消除水气，防止元件受潮老化。

参考文献

[1] 王寅仲，陈天翔・电气试验（第四版），中国电力出版社，2005年.

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关键词：电压互感器；励磁特性；空载电流；测量

中图分类号： TM451文献标识码：A 文章编号：

1 测量的意义

电压互感器又称仪用变压器，是一种电压变换装置；电压互感器的容量很小，通常只有几十到几百伏安；电压互感器一次侧电压即电网电压，不受二次负荷影响，并且大多数情况下其负荷是恒定的；

二次侧负荷主要是仪表、继电器线圈，它们的阻抗很大，通过的电流很少。如果无限期增加二次负荷，二次电压会降低，造成测量误错增大；用电压互感器来间接测量电压，能准确反映高压侧的量值，保证测量精度；电压互感器常用于变配电仪表测量和继电保护等回路。

电磁式电压互感器（TV）的构造原理、接线图和工作特点与电力变压器相同。它和变压器的主要区别是TV的容量很小，它的负荷是恒定的。TV二次测的负荷是仪表或继电器的电压线圈，它们的阻抗很大，通过的电流很小，TV的工作状态接近于空载，设计和使用都要以能达到一定的精度为前提。由于TV的特殊用途，所以对TV的抗饱和能力和精度都要有一定的要求。TV的励磁特性试验就是检查TV的励磁特性和抗饱和的能力。

2 测量方法

2.1试验接线

电压互感器进行励磁特性和励磁曲线实验时，一次绕组、二次绕组及辅助绕组均开路，非加压绕组尾端接地，特别是分级绝缘电压互感器一次绕组尾端更应注意接地，铁芯及外壳接地，二次绕组加压。

2.2实验步骤

对电压互感器进行放电，并将高压侧尾端接地，拆除电压互感器一次、二次所有连线。加压的二次绕组开路，非加压绕组尾端、铁芯及外壳接地。试验前应根据电压互感器最大容量计算出最大允许电流，合上电源开关后应调节调压器缓慢升压，读取电流后立即降压，电压降至零后切断电源，将被试品放电接地。注意在任何实验电压下电流均不能超过最大允许电流。

TV励磁特性测量接线原理如图1所示。励磁曲线测量点为额定电压的20%、50%、80%、100%、120%，或者再多一些，开始励磁电流是毫安级，超过额定电压后励磁电流逐渐升至安培级，测量时要及时变换电流表的挡位，保证测量的精度。在进行电流表挡位变换时要将电压降下来再进行变换，以免发生事故。TV励磁特性测量是高电压试验，在进行TV励磁特性测量时要做好安全措施，防止人身触电。

3 测量标准

3.1 GB 50150—2006 《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》规定

TV的励磁曲线测量，应符合下列要求：(1)用于励磁曲线测量的仪器为方均根值表，若发生测量结果与出厂试验报告和型式试验报告有较大出入(＞30%)时,应核对使用仪器种类是否正确;(2)一般情况下，励磁曲线测量点为额定电压的20%、50%、80%、100%、120%。对于中性点直接接地的TV（N端接地），电压等级35kV及以下电压等级的TV最高测量点为190%；电压等级66kV及以上的TV最高测量点为150%；（3）对于额定电压测量点（100%），励磁电流不宜大于其出厂试验报告和型式试验报告的测量值的30%，同批次、同型号、同规格TV此点的励磁电流不宜相差30% [3]。

3.2华北电网有限公司《电力设备交接和预防性试验规程》规定

TV空载电流测量，在额定电压下的空载电流与出厂值或初始值比较应无明显差别。在下列试验电压下，空载电流不应大于最大允许电流。中性点非有效接地系统为1.9Um/√3，中性点有效接地系统为1.5Um/√3。说明中指出，从二次绕组加压试验，同时测量一次和二次绕组工频空载电流，且一次绕组空载电流不应大于10mA［2］。Um为设备的最高电压有效值［2］。

3.3《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》规定

TV在交接试验和投运前，应进行1.5Um/√3（中性点有效接地系统）或1.9Um/√3（中性点非有效接地系统）电压下的空载电流测量，其增量不应大于出厂试验值的10%［6］ 。

3.4DL/T 596-1996《电力设备预防性试验规程》规定

TV空载电流测量，在额定电压下的空载电流与出厂值或初始值比较应无明显差别。在下列试验电压下，空载电流不应大于最大允许电流。中性点非有效接地系统为1.9Um/√3，中性点有效接地系统为1.5Um/√3［7］。

3.5 《河北省电力公司输变电设备生产验收细则》规定

《河北省电力公司输变电设备生产验收细则》颁发于2006年7月。引用的主要规程、标准和参考资料，有关TV高压试验的标准有，GB 50150—1991（最新颁发GB 50150—2006），《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》；国家电网生计[2005]400号，《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》；DL/T 596-1996《电力设备预防性试验规程》。

3．6测量时电流不超过最大允许电流

在最高测量点时的电流不应超过最大允许电流，在故障时互感器铁芯过饱和，易产生铁磁谐振过电压，发生互感器过热烧毁的事故。互感器最大允许电流计算式为：

I=S/U

式中 I---最大允许电流，A；

S---互感器最大容量,VA；

U---互感器二次额定电压,V。

如互感器铭牌或技术资料无最大容量，一般可按额定容量的5倍计算。

4 发现的缺陷

惠兰110kV变电站大修改造工程时，我们在对某厂家生产的JDZX17—35W型35kVTV ，进行励磁特性测量时发现该产品存在质量问题，试验数据见表1，励磁特性曲线如图2所示。该产品TV极限输出容量400VA，极限输出电流是6.93A。从表1可以看到该产品在1.9Um/√3试验电压下的励磁电流最大达到18A，该TV的励磁特性不佳，与厂家联系后进行了退货更换。该厂同型号TV不是一批产品，励磁特性就有较好的产品，试验数据见表2所示，励磁特性曲线如图3所示。

表1JDZX17—35W型35kVTV励磁特性测量数据（励磁特性欠佳产品）

表2JDZX17—35W型35kVTV励磁特性测量数据（励磁特性较好产品）

电磁式TV励磁特性优良与否，即在磁路方面，应采用优质的冷轧矽钢片，设计时磁通密度要取得低些，一般只取0.1～1.1T（1000～11000GS），三相五柱取0.8～0.9T（8000～9000GS）［变压器的最大磁通密度可达1.4T(14000GS) ］ 。在线圈方面，TV所用的导线要比变压器粗，其电流密度一般只取0.4～0.8A/mm2(变压器的电流密度则为3.5～4.5 A/mm2)，而且还要采用匝补偿［5］。目前生产电磁式TV的厂家众多，但产品质量良莠不齐，有的厂家生产的TV励磁特性就比较好，我们列举两台TV励磁特性测量数据见表3。励磁特性曲线如图4所示。

表3励磁特性测量数据较好的35kVTV

5 总结

5.1 TV励磁特性测量是非常重要的一项工作，要严格按照标准进行，确保电力设备上网的安全运行。

5.2按照省公司的要求，交接试验执行GB 50150—1991（最新颁发GB 50150—2006），《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》；同时也要执行，国家电网生计[2005]400号，《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》；其实这并不矛盾，国家电网公司标准要高于国家标准，作为国网公司下属单位应该首先执行国家电网公司标准。

参考文献：

［1］华北电网有限公司.高压试验作业指导书[M].北京：中国电力出版社，2004.

［2］华北电网有限公司.电力设备交接和预防性试验规程[M].北京：中国电力出版社，2005.

［3］GB 50150—2006，电气装置安装工程电气设备交接试验标准[S].

［4］西南电业管理局试验研究所.高压电气设备试验方法[M].北京：水利水电出版社，1984.

［5］中国电力企业家协会供电分会．电气试验与油化验．北京：中国电力出版社， 1999．5

［6］国家电网公司，国家电网公司十八项电网重大反事故措施（试行）：2005.6

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1、星形接线

在中性点不接地或经消弧线圈接地的系统中，为了测量相对地电压，PT一次绕组必须接成星形接地的方式。

2、V-V接线

用两台单相互感器分别跨接于电网的UAB及UBC的线间电压上，接成不完全三角形接线（也称V，v接线），广泛应用在20KV以下中性点不接地或经消弧线圈接地的电网中测量三个相间电压，但不能测相对地电压。

3、开口三角接线

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【关键词】电压互感器 电源谐振 熔断器

【中图分类号】TM451 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）11-0312-01

1、引言

根据电力行业标准DL/T448 2000《电能计量装置技术管理规程》要求，10KV中性点绝缘电力系统的高压电能计量装置应采用三相二元件计量方式，通常采用高压计量柜（或计量箱）。整套计量装置包括两只电压互感器（PT）、两只电流互感器（cT）和一套三相三线的电能表，PT采用V/V接线。由于经济飞速发展，企业用电负荷不断增加，因负荷重，密度大，负荷种类繁杂，用电特性多样，10KV用户高压计量PT经常发生熔断器熔断或烧毁，造成计量表计失压而少计电量。若故障处理不及时，对供、用电双方都会造成一定损失，影响线损计算的同时，影响供电服务水平，所以加强高压计量监管，保证设备安全可靠运行对正确计量有着非常重要的意义。

2、造成高压PT故障的原因分析

在正常运行中，PT的内部故障的机率很小。从故障情况数据统计来看，不接地PT故障主要有下面几个原因。

2.1 低频饱和电流可引起PT一次熔丝熔断

当系统发生单相弧光接地时，未接地相的电压升高到线电压。故障点会以接地点为通路，在电源导线大地间流过电容电流。由于PT的励磁阻抗很大，其流过的电流很小。一旦故障消失，电流通路被切断，此时三相对地电容（零序电容）中储存的电荷将对三相PTNK绕组电感放电，相当于一个直流电源作用在一个带铁心的电感线圈上，构成低频振荡电压分量。在这一瞬变过程中，PT高压绕组中流过一个幅值很高的低频饱和电流，使铁心严重饱和。低频饱和电流在单相接地消失后1/4～1/232频周期内出现，幅值可远大于分频谐振电流（分频谐振电流约为额定励磁电流的百倍以上）频率2～5Hz。由于具有幅值高、作用时间短的特点，在单相接地消失后的半个周期即可熔断熔丝。实际上，由于接地电弧熄灭的时刻不同，即初始相位角不同，故障的切除不一定都在非接地相电压达最大值这一严重情况下发生。因此，并非每次单相接地故障消失时，都会在高压绕组中产生大的涌流。而且低频饱和电流的大小，还与PT付安特性有很大关系，铁心越容易饱和该饱和电流就越大，高压熔丝就越易熔断。

2.2 一、二次绕组绝缘降低可引起熔丝熔断

PT绝缘击穿，使互感器产生短路匝，造成铁心饱和，阻抗大幅下降，从而使一次电流大幅上升。造成电压互感器匝间或层间绝缘不良的一个原因是漆包线的质量不好，漆膜有缺陷，或者漆膜耐受制造与运行工况的能力差。例如一些Qz型漆包线用到了油浸绝缘互感器，长期的浸泡使漆膜脱落。一些绝缘耐热差的漆包线，例如：绝缘等级E级的漆包线用于环氧树脂浇注产品，树脂浇注过程中的温度可能高达150℃，而，E级绝缘只能承受115℃，部分漆膜在浇注过程中被破坏，造成绝缘隐患，即使通过出厂试验，也容易在运行中损坏。

2.3 雷云闪电时，发生线路落雷，导致PT多相高压熔丝熔断

10～35KV架空线路，在空旷的野外，没有架空地线，三相导线暴露在空中。在雷云电荷的作用下三相导线都感应相同数量的束缚电荷当雷云放电，三相导线上的束缚电荷向线路两侧运动，对变电站、变压器形成侵入波。此侵入波的电压并不高，熔丝熔断是发热的结果。只有电流的幅值高且侵入波持续时间长时，才会使高压熔丝熔断。而同时具备此两种条件的机会不大。故因雷击引起高KPT熔丝熔断仍是小概率事件。

2.4 二次绕组短路

PT二次绕组发生短路或轻微短路时，会造成电流过大。如果二次保险选配合适的情况下，易引起二次保险熔断。如果二次保险选配不合适，将引起二RPT电流迅速增大，热量急聚增加，从而引起爆炸事故。

电压互感表面湿度过大或有灰尘及其它原因引起系统有放电或闪络现象，将产生高电压，互感器铁心饱和，激磁电流急剧增加，进而引起事故。

综合分析我局计量PT故障情况，PT损坏故障占很少比例，90%以上故障表现为熔断器熔断，在更换熔断器处理后装置正常运行。通过对运行环境、电网结构及故障特点等分析。可以认为接地故障、二次短路等属于系统的随机的小概率事件，不可预防。而电源谐振才是造成熔断器熔断的主要原因，需要重点采取措施加以预防和改善。

3、防止谐振的措施及利弊分析

不接地电压互感器故障主要由电源谐振造成，电源谐

振产生的故障电压不是10KV等级的电压互感器可以耐受的，因此只能采取消除谐振的措施。

（1）改变电感、电容的参数，使其不易激发引起谐振；可通过降低铁心磁通密度或增大负载容量来改变励磁特性。但这里有一个矛盾，就是对铁心磁通密度的选择，不仅要考虑使其满足接地过电压的要求，还要使其在额定电压下和接地过电压下的电感值最小。这样就使谐振区域缩小并前移，需要更大的激发才会产生谐振。在材料选择上二者是矛盾的，设计时需取得平衡。

（2）消耗谐振能量、增大系统阻尼，抑制或消除谐振的发生；在母线上接入一定大小的电容器，使容抗（XC）与感抗（XL）的比值小于0.01可避免谐振。有两个途径：采用加大线路长度、用电缆代替架空线路、在10KV以下系统装设一组单相对地电容器等方法，以减小xc值。DL/T620 1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》中也有“减少同一系统中PT中性点接地的数量，除电源侧PT由高压绕组中性点接地外，其它PT中性点尽量不接地”这是为了增大XL值。但新问题是，随着XCXL的减小，系统在单相接地故障消除后所产生的过电流的直流分量也逐渐增大。当XC XL

（3）在电力系统设计方面采取不同的接地方式或运行时采取临时倒闸措施，因其需进行系统性的综合考虑，实施起来比较复杂。

（4）在同一个IOKV配电系统中，应尽量减少PT的台数。同一电网中，并联运行的PT台数越多，总的伏安特性会变得越差，总体等值感抗也越小，如电网中电容电流较大，则容易发生谐振，所以应尽量减少PT的台数。

4、改进措施

因不同消谐措施有其局限性，只能消除特定情况下的谐振。我局结合电网的实际情况，在不改变配网运行方式的情况下综合治理，采取了如下方法。

（1）针对某生产厂家因铁磁谐振致PT烧毁事件频繁的情况，要求厂家做出改进，降低PT心的磁通密度，提高抗谐振能力。

（2）将PT保护熔断器额定电流从0.05A改用2A增大熔断器的通流容量能力。