35kV及以下电压互感器熔丝熔断原因分析及对策

35kV及以下电压互感器熔丝熔断原因分析及对策

刘欢

刘欢

（国家新闻出版广电总局六五四台）

摘要：当前在电力系统中，35kV及以下电压互感器熔丝熔断问题是经常发生故障，给电力系统的安全、稳定运行造成了极大的阻碍。由于社会经济的发展，人们对电力方面的需求日益增强，这一问题的存在，严重影响了电力系统更好的为人们的生活、生产服务，阻碍了我国市场经济的顺利发展。本文就通过对当前35kV及以下电压互感器熔丝熔断的这一问题进行具体分析，发现产生熔丝熔断的原因，并且针对这些问题提出相应的应对方案，为电力系统的持续运行提供参考。

关键词：35KV及以下电压互感器；熔丝熔断；原因分析；对策

在电力系统中，电压互感器是其中的一个重要的组成部分，一旦电压互感器中出现熔丝熔断的现象，就会给电力系统的正常运行造成极大的影响。当前在我国的电力系统中，大多数使用的都是35KV及以下的电压互感器，本文通过对这种电压互感器在实际应用中存在的熔丝熔断问题进行了解，并且造成这种现象的原因进行具体分析，从而得出相应的解决方案，从而使得电力系统能够为人们提供持续、稳定的电能。

一、简述电压互感器

电压互感器在电力系统中，主要用于变化线路上的电压，这一点跟变压器的功能非常接近，不同之处在于，变压器对电压的变换是为了将电流输送至用户，所以，其变换的电流一般都会比较大，通常情况下使以兆伏安或者千伏安作为衡量单位的，而电压互感器对电压进行变换的目的则在于给测量仪表和继电保护装置提供电能，从而实现对电能、电压和功率的测量，还可以在当线路发生故障的时候，对比较贵重的设备实施保护。因此，从它的使用方向出发，其电容量比较小，通常情况下都在几伏安和一千伏安之间[1]。电压互感器和变压器在物理形态上位移的区别就是其中比变压器多了一个铁芯、绝缘以及一、二次线圈共同组成了电压互感器。电压互感器根据其安装地点的不同可以分为户外还户内式，一般情况下，户外采用的是35KV以上的电压互感器，户内则采用35KV及以下的电压互感器。电压互感器在实际的使用中，由于其本身的阻抗相当小，如果副边发生短路的情况，电流就会快速的增长将线圈烧毁，也正因为这个原因，电压互感器的原边上会有熔断器的接入，副边可以接地，这样就可以避免当原、副边受到损毁的时候，副边出现对地高电位，从而对设备以及人身安全造成威胁。

二、导致电压互感器熔丝熔断的原因

1、铁磁谐振过电压

在中性点不接地这种系统的正常运行状态下，在三相对称的前提下，电压互感器的励磁阻抗比其对地电容要大，但两者实现并联以后，电容就会趋于平等，这种情况下就会使系统内部受到影响，如果单相接地就会导致健全相电压的骤然增加，另外还有可能导致电压互感器高压熔丝不对称等故障的出现。由此就可以看出，电力系统中的某些活动会给电压互感器造成一定的影响，会使其中的三相铁芯呈现不同的饱和程度，这样就会导致系统中性点位移的发生，其中位移的电压中包含工频、分频、高频[2]。饱和以后就会导致电压互感器励磁感应减小，这种情况下，就会发生铁磁谐振过电压的现象，而这一现象，当铁磁谐振过电压的过程中的幅值过高的时候，就会给威胁到电气设备的绝缘结构。工频谐振过电压能够导致同一时间三相对地电压的升高，随之就会出现“虚幻接地”，分频铁磁谐振一般情况下期过电压并不高，但是会导致感抗下降，而感抗下降就致使励磁回振的饱和，进而电流就会严重超出额定范围，然后就会发生铁芯剧烈的振动，最终使电压互感器一次侧熔丝由于高温发生熔断现象。在电网中，如果发生铁磁谐振过电压的情况，电压表计指针就会不断的摇摆，电气设备也会发出电晕声。

2、低频饱和电流的影响

电压互感器在中性不接地电网中，其熔丝熔断的原因，除了铁磁谐振现象导致以外，还有电频饱和电流的影响。在电网中，如果其对地的电容比较大，电网间歇弧光接地消失或者接地时，相对低电容中的贮存电荷就会通过中性点接地的电压互感器最终形成低频振动电压分量，形成低频饱和电流它在单相接地消失后1／4～1／2工频周期内出现，电流幅值可远大于分频谐振电流(分频谐振电流约为额定励磁电流的百倍以上)，频率约2～5Hz。由于具有幅值高、作用时间短的特点，在单相接地消失后的半个周期即可熔断熔丝。

三、针对电压互感器熔丝熔断现象的解决方案

1、防止铁磁谐振的措施

根据对电压互感器铁磁谐振的产生原理及理论分析，为防止铁磁谐振的发生，避免电压互感器的烧毁，确保配电网安全可靠的运行。消谐的主要对策及措施有两条：第一，由于只有当XL＝XC时，才具备谐振条件，从而产生谐振过电压。（在Xc/XL≤0.01时，不会发生谐振）。可通过改变电感或电容参数，使其不易形成参数匹配，避免谐振的发生。目前主要的技术措施有：①注意电压互感器的选型，一般要选择励磁特性好、伏安特性优越的电压互感器，使其在单相接地故障等过电压作用下，也不易进入较深的饱和区，从而不易构成参数匹配。②每相对地加装电容器，可使容抗减小，从而达到Xc/XL≤0.01而消谐。③串接单相电压互感器，使三相电压互感器等值电抗显著增大，从而满足Xc/XL≤0.01消谐；第二，通过在电压互感器一次绕组中性点与地之间接入非线性电阻器消谐[3]。主要有两个作用：阻尼电压互感器引起的铁磁谐振；可限制在单相接地时，消除电压互感器一次绕组回路中的涌流，而这种涌流往往会烧毁电压互感器或使电压互感器熔丝熔断。技术措施是加装消谐器。消谐器主要由多个电阻元件并串联组成，具有适度的非线性及负的温度系数，当发生单相接地时，中性点（N）产生高电位，此时消谐器电阻急剧减小，而温度快速上升，把电压互感器回路中谐振电流转化为热能散发掉，最大限度保护电压互感器。故其具有较好的抑制电压互感器谐振和限制电压互感器涌流效果的同时，又不影响电压互感器的正常工作。

2、抑制低频饱和电流的方法

采用电压互感器中性点装设非线性电阻或消谐器的方法可抑制低频饱和电流。在上述情况下，若在高压绕组中性点接人一个足够大的接地电阻R，在单相故障消失时，低频饱和电流经过该电阻后进人大地，由于大部分压降加在电阻上，从而大大抑制了低频饱和电流，使高压熔丝不易熔断。同时由于在零序电压回路串联的这个电阻，使电压互感器铁磁谐振过电压的大部分电压降落在电阻上，从而避免了铁心饱和，限制了铁磁谐振过电压的发生。考虑到在电网正常运行时的中性点零序电流较小，和单相接地时满足电压互感器开口三角形电压的灵敏度，中性点电阻应为满足一定特性要求的非线性电阻或消谐器。安装在二次侧的电子消谐器不能限制低频饱和电流，当涌流发生时，它会将二次开口三角短路，这反而会增大涌流幅值。

另外防止电压互感器的熔丝熔断现象还可以采用以下几种方式，首先，可以进行加强变电值班制度,杜绝高压熔丝用低压保险代替的现象，还可以在电压互感器一次侧接地上加装零序接地自动开关,切断接地线路；二次侧加装3—5A的小型空气开关，避免短路烧毁电压互感器。

结束语

综上，导致电压互感器熔丝熔断有多种原因，在实际工作中，要根据具体的进行分析处理，如果熔丝熔断是由于系统中的低频饱和电流造成的，在压变中性点加装非线性阻尼电阻式的一次消谐器，可有效抑制低频饱和电流，防止其造成高压熔丝熔断，35kV压变高压熔丝频繁熔断，严重威胁到电力系统的安全运行。希望通过上述方法能够有效的解决35kV压变高压熔丝频繁熔断的问题，从而确保设备的安全正常运行。

参考文献

[1]李真.35kV电子式电流互感器故障问题探讨[J].煤炭科技,2016(01).

[2]赵京武,邸世辉.35kV电容式电压互感器故障分析及解决措施[J].电工技术,2011(01).

[3]付炜平,赵京武,霍春燕.一起35kV干式电抗器故障原因分析[J].电工文摘,2011(05).