摘要：本論文從理論上分析了10kV電壓互感器單相接地與諧振的區(qū)別。

    關(guān)鍵詞：電壓互感器  接地與諧振  區(qū)別

    0 引言

    在電力系統(tǒng)中，電壓互感器是一種儀表用變壓器，是一、二次系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)元件，它能正確地反映電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和故障情況。正確區(qū)分電壓互感器單相接地與諧振對(duì)實(shí)際工作有很大幫助。

    1 電壓互感器單相接地

    在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，系統(tǒng)仍可以在故障狀態(tài)下繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，有供電連續(xù)性高的優(yōu)點(diǎn)。但不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，非故障相會(huì)產(chǎn)生較高的過(guò)電壓，影響系統(tǒng)設(shè)備的絕緣性能和使用壽命，后果是出現(xiàn)更頻繁的故障。

    1.1 當(dāng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中發(fā)生金屬永久性單相接地時(shí)，如A相接地（針瓶、吊瓶、懸瓶、避雷器擊穿、配電變壓器繞相絕緣擊穿等），則UAN=0，非接地相UBN和UCN的電壓表指示由正常的58V升高到線電壓100V，電壓互感器開中三角兩端出現(xiàn)幾十伏電壓（正常時(shí)約3V），起動(dòng)絕緣檢查繼電器發(fā)出接地信號(hào)并報(bào)警。

    1.2 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生非金屬性短路接地時(shí)，即高電阻、電弧、樹障等單相接地。如A相發(fā)生接地，則UAN的電壓比正常相電壓要低，其余兩相UBN和UCN為58~100V，電壓互感器開口三角處兩端有約70V電壓，達(dá)到絕緣檢查繼電器起動(dòng)值，發(fā)出接地信號(hào)并報(bào)警。

    1.3 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，故障點(diǎn)流過(guò)電容電流，未接地的兩相相電壓增高√3倍，這將嚴(yán)重影響線路和電氣設(shè)備的安全運(yùn)行（此時(shí)電壓互感器的勵(lì)磁阻抗很大，故流過(guò)的電流很小）。但是，一旦接地故障點(diǎn)消除，非接地相在故障期間已充的電荷只能通過(guò)電壓互感器高壓線圈經(jīng)其自身的接地點(diǎn)接入大地。在這一瞬間電壓突變過(guò)程中，電壓互感器高壓線圈的非接地兩相的勵(lì)磁電流就要突然增大，甚至飽和，由此構(gòu)成相間串聯(lián)諧振。由于接地電弧熄滅時(shí)間不同，故障點(diǎn)的切除就不一樣。因此，不一定在每次出現(xiàn)單相接地故障時(shí)，電壓互感器高壓線圈中都要產(chǎn)生很大的激磁電流，其高壓側(cè)熔斷器的情況也有所不同。

    2 電壓互感器諧振

    在系統(tǒng)諧振時(shí)，電壓互感器將產(chǎn)生過(guò)電壓使電流激增，此時(shí)除了造成一次側(cè)熔斷器熔斷外，還將導(dǎo)致電壓互感器燒毀。在個(gè)別情況下，還會(huì)引起避雷器、變壓器、斷路器的套管發(fā)生閃絡(luò)或爆炸。對(duì)于Y0/Y0電磁式電壓互感器，在正常情況下線路發(fā)生的單相接地不會(huì)出現(xiàn)鐵磁諧振過(guò)電壓，只有在下列條件下，才可能引發(fā)鐵磁諧振。

    2.1 由于小型變壓器的絕緣老化，以致線圈絕緣擊穿引起匝間、層間短路。雖然電網(wǎng)在中性點(diǎn)不接地，單相接地電流不大，但較之變壓器的一次負(fù)荷電流要大得多。當(dāng)配電變壓器內(nèi)部發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障電流通過(guò)抗電能力強(qiáng)的絕緣油對(duì)地放電，也會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定的電弧激發(fā)電網(wǎng)諧振。

    2.2 隨意帶負(fù)荷拉開分支線路隔離刀閘，或帶負(fù)荷拉開配電變壓器的高壓跌落保險(xiǎn)，造成刀閘間弧光短路而引發(fā)諧振。

    2.3 運(yùn)行人員操作程序不規(guī)范，未拉開電壓互感器高壓側(cè)刀閘，電壓互感器直接向空母線送電，引起電壓互感器鐵磁諧振。

    2.4 運(yùn)行中的電壓互感器諧振過(guò)電壓可在三相同時(shí)發(fā)生，出現(xiàn)各相電壓嚴(yán)重不平衡。將電壓互感器負(fù)載全部退出，重新測(cè)量其結(jié)果與未退出負(fù)載前相同。檢查電壓互感器一次側(cè)熔斷器完好，在排除主變和電壓互感器本身故障的可能性后，甩開電壓互感器的避雷器，電壓顯示與未甩開避雷器之前相同，而且每次投入時(shí)的電壓表指示數(shù)值均有變化。這是由于各相母線對(duì)地的相位不同，對(duì)地電容的大小有差異。另外，每次投入電壓互感器時(shí)，各相的接觸電阻以及同期性都隨力量、速度的變化而變化，所以各相的諧振程度就不相同。

   2.5 各相對(duì)地參數(shù)不平衡，加上合閘瞬間相位角的即性原因，導(dǎo)致一相至兩相，甚至三相同時(shí)出現(xiàn)諧振現(xiàn)象。如果發(fā)生的是分頻諧振，因其頻率較低，電壓表會(huì)有周期性振動(dòng)，但由于此時(shí)的感抗小，電壓互感器的激磁電流很大，往往會(huì)將電壓互感器燒毀。

    3 消除鐵磁諧振的技術(shù)措施

    3.1 選擇勵(lì)磁特性好的電壓互感器或改用電容式電壓互感器。

    3.2 在同一個(gè)10kV配電系統(tǒng)中，應(yīng)盡量減少電壓互感器的臺(tái)數(shù)。

    3.3 在三相電壓互感器一次側(cè)中性點(diǎn)串接單相電壓互感器或在電壓互感器二次開口三角處接入阻尼電阻。

    3.4 在母線上接入一定大小的電容器，使容抗(Xc)與感抗(XL)的比值小于0.01可避免諧振。

    3.5 系統(tǒng)中性點(diǎn)裝設(shè)消弧線圈。

    3.6 采用自動(dòng)調(diào)諧原理的接地補(bǔ)償裝置，通過(guò)過(guò)補(bǔ)、全補(bǔ)和欠補(bǔ)的運(yùn)行方式，來(lái)較好地解決此類問(wèn)題。

    4 結(jié)論

    綜上所述，單相接地與諧振故障現(xiàn)象有著根本區(qū)別。正常情況下，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，仍可在故障狀態(tài)下繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間。鐵磁諧振產(chǎn)生的過(guò)電壓對(duì)設(shè)備的影響最大，切不可將電壓互感器諧振誤判為單相接地而延誤了處理時(shí)間。