浅谈35kV变电站PT烧毁原因及防范
摘要：文章阐述了电压互感器产生铁芯饱和谐振的原因。结合实例分析了 35kV变电站 PT 烧坏原因，并讨论了防止PT烧坏的方法。 关键词：铁芯饱和谐振；电压互感器；烧毁；原因
1、前言
2013年9月，青海某35kV变电站当班值班人员发现监控电脑反映出接地信号，同时35kV I段母线电压显示异常，在向调度汇报情况后立即进行排查，发现高压室中浓烟滚滚，焦臭味向四周散发开来。值班人员迅速将35kV I 段停电，负荷转35kV II段上，将35kV PT手车退出时进行检查，发现三相保险熔断，三个单相接地Y0电压互感器接线/Y0/△形式的电压互感器已被烧毁。
2、故障查
（1）在出现此次故障中，变电站的天气为晴天，可以排除雷电因素造成的铁磁谐振。
（2）此次PT发生烧坏现场，主要集中在一次高压部分，二次部分无损伤，可以排除二次短
路或二次过载问题。
（3）产品质量问题：如果是产品质量问题，一次绕组有叠匝现象，树脂浇注有气孔缺陷，一次绕组的绝缘皮有击穿现象不会出现一次均匀烧毁。
（4）铁磁谐振问题：电压互感器是典型的非线性电感（铁芯线圈）元件，与电网线路对地电容形成铁磁谐振并联回路，也可能和其他电器设备的电容形成并联谐振回路，在一定的外界激发条件下，由于某种原因造成的中性点位移等，从而发生谐振，因此电压互感器的内部一次绕组不可避免地通过了很大的容性电流使电压互感器烧毁。
3、故障原因
在中性点不接地系统实际运行中，PT一次高压保险熔断或PT自身烧毁的事故时有发生，影响PT正常工作，甚至扩大事故。究其原因，则是PT绕组内产生的过电压。由于普通的PT在过电压达到2.8倍时，就会发生铁心饱和发生谐振又产生过电压，引起PT绝缘击穿烧毁PT。引起过电压的原因有二：一是当断路器对母线突然合闸时，母线PT一相（或两相）绕组内有可能产生巨大的涌流，出现磁饱和现象；二是运行中的电网雷电或其他原因造成单 相接地故障消失时，PT健全相对地电容上的残余电荷将通过其绕组放电，出现瞬间磁饱和现象。
2、故障分析
2.1 铁磁饱和引起PT烧毁的原因分析
电网正常运行时，PT励磁感抗ωLI很大，电网零序阻抗主要是以导线对地电容容抗1/ωC0为主，电网三相基本平衡。当电压互感器突然合闸或电网中单相接地故障突然消失时，造成PT一（或两相）绕组中电流突然增大，此时电网三相对地阻抗出现不平衡，将产生较大的零序电压，三相对地电压也随之变化，出现过电压。这种过电压的性质基本可分为工频过电压和高频过电压。
工频过电压分析
电力系统中在正常或故障时可能出现幅值超过最大工作相电压、频率为工频或接近工频的电压升高，统称为工频电压升高或称工频过电压。
4、防范措施：
（1）在电压互感器次级的开口三角形侧接上一个电阻，数值约几十欧，要小于0.45 Xj(Xj是PT归算到低压侧的工频激磁感抗)，或接一个灯泡在开口三角形上或在PT二次回路上安装消谐装置。
（2）在母线上接入一定大小的电容器(XC)，使比值XC/XL<0.01，就可避免谐振。
（3）值班人员平时必须密切监视该段的接地情况，在系统发生谐振时，迅速改变该段的负荷分布，以破坏谐振条件。
（4）采用质量较好、铁芯不易饱和的电压互感器。
（5）改变电压互感器的接线方式（4 PT接线方式），使互感器的电感在激发条件下不改变，不具谐振发生条件，此方式在消除谐振方面具有突出的作用。
5、结语
在实际运行过程中，造成铁磁谐振的原因有很多，例如：雷雨季节的雷击或风雨造成的弧光接地；对只带有电压互感器的空载母线的突然合闸；系统运行方式的改变；系统负荷出
现较大的波动；倒闸操作和断路器合闸等。这些情况都有可能造成铁磁谐振的出现，导致电压互感器铁芯饱和，产生很高的过电压和过电流。
开口三角绕组处接入消谐灯、消谐器，电压互感器中性点经电阻接地等措施均可以防止谐振，同时具有简单方便、消谐效果良好、不影响继电保护工作的优点。开口三角绕组处接入消谐灯对于带电压互感器投空载母线造成的谐振效果较好；开口三角绕组处接入消谐器能消除电压互感器的分频、基频和高频的铁磁谐振，但有可能因为特性不稳定造成消谐失效；电压互感器中性点经电阻接地对于单相接地消失时产生的谐振具有明显的消谐效果。同时在操作的过程中，合理的安排操作方式，在向空载母线充电时，在合闸前，先合上一条空载线路，让后再向母线进行充电，以达到改变系统参数的目的。除此之外，选用励磁特性较好的电压互感器，可以保使铁芯在线电压下不易饱和。同时定期对运行中的电压互感器进行励磁特性的试验，发现励磁曲线较差时及时更换；有效提高了系统运行的稳定性，提高供电安全性和可靠性。
参考文献
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[2]解广润.电力系统过电压[M].北京：水利电力出版社，1985.
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[4]周和平.中性点绝缘系统消除电压互感器铁磁谐振的措施[M].北京：中国电力出版社，1993.
作者简介：孟卫峰（1985--）男，助理工程师，供职于许继电气股份有限公司保护自动化系统公司；现从事于变电站综合自动化系统工作。
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