《电压互感器饱和过电压及防止》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电压互感器饱和过电压及防止（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电压互感器饱和过电压及防止由于电压互感器铁芯饱和而产生的过电压(又称为铁磁谐振过电压)是一种最常见的内过电压现象。在某些 35kV 和 10KV 系统中，这种现象频繁地发生，严重地影响安全供电。恩平县供电局 110kV 平富岗变电站 35kV 系统及 35KV 城南变电站 10kV 系统发生电压互感器饱和过电压现象甚为频繁。据不完全统计，82 年以来，平富岗变电站 35kV 系统高压熔丝烧断三十多次，烧毁电压互感器7 台、油开关套管闪络 3 次、用户降压站避雷器爆炸 1 台。城南变电站 10kV 系统 PT 饱和谐振现象更严重，84 年 25 月发生 5 次谐振过电压，熔断 9 支高压保险丝。
2、5 月份发生的两次谐振，烧断 5 支高压保险丝。对于这种内过电压现象，许多变电工作人员缺乏理性认识。由于饱和谐振过电压常常发生在雷雨期间，因此，当电压互感器高压熔丝烧断了，互感器喷油、冒烟，油开关套管闪络，避雷器爆炸等，统统说成是雷害。把内过电压造成的事故判作外过电压事故，由于判断错误，也就不可能找到正确的预防措施，年复一年，类似的事故不断发生，造成不应有的损失。一、饱和过电压的产生接于中性点不接地电网中的电压互感器，为取得监视电网对地绝缘状况的讯号，其中性点是接地的。这种 Y 接电压互感器的等值电路如图一。图中 C11为线路每相的对地电容，L 为电压互感器的铁芯线圈电感。正常情况下，铁芯不饱
3、和，线圈感抗大于线路容抗，即 XLXC 11l，二者并联后相当于一个等值电容C。大家知道，铁芯电感线圈是一个非线性电感原件，当加在线圈上的电压增加，使通过线圈的电流增大时，L 的电感值由于铁芯饱和而不断下降。当电压增大到一定数值后，X LXC 11，就构成了铁磁谐振的条件。这时，线圈电感与线路电容并联相当于一个等效电感 L，它与电源中性点对地电容 C0(图一中虚线部份)组成串联谐振回路。饱和谐振可以由几种激发条件造成。雷雨期间，因雷击或风雨造成线路发生弧光接地是最常遇到的“激发”因素。系统发生单相瞬间接地时，非接地的两相电压会突然升高到线电压，电压互感器线圈出现的涌流会使它的激磁电感大为减少。
4、对于励磁性能差的电压互感器，就可能使铁芯改换工作点而进入饱和区，如果系统参数适当，就产生谐振。除了线路发生单相接地能引起谐振外，有时在电源对只带电压互感器的空母线突然合闸，系统运行方式的突变、负荷发生较大的波动等情况下，也会激发起谐振。串联谐振会产生很高的过电压和过电流。实验测量表明，电压互感器饱和过电压可高达 35 倍相电压，过电流值可高达 100 倍额定电流值；恩平沙湖水泥厂 35KV 降压站值班人员多次观察到 35KV 系统相电压指示为 44 千伏，达 35 秒。一次雷雨中引起谐振，使该站一台 35kV 避雷器爆炸。太高的过电压不但对系统绝缘薄弱点构成威胁，还会使设备套管闪络。谐振过电流
5、通常是高压熔丝烧断的主要原因；如果谐振持续时间较长，还将使 PT 线圈过热，严重时可烧坏互感器。六月的一天，一声远雷响过后，35kV 江洲变电站中央信号盘发出接地讯号，约 5 秒钟后，该站 35KV 电压互感器即喷油爆炸，高压熔丝也同时炸段。该站在两年内发生两台 35KVPT 烧毁及三条高压熔丝烧断的事故。在上述设备事故中，雷击接地只是引起电压互感器铁磁谐振的“激发”因素，互感器、高压熔丝烧毁则是谐振过电压、过电流的结果。铁磁谐振状态具有“自保持”的特性。如果系统参数适合某一范围，单相接地切除后，还常会产生分频谐振。这就产生一种叫作“虚幻接地”的故障现象。采用倒闸措施改变电路参数或切断谐振能量
6、供给后，虽然能使谐振消失，但无法寻找“故障”线路。造成电压互感器饱和谐振的原因，主要是铁芯质量低。有些厂家为缩小铁芯截面或使用低质硅钢片，使铁芯工作点接近饱和区。装有激磁特性易饱和的电压互感器的电网，常会发生饮和过电压。图二是两台不同型号的 35KV 电压互感器的伏安特性曲线，试验是在二次侧进行的。曲线 1 是一台 JDJJ1一 35PJ 伏安特性，曲线 2 为另一台 JDJJ235PT 伏安特性。它们分别与前述江洲变电站83 年和 84 年烧毁的两台 PT 是同一制造厂并且是同一时期同批出厂的产品。两台 PT 的励磁特性不好，正常工作点（对应予 577 伏）已接近饱和区。单相接地时，PT 的
7、工作电压升高到线电压（对应于 100 伏），工作点已转入到饱和区深处，因此，这种 PT 很容易出现谐振过电压。 二、防止电压互感器饱和过电压的措施（1）选用励磁特性好、在线电压下线芯不易饱和的电压互感器是减少谐振过电压的根本措施。目前国产 JDJJ1。2 35 和 JSJW10 型电压互感器在设计和制造质量方面都有待提高（ 2）中性点接地为 Y 接电压在感器产生谐振提供了回路条件。V 接电压互感器（如 JD35 型）一般不产生铁磁谐振现象。因此，在一个系统内接入太多的 Y 接电压互感器会使谐振过电压故障更易发生。前述平富岗变电站 35KV 系统接有 15 个变电站（其中 35KV 用户降压站
8、6 个，小水电升压站 7 个） Y 接PT13 组，V 接 PT3 组，这显然是弊端。解除 Y 接电压互感器中性点接地线就破坏了谐振回路，使谐振不能建立。但 JDJJ35 型电压互感器中性点是低压绝缘的，若解除中性点接地线运行，在开关三相不同期合闸瞬间，中性点出现相电压，会导致绝缘闪络事故。因此，这类型 PT 不能解除接地线运行，但可以在一次中性点串接 1020 千欧电阻接地，用以消耗谐振能量，抑制铁磁谐振不能发展起来。10KV 及以下电压互感器中性点是全绝缘的，高压用户站的 Y 接电压互感器高压侧中性点宜采用不接地运行。（3）对于 35KV 系统，如线路长度超过 100 公里，安装消弧线圈，
9、就破坏了谐振回路，使饱和庇振难以建立。但要注意，当系统运行方式改变（比如切除部价 35KV 线路）退出消弧线圈时，如不采取其他消谐措施，内过电压故障仍有可能产生。（4）在电压互感器二次侧开口三角处长期并接 300500W 白炽灯泡、消谐器或分频继电器，在许多情况下，也能抑制或稍除谐振的产生。在开口三角统组接入电阻（或白炽灯）是消除谐振过电压较为可靠、简单易行的方法。但是，并联阻值的大小，除决定于谐振种类外，还与 PT 的感抗有关。一般地说，并联电阻值小，消谐效果好。但是，由于电压互感器容量限制，开口三角统组中不允许长期接入太小的电阻，以免单相接地时，绕组过负荷而烧坏。尤其是 35KV 系统接有很多台 Y 接互感器时，应采用分散阻尼消谐，在所有的互感器开口三角绕组都并联阻尼电阻。
