35kV電壓互感器熔絲熔斷現象的分析

洪湘媚

(福建省石獅電力有限責任公司，福建 石獅 362700)

在電力系統的日常運行過程中，經常會發生電壓互感器熔絲熔斷現象。電壓互感器作為發電廠、變電所等輸電和供電系統不可缺少的一種電壓測量電器，是將高等級的電壓按比例轉換為100V或更低電壓等級的標準二次電壓，為綜保、計量、測控儀表等裝置提供電壓數據。同時，電壓互感器還起到將高電壓與電氣工作人員隔離的作用，以保證電氣工作人員在日常工作中的人身安全。電壓互感器熔絲的熔斷不但會使線路保護失去效果，而且還會嚴重影響了電能計量的準確性，給電力系統的穩定運行帶來很大隱患。如何有效的避免電壓互感器熔絲熔斷現象的發生是電力系統運行中一個重要的研究。在這篇文章里我們就將通過分析造成35KV電壓互感器熔絲熔斷的現象、原因，并針對性的提出預防措施。

目前在我國10-35kv電網中，電壓互感器普遍還是使用電磁式電壓互感器，由于互感器自身特性及諸多原因，在運行中時常會發生熔絲熔斷現象，在日常系統運行監視中，熔絲熔斷依據熔斷相數的不同其具體表現如下:

(1)電壓互感器一相熔絲熔斷:在相電壓指示中熔斷相電壓降低，非熔斷相指示正常;線電壓指示中與熔斷相相關的線電壓降低，無關相電壓顯示正常;有關電力表指示降低，電能表轉速下降;中央信號光字牌報警顯示電壓互感器斷相;由于其現象和單相接地時現象相似，所以也被稱做虛幻接地現象，電壓繼電器有可能會動作，并發出接地報警信號。依據系統發生單相接地時，接地相對地電壓降低，其余兩相對稱升高的特點可以對兩者進行區分。

(2)電壓互感器兩相熔絲熔斷:線電壓無顯示，相電壓只有非熔斷相指示相電壓，熔斷相的相電壓無指示;有關電力表、電能表停止運行，中央信號光子牌報警顯示電壓互感器斷相。

(3)電壓互感器三相熔絲熔斷:電壓表相電壓、線電壓均無指示;相關電力表、電能表停止運行，中央信號光子牌報警顯示電壓互感器斷相。

在我國電網中，電壓等級在35KV及以下高壓電力系統中接地方式一般都采用中性點不接地運行方式。通過對歷史發生事故的分析我們總結得出電壓互感器熔絲熔斷的幾個主要原因如下:

一、系統發生鐵磁諧振時，產生的過電壓以造成電壓互感器熔絲熔斷。在中性點不接地系統中，如果電壓互感器突然合閘，一相或兩相繞組會出現勵磁涌流，當線路單相弧光接地時出現暫態涌流，線路單相弧光接地時出現暫態涌流以及發生傳遞過電壓時，就可能會使電磁式電壓互感器三相電感程度不同地產生嚴重飽和，形成三相或單相共振回路，從而激發產生各次諧振過電壓，使電壓互感器的激磁電流增加，造成電壓互感器熔絲熔斷。

二、低頻飽和電流可引起電壓互感器一次熔絲熔斷，在中性點不接地電網中，電磁式電壓互感器高壓熔絲熔斷，并不一定都是由鐵磁諧振過電壓引起的。當電網的對地電容較大，同事系統又間歇性發生單相弧光接地或接地消失現象時，相對地電容中貯存的電荷就會重新進行分配，由此將會產生3-3.5倍額定電壓的過電壓，將通過中性點接地的電壓互感器一次繞組形成回路，形成低頻振蕩的電壓分量，從而促使電壓互感器的鐵芯處于飽和狀態，形成低頻飽和電流。較大的飽和電流將會造成電壓互感器熔絲熔斷現象的發生。

三、電壓互感器的一、二次繞組絕緣降低或消諧器的絕緣下降也會引起電壓互感器熔絲熔斷現象的發生，特別是當電網中出現位移過電壓或單相接地等情況時，電壓互感器的熔絲會加速熔斷。

四、電壓互感器X端絕緣水平與消諧器不匹配也容易導致熔絲熔斷現象的發生，35kV電壓互感器的X端絕緣一般分為全絕緣與弱絕緣兩種，全絕緣的電壓互感器X端耐受電壓和首端一樣(這種互感器通常也被稱為羊角電壓互感器)，而弱絕緣的電壓互感器X端工頻耐受電壓是3kV。當X端絕緣為弱絕緣時，所安裝的消諧器必須是能夠在電網正常運行和受到大的干擾時，都能將X端電壓限制在其絕緣允許范圍之內，否則X端子就有可能會對地放電，從而使電壓互感器一次繞組中的電流增大，造成熔絲熔斷。

五、在雷雨季節，雷云閃電也可能會造成電壓互感器多相高壓熔絲熔斷現象，不過雷擊造成的熔絲熔斷只是屬于小概率事件，熔絲熔斷主要還是由于發熱的原因，而雷擊造成的侵入波電壓一般并不高，且持續時間比較短，并不構成熔絲熔斷的條件。在雷電沖擊時，電壓互感器只能依靠熔絲自身的抗沖擊能力去避免熔絲熔斷，安裝設置的消諧電阻并不能限制雷擊時產生的沖擊電流。

六、電壓互感器的接線也可能會引起熔絲熔斷現象的發生。

根據以上對熔絲熔斷原因的分析，我們可以有針對性的去避免熔絲熔斷現象的發生，下面就是幾點避免熔絲熔斷的幾點建議:

1.針對鐵磁諧振過電壓可引起電壓互感器側熔絲熔斷，可以通過以下三點去避免，(a)在35KV配電室安裝35KV系統消諧裝置，即在一次繞組中性點或開口三角繞組處加裝消諧器或非線性阻尼電阻。(b)選用勵磁特性較好的電磁式電壓互感器或抗鐵磁諧振的電壓互感器。(c)增大對地電容，破壞諧振產生的條件。在電壓互感中性點裝設非線性電阻或消諧器，在產品設計制造時，應著力于改善電壓互感器的空載勵磁特性，在設備選型上，建議選擇伏安特性優越的電壓互感器。在電壓互感器中性點裝設非線性電阻或消諧器的方法同時也可以抑制低頻飽和電流。

2.熔斷器的選擇也很重要，在安裝時要注意校核熔絲的型號，使高低壓側熔絲滿足選擇性配合關系，以及熔絲與PT的型號的匹配，還要確定好接線的準確性，在運行過程中要注意操作順序，加強運行人員的監視作用。問題發現的越早，事故發生造成的影響就越小。

3.采用消弧線圈測控儀自動調整消弧線圈的運行檔位，及時跟蹤系統運行狀況，隨時對運行參數進行調整，盡量使系統避開諧振點運行。

4.在母線連接和35KV電壓互感器的連接處使用具有一定電阻的母線，增加諧振回路的電阻，脫離諧振點。

5.將35KV電壓互感器更換為優質的電容式電壓互感器，消除諧振的產生條件，盡量使互感器在其伏安特性的線性區域內運行。在電壓互感中性點裝設非線性電組或消諧器也可以抑制低頻飽和電流的產生，在產品設計制造時，應著力去改善電壓互感器的空載勵磁特性，在設備選型上，建議選擇伏安特性優越的電壓互感器。

6.對消弧線圈進行技術改造，將目前與電阻串接的方式改為以可控硅導通的方式，使其無法溝通諧振回路，避免諧振的產生。

通過以上對35kV電壓互感器熔絲熔斷現象的分析，我們可以認識到，電壓互感器熔絲熔斷現象是無法避免的，只能是盡量去減少熔絲熔斷的發生次數。在電網運行過程中，電壓互感器熔絲的熔斷原因，依據實際情況各有不同，在事故發生后要具體問題具體分析，并作出相應措施，避免類似情況的再次發生。在日常運行監視過程中，值班人員應時刻注意母線電壓是否在正常范圍內，及時發現異常，防止故障范圍的擴大。在定期設備檢修過程中也要提高維護檢修質量，在設備自身層面上降低熔絲熔斷故障發生的可能性。

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