10kV电压互感器运行故障原因分析及改进措施

10kV母线电压异常原因的分析与解决措施

摘 要：本文首先介绍了某站10kV母线电压三次谐波的含量超标问题，然后通过排除法分析出现谐波超标的原因，最后提出了解决消除谐波的措施。对变电运行维护具有一定实际的意义。

关键词：三次谐波；电压互感器；铁磁谐振

0 引言

母线电压三次谐波超标会导致仪表指示不正常或保护误动。消除和减少三次谐波是保证10kV电力系统可靠运行的必要条件。本文介绍的某站10kV是中性点经小电阻接地，属于中性点非直接接地系统。

1 电压谐波超标情况

某站运维人员在日常巡视中，发现10kV#3母线电压异常，电压波形详见图一。经过录波装置分析，电压波形中含有25%的三次谐波和5%的九次谐波，根据规范电能质量公用电网谐波10kV的奇次谐波含有率不超过3.2%的规定，10kV#3母线电压的奇次谐波含量已严重超标。

图 一 10kV#3母线电压波形

图 二 10kV#3母线电压谐波含量

10kV#3母线2015年投产，当时10kV系统为接地变经消弧线圈接地，2019年改造为接地变经小电阻接地。

2 电压谐波超标原因分析

与某站的10kV#3母线系统对比，10kV#1、#2母线电压正常。三台主变的变高并列运行，且主变变低绕组为三角形接线方式，三次谐波电流在三角形内会形成环流，且不会流到10kV系统。因此，谐波来源排除了主变变高或电源侧的系统。

通过观察日常负荷的峰、平、谷，研究其对三次谐波的影响。发现三次谐波电压的畸变是稳定的。这样就排除来自用户负荷的谐波来源的可能性。

根据文献[1]，电压互感器二次中性点接地不良也可以导致三次谐波的产生。但经过对比发现二者电压波形差别较大。前者的电压波形是平顶波，而本文的波形是尖顶波。而且经过现场的测量中性点和N600电压对比，电压互感器二次中性点接地良好。综上，排除电压互感器二次中性点接地不良的导致产生谐波。

根据文献[2]，电磁式电压互感器引起的铁磁高频谐振引起的过电压同样会产生三次谐波。并且通过对比#3母线电压波形与铁磁高频谐振的特征一致，即三相电压同时升高，并超过线电压。铁磁谐振过电压不会发生在中性点直接接地和经消弧线圈接地系统[2]。本站的10kV系统为小电阻接地系统，符合谐振的条件。因此，初步判断本站的三次谐波超标由电压互感器的铁磁高频谐振引起。

浅谈10KV电压互感器烧毁的原因及对策

互感器是电力系统中常用的重要设备之一，用于测量电流和电压，为电力系统的正常运行提供重要的电气参数。然而，10KV电压互感器在使用过程中可能会出现烧毁的情况，给电力系统带来不必要的损失。本文将对10KV电压互感器烧毁的原因进行浅谈，并提出相应的对策。

首先，10KV电压互感器烧毁的原因之一是过载。当电力系统负载过大，超过互感器所能承受的额定负载能力时，互感器内部的线圈会受到过高的电流冲击，导致线圈过热，最终导致互感器损坏。因此，要避免互感器过载，首先要合理规划电力系统负载，确保负载在互感器的额定负载范围之内。其次，可以采用在互感器的输入侧加装过载保护装置，当负载过大时，过载保护装置会及时切断电路，保护互感器免受过高电流的损害。

其次，10KV电压互感器烧毁的原因之二是外部短路故障。当电力系统出现短路故障时，互感器所处的电路会受到异常的电流冲击，造成互感器线圈过热。为了防止外部短路故障对互感器造成损害，可以采用合适的电路保护装置，如短路保护器或熔断器，对电路进行及时的过流保护。此外，还可以进行电力系统的合理接地设计，减小短路电流的流动路径，降低其对互感器的影响。

第三，10KV电压互感器烧毁的原因之三是温度过高。互感器工作时，会产生一定的热量，而当互感器所处的环境温度过高时，会使互感器受到过热的影响，导致线圈绝缘老化或短路，从而烧毁互感器。为了避免这种情况的发生，可以采用散热措施，如在互感器的外壳上加装散热片或风扇，促进热量的散发，保证互感器工作在合适的温度范围内。 最后，10KV电压互感器烧毁的原因之四是绝缘损坏。互感器的绝缘主要包括绕组绝缘和外壳绝缘两部分。当绝缘材料老化或遭受外部损伤时，绝缘性能会下降，进而导致互感器烧毁。为了保护互感器的绝缘，可以定期进行绝缘电阻测试，及时发现绝缘的问题，进行维修或更换。此外，还可以在互感器绕组上设置过电压保护装置，当电力系统出现过电压情况时，能够及时切断电路，保护绝缘不受损害。

浅谈10kV系统产生谐振过电压原因及控制对策

摘要 在10kV配电网中，常常发生电磁式电压互感器烧毁的现象，其原因都是因为某些故障或者不正常运行致使电压互感器内的铁芯饱和，诱发铁磁谐振的产生，致使电压互感器内部产生过电压，过电流，严重威胁电力系统的安全运行。本文通过对配电系统电压互感器频繁损坏的现象，简要阐述铁磁谐振的现象与机理，产生的条件，提出了控制谐振过电压的措施，与大家交流学习。

关键词 铁磁谐振；过电压；防范措施

引言

长期以来，电力系统铁磁谐振过电压严重威胁着电网的安全运行，在10kV系统中，电磁式电压互感器引发的铁磁谐振过电压导致的设备事故时有发生。这种过电压持续时间长，对系统的安全运行构成很大威胁，轻者可导致电压互感器烧损，高压熔丝熔断及匝间短路或爆炸；重者发生避雷器爆炸、母线短路等事故。本文通过对配电系统电压互感器频繁损坏的现象，简要阐述铁磁谐振的现象，产生的条件及防范措施，总结了针对此类故障采取防范措施的一些运行经验。

1 铁磁谐振过电压产生的机理[1-2]

目前，我国企业在35kV或者是其以下的配电网，有许多都是采用中性点和不接地的方式进行运行的，因此其中的很大一部分选用的都是比较传统的消线圈完成接地。因此在其具体进行运行的问题可以看出，中性点的不接地系统，会受到电压的互感器铁心饱和使得铁磁谐振过的电压相对多一些。中性点不接地运行方式的电力系统单相接地后，两相电压瞬时升高，三相铁心受到不同的激励而呈现不同程度的饱和，电压互感器各相感抗发生变化（各相电感值不同），中性点位移，产生零序电压。由于线路电流持续增大，导致电压互感器铁心逐渐磁饱和，其电感值迅速减小，当满足ωL=1/ωC时，产生谐振过电压。在发生谐振时，电压互感器一次励磁电流急剧增大，使高压熔丝熔断。如果电流尚未达到熔丝的熔断值，但超过了电压互感器额定电流，长时间处于过电流状况下运行，可造成电压互感器烧损。电力系统中存在着许多非线性感性元件，如发电机、变压器、电压互感器等，这些感性元件和系统中存在的分布电容组成复杂的LC振荡回路，有可能激发铁磁谐振产生过电压。所谓谐振，是指振荡系统中的一种周期性或准周期性的运行状态。由于正弦交流电路中含有电感元件和电容元件，并且均含有一系列自振频率，而电源中也往往含有一系列諧波，在一定条件下，电路中会出现电压和电流同相的现象，电路呈现电阻性，这就是谐振。只要某部分电路的自振频率与电源的谐波频率相等或接近时，这部分电路就会出现谐振现象。铁磁谐振的产生，就会引起过电压，这种过电压持续时间长，对系统的安全运行构成很大威胁，轻者可导致电压互感器烧损，高压熔丝熔断及匝间短路或爆炸，重者发生避雷器爆炸、母线短路等事故。

中性点不接地系统单相接地时10kV电压互感器损坏原因分析

摘要：

本文研究单相接地时互感器损坏的原因。对于中性点不接地系统，通常采用单相接地方式进行保护。然而，若单相接地处于高电压状态，可能导致电力系统中的电压互感器损坏。因此，本文在分析损坏原因的基础上，提出了相应的预防措施，旨在保障电力系统的稳定运行。

关键词：

中性点不接地系统、单相接地、互感器、损坏原因、预防措施

正文：

一、背景

在中性点不接地系统中，为了避免电流泄漏，通常采用单相接地方式进行保护。然而，单相接地可能会导致互感器损坏，影响电力系统的稳定性。因此，分析单相接地时互感器损坏的原因是十分必要的。

二、互感器损坏原因

1. 高电压冲击

在单相接地状态下，系统中的电压互感器形成了感性耦合。当系统中有一个相地短路时，导致该相电压降为零，同时另外两相的电压会上升到高于系统额定电压的水平。这将导致电压互感器在瞬时高电压冲击下损坏。

2. 频繁的过电压

单相接地时，由于系统中只有一个相是接地的，使得电容电流的大小比三相接地状态下要大得多。这将导致系统极容易产生过电压。尤其是在系统发生地闪时，瞬间的过电压更容易对电压互感器造成损坏。

3. 外界因素干扰

除了内部因素导致的损坏外，外界因素也可能对电压互感器造成影响，如雷电等自然因素。高温、潮湿等气象条件也可能影响电压互感器的正常运行。

三、预防措施

1. 合理选型

为保障电力系统的正常运行，电压互感器的选型应当符合系统的额定电压、频率等参数要求，并考虑到预防冲击、振荡等问题。

2. 定期检测

为了确保电压互感器的正常运行，应进行定期检测。检测内容包括外观、内部连接、接头连接、绝缘阻值、局部放电等。

3. 有效的接地

对于单相接地系统，有效的接地可以降低系统中的电位差，减小因过电压引起的损伤。因此，应对系统的接地运行进行规范，确保接地良好。

4. 防雷措施

在雷电等自然灾害的条件下，应采取有效措施，如避雷针、防雷接地等，以保障电力系统的稳定运行。