电磁式电压互感器运行中的异常现象及处理措施

谢伟强 张 赟

（保定供电公司，河北 保定 071000）

目前我国35kV 及以下中性点不接地系统主要采用电磁式电压互感器，其工作原理同一般铁心式电力变压器相同，结构和接线方式也相似，主要特点是容量小，一次电压比较恒定，不受二次负荷的影响，正常运行时接近于空载状态。电磁式电压互感器基本结构主要是由铁心和原、副绕组组成，其副边本身的阻抗很小，如果副边发生短路，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。现在35kV 及以下中性点不接地系统电磁式电压互感器一般二次都做成三绕组结构，其原边电压为被测电压。一个线圈供计量使用，一个线圈供测量（保护）使用，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。正常运行时，电力系统的三相电压对称，开口三角输出电压为零。如果线路或是母线发生单相接地故障时，中性点电位出现位移，开口三角产生零序电压使继电器动作，从而对电力系统起保护作用。线圈出现零序电压则相应的铁心中就会出现零序磁通。为此，这种三相组合式电压互感器采用旁轭式铁心（一般10kV 及以下时使用）或采用三台单相电压互感器组装一起使用。对于这种互感器，第三线圈的准确度要求不高，但对电压互感器的励磁特性有一定的要求[1-2]。

1 电磁式电压互感器运行中的异常现象

在电力系统运行实践中，发现电磁式电压互感器主要有以下几种异常现象。

1）一次保险熔丝熔断

一些变电站电压互感器出现一次保险熔丝熔断现象，有时候是一相熔断、两相熔断或是三相同时熔断，一般以一相熔断为主。

2）电压互感器烧毁

严重情况的变电站还出现了三相组合式电压互感器烧毁现象。

3）开口三角输出电压不平衡。

某110kV 变电站10kV 的5 号母线所属设备投入运行后，对其电压互感器进行电压值测量，数据如下：UA=63V，UB=63V，UC=55V，UL=6V，开口三角输出电压不平衡。

（4）发“虚幻接地”信号。

输出电压不平衡，开口三角绕组两端的零序电压大于绝缘监察装置电压整定值，使得电压继电器动作，发接地信号，造成“虚幻接地”现象。

2 原因分析

针对上述几种异常现象进行原因分析，主要原因如下。

1）一次保险熔丝熔断：主要由线路接地所引起，对于目前的10kV 线路，线路绝缘状况不良，加上大风或是雨季导致线路出现间歇性接地故障，特别是接地消失瞬间极易造成电压互感器饱和，从而产生较大饱和电流造成一次保险熔丝熔断。

2）电压互感器烧毁：对于电磁式电压互感器烧毁的根本原因是过电流，而过电流又主要是过电压引起，此外还由于线路长时间接地，一次保险熔丝没有熔断导致电压互感器烧毁。

3）开口三角输出电压不平衡：上述对应事例中，当时认为是系统一次电压不平衡导致，后将该变电站10kV 母联545 开关合上，4 号与5 号母线并列运行，利用10kV4 号母线电压互感器测量10kV4 号5号母线电压为：UA=UB=UC=61V，UL=0.5V。不难看出，10kV5 号母线电压互感器测量不准，导致开口三角输出电压不平衡，电压达到6V。

该110kV 变电站增容时，在原有10kV4 号母线及所属设备基础上新上10kV5 号母线及所属设备。该母线所用电压互感器为某厂生产的户内电磁式电压互感器，型号为JDZX9-10Q（J-电压互感器，D-单相，Z-浇注绝缘，X-带剩余电压绕组，9-设计序号，10-电压等级，Q-全工况），两个二次线圈和一个辅助线圈，电压互感器中性点安装有消谐器，设备型号为LXQ(D)ΙΙΙ-10，但经试验发现三台电磁式电压互感器的励磁特性不一致，在二次额定电压下各相的励磁电流值：A 相为0.48A，B 相0.64A，C相0.38A，按最新试验《电气设备预防性试验规程》规定相间最大差别不应大于30%，而B 相与C 相比值即(0.64-0.38)/0.38=68%＞30%，实际值远大于规定值，正常运行后就会引起开口三角输出电压不平衡。

4）发“虚幻接地”信号：由于部分厂家生产的电压互感器本身励磁特性不一致，正常运行中开口三角输出电压就已经很高，运行中遇上操作过电压、系统过电压，导致输出电压不平衡值继续升高，甚至引起开口三角的电压继电器动作，从而造成“虚幻接地”现象。

3 处理措施

为了避免由于电磁式电压互感器运行中的异常现象对电力系统稳定运行造成影响，制定应对措施如下。

1）严把设备制造质量关，制造厂要从材料检验着手，使同批次配套使用的电压互感器所采用的硅钢片铁芯性能保持一致，其次在工艺上，使铁芯的加工方法保持一致，以确保同批次配套使用的电压互感器励磁特性一致。

2）对采用三台单相电压互感器组装一起使用的情况，一次中性点加装非线性消谐器，实现正常运行是中性点电阻很高，当出现中性点电压升高时电阻降得很低。减少接地故障或是过电流故障对电磁式电压互感器的冲击。

3）基建安装或运行管理单位，应选用励磁特性相同的电压互感器，按照规定要求选用励磁特性小于30%的组合在一起，最好是接近一致的。一般同一厂家、同一批次的电压互感器，其励磁特性基本相同。

4）对所有运行的单相电磁式电压互感器结合停电机会进行励磁特性测试，根据测试数据对励磁特性偏差较大的进行互相调节，将励磁特性接近的组合在一起使用。

[1] 杨时宽.电磁式电压互感器原理及应用分析[J].贵州电力技术,2008(11):39-40.

[2] 陈化刚,张开贤,程玉兰.电力设备异常运行及事故处理[M].北京:中国电力出版社,2000.