電壓互感器故障及分析
工業技術
作者：侯冬蘭
[摘 要]近年來，隨著科技的發展和人民生活水平的提高，人們對用電的需求逐年增加，致使各大變電站的任務也隨之加重。作為變電站重要且必備的設備，電壓互感器對變電站的運行具有重大的作用，通過按照比例關係轉換分配高電壓，進而供計量、保護、儀表裝置使用，完善了變電站的運營，本文分析了35kv變電站電壓互感器常出現的故障和燒毀的原因，並在此基礎上提出了具體的解決辦法和對，以期能為業內同仁提供有益的參考。
[關鍵詞]電壓互感器；故障分析；對策
中圖分類號：TM451 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）35-0075-01
新時期的發展中，35kv以及以下的電壓等級的變電站被大量使用，且小接地短路電流成為了最有效的連接方式，在變電站的運作的過程中，其電壓互感器會經常出現一些異常情況或故障，嚴重影響了變電站的正常運作，基於此，本文對電壓互感器的故障進行了仔細分析，為有效防止互感器出現損壞情況作了相應的對策探討。
1、35kv變電站電壓互感器種類及工作原理分析
隨著近年來科技的不斷發展，對電壓互感器的分類也出現了很多種，就本文研究來看，按安裝地點分，35kv以上為製成戶外式，35kv以下的則多安裝為戶內式；另外，電壓互感器又可分為三相式和單項式，各自具有不同的特點，且35kv以上就不能製成三相式，在電壓互感器的運用過程中，就三繞組電壓互感器來看，不單單有二次基本側和一次側，在此基礎上，還有一組輔助二次側，作用是用來保護接地，構成了其基本架構[1]。
不同於變壓器的工作原理，電壓互感器以鐵心和原、副繞組為其基本結構。在實際運用中，互感器的容量雖小但較為恒定，這也使得其其在運行時一般接近或是處於空載狀態，另外，由於互感器本身阻抗小的事實，就是得其發生短路時電流會急劇增加致使線圈饒壞，所以，為了杜絕短路情況的發生，在選擇安裝地點的時候副邊繞組連同鐵心可靠接地。
經過使用電壓互感器，可實現對高電壓的比例關係分配，讓其變為電壓更低的有效設備，對使用者提出了更高的要求，使用時為確保工作人員的人身安全，需將高電壓與工作人員進行隔離。另外，其二次回路為高阻抗回路，其阻抗決定了電流的大小，這種形式下，電壓互感器成為了一個被限定了結構的特殊變壓器。
2 常見的兩種35kv變電站電壓互感器故障
在當前的發展中，經筆者研究變電站互感器發現，空載運行時，整個設備的儲能元件大多存在於35kv以下非接地係統中，這種情況的存在極容易導致發生諧振現象，即鐵心的飽和引起電感量的變化，在變化的過程中，當線路的地容抗XC與鐵心的感抗XL相等或接近時，就會形成和引發並聯鐵磁諧振，而電路中非線性電感原件是形成這種鐵磁諧振的首要條件，電路參數的突變，如短路及供電變壓器發生三次諧波等，會使得互感器的繞組過熱，極易發生燒毀或爆炸現象，造成變電站的重大故障。
除上述故障外，還有一種常見故障叫做電壓互感器熔斷器熔斷，這種故障一般在小接地短路電流係統中發生，故障與兩種互感器的發生環境有關，互感器的形式則是造成當前電壓互感器熔斷器熔斷的原因，兩種形式一種是三相五柱式電壓互感器，之外的另一種則為單相組式電壓互感器，共同影響著變電站電壓互感器的運用[2]。
3 鐵磁諧振的特點和常用消除辦法
發生鐵磁諧振時，相同的電勢電源情況下，就使得回路不單單隻是一種較為穩定的工作狀態，研究發現，外界衝擊引起的過渡情況對其有著重大的影響，決定了電路穩定在何種工作狀態。經分析，PT的非線性鐵磁特性是產生鐵磁諧振的根本原因，這種形勢下，鐵磁的飽和效應會限製電壓的幅值，使電壓受阻，為確保不會出現強雷的鐵磁諧振情況，應當使回路電阻大於一定的數值，一般情況下，隻有w0=1/L0C
針對鐵磁諧振情況的發生，為實現對其的有效解決，首先要了解配電係統鐵磁諧振的特性，一般PT一次中的中性點加裝阻尼電阻，這是目前較為常采用的處理方法，這是因為在單相接地時消諧器上出現千餘伏電壓，致使其非線性電阻下降，這種形勢下，使得為其對保護工作沒有影響，另一方麵，還有一種解決方法，就是在PT開口三角側並聯固定阻尼，綜合來看，此方式適用於一些要求並不太高的變電站，可有效解決電壓互感器故障。