电压互感器十篇

电压互感器篇1

长期以来，石河子电网6~35kV系统均采用不接地运行方式。这种运行方式在系统发生单相接地时，答应一定的时间内带故障运行，因而大大提高了系统的供电可靠性。随着区域电网的超前发展，系统对地电容也迅速增大。在系统发生某些扰动时，极易引发系统内电磁式电压互感器的饱和，激发谐振过电压，导致系统接地电压互感器（TV）高压保险熔断烧毁，严重时出现设备闪络跳闸。根据本地区电网的实际情况，选择了不同的办法来抑制由于TV饱和引起的谐振过电压。

1TV三角形开口装设消谐电阻

由110/35kV紫泥泉变电站35kV设备，35kV红沟变电站及石场变电站的35kV设备，以及它们之间的35kV联络线（紫红线摘要：20km，紫石线摘要：8km）组成局部的35kV系统，其所带的负荷常年在较低水平，自建成后，频繁发生谐振，每年都有数个35kVTV喷油烧毁，损失惨重。严重威胁着电网的平安运行。经由分析该系统发生分频谐振的区域为

XC0/XL=0.01~0.08(1)

发生基波谐振的区域为

XC0/XL=0.08~0.5(2)

式中XC0——系统的零序电容容抗；

XL——电压互感器（tv）单相绕组在额定线电压下的激磁阻抗。

输电线路的电容电流一般采用下式计算

IC0=3Uφ(1/Xco)×103(3)

式中Uφ——相对地电压，kV。

由式(3)可求得该35kV系统零序电容容抗XC0为0.0187MW。这几个站的JDJJ2-35型TV的激磁阻抗，约在2.2MW左右，代入式(1)中可求得XC0/XL=0.0256，该值落在1/2分频谐振范围，因此当该系统有单相接地、雷击、合闸等条件激发时，将产生分频谐振。此时，电压互感器的励磁电流急剧增加，可高达额定励磁电流的几十倍以上,从而造成电压互感器的烧毁。为了抑制TV的分频谐振，选择了在TV二次三角形开口处并联一阻尼电阻，其阻值可由下式求出

R=XL/K2（4）

式中XL——系统感抗；

K——tv变比系数。

将相关参数代入等式(4)可得摘要：R=25W。由于天气原因，检修人员只在紫变，石场变的35kVTV开口三角形装设了25W的阻尼电阻，而红沟变未能及时安装。暴风雨过后，红沟变有两台35kVTV又因谐振而喷油烧毁。后来将红沟变更换TV后的二次开口三角形装上的阻尼电阻。现运行近一年，该35kV系统的所有TV再未发生因谐振而烧毁的事故。经验表明，必须在同一系统，所有TV二次开口三角装设阻尼电阻，才能有效的抑制谐振。

2Tv中性点装设阻尼电阻

石河子电网很多变电站分布在边远的农牧团场，负荷以季节性的农业浇灌，棉花加工为主，变化起伏很大。在10kV线路轻载时，碰到线路上接地故障，或值班员拉路查找接地点时，都时常引发10kV系统谐振，站内三相指针式电压监控仪表的表针全部打到头，数分钟不返回，随后就是10kVTV保险的熔断,电压回零。经检查TV绝缘严重降低,高压对低压绕组及高压对地的绝缘电阻已不足2MW，无法投入运行。也曾试图用第一种办法解决，但考虑到团场10kV电网属农电公司管理，线路参数处于经常变化之中，确切的参数无法及时收集。因此采取了在TV一次中性点对地接入LXQ-10型阻尼电阻。它的直流特性和传统的RXQ消谐器相近，但结构设计迥异，具有体积小，重量轻，表面经过非凡处理，户内户外可通用，安装也很方便的特征。在几个易发生10kV系统谐振的变电站安装后，效果良好。但在选择阻尼电阻时应注重TV的绝缘等级是全绝缘还是半绝缘，若是半绝缘应选择弱绝缘型的LXQ-10阻尼电阻和TV相匹配。此外该阻尼电阻不能固定在JDZJ-10型TV的紧固螺栓上，因为该处是不接地的，而应和接地螺栓相连接，并检查接地良好。

3装设抗谐振全绝缘电压互感器

本地区35kV小拐乡无人变电站，距离石河子市区150km，路况不好，变电所的数据远传功能还未完善。每当线路有接地时，不能及时发现，接地故障不能在规程规定的时间内消除，造成户外10kV干式电压互感器多次烧坏。直到几天后有人巡视时才发现。针对这种情况，选择励磁特性饱和点较高的抗谐振全绝缘电压互感器，使其可以在系统有接地时，能够长时间运行而不烧毁。该设备已投入近半年，状况良好。

4装设消弧线圈自动调谐装置

位于石河子市区的几个变电站，电缆出线多，接地电容电流很大，发生接地后电弧不易熄灭，轻易激发TV的饱和谐振过电压和间歇性的弧光接地过电压，导致事故跳闸率上升。为了提高市区供电的可靠性，减少谐振过电压发生的机会，装设了消弧线圈自动调谐装置。该装置可以自动调整消弧线圈的感性电流，补偿故障点的电容电流，使故障点的残流减少，从而达到自然熄弧目的，抑制过电压的产生。运行经验表明，消弧线圈对抑制电磁式电压互感器饱和而产生的谐振过电压，降低线路的事故跳闸率有明显功能。但在选择消弧线圈时有以下几个新问题应引起重视摘要：

·要测算所装设电网的电容电流；

·要考虑电网的发展趋向，合理选择消弧线圈的容量；

·选择质量、性能可靠的自动跟踪补偿测控系统。

电压互感器篇2

目前，我国高压及超高压电力网的电压测量设备普遍选用电容式电压互感器（CVT）。相对于传统的电磁式电压互感器，CVT具有绝缘结构简单、性价比高、易维护等优点［1］。但CVT由于带有补偿电抗器和中间变压器，其暂态响应差，且易发生铁磁谐振，威胁设备的安全运行［2］。随着现代传感技术、数字技术和计算机技术的成熟，电容分压型电子式电压互感器（EVT）成为新一代电压互感器的主导研究方向。EVT［3-11］结合了光纤和CVT的优点，用光纤传送信号，实现了高低压的完全电气隔离，提高了传输系统的抗电磁干扰能力，且工艺简单，易于实用化生产。

1等效电路模型

EVT利用电容分压原理实现电压变换。图1为电容分压器原理图。图中，C1、C2分别为分压器的高、低压臂电容，U1为被测一次电压，UC1、UC2为分压电容上的电压。实际应用中的电容分压器通常采用如图2所示的等效电路，其中R为外加电阻。因为在理想情况下，此电容分压器的一次电压和二次输出之间是简单的比例关系，但分压比的稳定取决于高、低压电容值的稳定，并且在实际情况下，电容本身存在绝缘电阻，所以电压的传递关系不再是简单的比例关系，存在一定的误差。根据该等效电路可以得出输入电压和输出电整理后得：令s=jω，可以得到：U1（3）输入和输出之间的相位偏移为：可见，电压U2的相位超前电压U1相位的大小为Δθ，实际计算中，arctan［ωR（C1+C2）］是一个很小的量，因此这个相位偏移接近90°。如果R取得足够）进行简化得到：U2=sRC1U1（5）其分压比为k从式（5）可以看出，其相频特性是一条直线，相移为90°，二次电压为一次电压的微分，所以需要通过后面的积分电路，还原得到一次电压。

该电路最大的优点是当电容和电阻的参数取得合适时，二次输出电压由电阻以及高压电容决定，低压电容对其影响很小，因此对于无法保证低压电容值稳定的情况，用这种分压器可以得到稳定的电压输出；最大的缺点是需要加入积分电路对一次信号进行还原［4］。在实际应用中，通常采用反馈型有源的模拟电积分器来实现积分功能。整体电路如图3所示，图2频率特性分析及仿真根据整体电路的传递函数，可知幅频特性为：根据上节分析，当电容和电阻的参数取得合适时，二次输出电压由电阻以及高压电容决定，低压电容对其影响很小，但相位与低压电容有关，所以需要选取合适的低压电容，与C1相比不可过大。EVT频率特性如图4所示。当减小采样电阻R或高压臂电容C1时，EVT的上限频率增加，频带宽度增加；反之，频带宽度减小。同理当减小积分电容C或积分反馈电阻Rf时，EVT的下限频率增加，频带宽度减小；反之，频带宽度增加。

电压互感器篇3

关键词 电压互感器；故障；过电压

中图分类号TM7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）54-0133-02

1 电压互感器烧毁发生爆炸的原因

1.1 间歇性弧光接地过电压造成电压互感器烧毁

中性点非有效接地系统单相接地故障是经常发生的。单相接地一般有三种情况：间歇性电弧接地、稳定电弧接地和完全金属性接地。单次接地故障可能是从间歇性电弧接地开始，进而发展为稳定电弧接地，最后造成完全金属性接地，也可能只经历其中某一或两个阶段。发生间歇性弧光接地故障时，由于不稳定间歇性电弧多次不停地熄灭和重燃，在故障相电感、电容回路上，会引起高频震荡过电压，非故障相的过电压幅值最高可达到3.5倍的相电压，这种过电压一旦发生必然会危及电网内电气设备的绝缘，在绝缘薄弱处击穿造成事故。由于干式电压互感器绝缘裕度小，常常最先被击穿烧毁。有时也会造成变压器等其它绝缘薄弱的设备烧毁损坏。

弧光接地过电压的产生与系统对地电容电流的大小有一定的关系，电容电流越大，产生弧光接地过电压的概率约高。DL-T620-1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》规定，在非有效接地系统中，当单相接地故障电容电流超过10A时，应采用消弧线圈接地方式，也就是说不超过10A，就可采用中性点绝缘的方式。但接地电流不超过10A不等于不会产生弧光接地过电压。研究表明；系统对地电容电流小也可能产生弧光接地过电压，有人曾经在系统对地电容电流为1.1A~4.5A情况下做过多次试验，结果都有产生弧光接地过电压的可能。也就是说中性点不接地系统不论其对地电容电流大小 都有可能发生弧光接地过电压，只不过概率大小不同，且过电压的幅值与系统对地电容电流的大小无关。

一般来说，采用消弧线圈接地的系统发生弧光接地过电压的可能性很小，这不光是有消弧线圈补赏后故障点的接地电流小（一般不超过5A），还因为有消弧线圈补赏后故障点的接地电流是感性的，更有利于电弧的熄灭。本公司运行中损坏的电压互感器大多是弧光接地过电压造成的，38次电压互感器损坏，只有35kV北山变当时装有消弧线圈，且故障时消弧线圈是否投运无法查对。

1.2 铁磁谐振造成电压互感器烧毁

中性点不接地系统中，所有设备的中性点都是不接地的，但是为了绝缘监测的需要，电压互感器高压侧中性点是必须接地的。同时线路有对地电容，这样就构成了电容电感的并联回路。系统正常运行时电压互感器铁心工作在线性区，其感抗远远大于线路对地容抗，因此不会发生谐振。当系统发生单相接地故障时，故障相电压为零，非故障相电压升高为原来的1.73倍，这使得非故障相对地电容电流增大，同时因非故障相电压升高可能使得电压互感器铁心饱和而电感下降，这就有可能引起铁磁谐振。谐振时电压互感器一次绕组电流可能比正常时大十几倍，又没有达到使熔丝熔断的电流幅值，就可能使电压互感器烧毁。

一般来说，采取了消谐措施后铁磁谐振发生的可能性很小。消谐措施很多，目前常用的为一次消谐或二次消谐。

一次消谐在就是在10kV~35kV电磁式电压互感器一次绕阻Y0结线中性点与地之间串联一只非线性电阻，起阻尼与限流的作用，但是应注意的是消谐器的动作时，其两端子之间的电压不能超过半绝缘电压互感器一次绕组X端子的绝缘水平。

二次消谐早期的做法是在电压互感器的开口三角上接一电阻或灯泡，当发生单相接地故障时起阻尼作用，以抑制谐振的发生，此种方法现在很少使用，取而代之的是微机消谐，其原理是：对电压互感器开口三角电压进行监测，正常工作时，该电压小于30V，装置内的消谐元件(可控硅)处于阻断状态，相当于开路，对系统无任何影响。当电压互感器开口三角电压大于30V时，说明系统可能发生故障，装置开始对采集的数据进行处理分析，判断出当前的故障状态。如果出现某种频率的铁磁谐振，CPU立即启动消谐电路，使可控硅导通，将铁磁谐振消灭在萌芽中。

选择励磁特性好的电压互感器可以降低铁磁谐振发生的概率。铁磁谐振的产生原因是电压互感器铁心饱和感抗下降，从而与系统电容参数匹配发生谐振。选择励磁特性好的电压互感器就是使之铁心不易饱和，进而降低铁磁谐振发生的概率。江苏省电力设备交接和预防性试验规程规定，中性点非有效接地系统中使用的电压互感器在1.9倍额定电压电压下，空载电流不应大于额定电压下的空载电流的10倍，就是要杜绝励磁特性不好的电压互感器进入电网，降低铁磁谐振发生的概率。

1.3 运行中电压互感器烧毁的其它原因

有的电压互感器本身存在质量问题，例如干式电压互感器绝缘裕度小，耐受过电压能力差，在系统稍有风吹草动时就出现问题。有的用于浇铸电压互感器的环氧树脂质量不过关，时间长了老化，经不住日晒雨淋热胀冷缩，器身龟列，发生爆炸。配网中VV接线的全绝缘电压互感器运行中发生爆炸多半是这个原因，因为这种接线的电压互感器不会形成铁磁谐振过电压，一次绕组全绝缘裕度较大，耐受弧光接地过电压的能力较强。

有的电压互感器二次接线板质量很差，湿度大了会沿面漏电，运行久了二次接线板损坏造成故障。

运行中的电压互感器二次短路也会造成烧毁。如电压互感器二次接线端子处连接引线部分触及电压互感器底座铁板引起故障，其位置在电压互感器二次接线端和低压熔断器(或空气断路器)前端，当发生短路故障时，低压熔断器(或空气断路器)起不到保护作用。

2 电压互感器高压熔丝熔断的原因

弧光接地过电压和铁磁谐振过电压都可能造成电压互感器高压熔丝熔断，但更多的造成电压互感器高压熔丝熔断的是系统对地电容电荷释放的结果。

以我公司110kV高资变10kVII段母线压变多次发生熔丝熔断甚至压变损坏缺陷为例。该变电所未安装消弧线圈，但压变安装了消谐器。其09年至10年10kVII段母线压变故障情况如下：

日期 命名编号 故障现象 是否打雷

09.07.30 10kVII段母线压变 AC相熔断

09.08.21 10kVII段母线压变 A相熔断后3相熔断，现场发现压变损坏，

9月7日更换。 是

2010.02.09 10kVII段母线压变 3相熔断

2010.02.11 10kVII段母线压变 A相熔断

2010.07.12 10kVII段母线压变 上午B相熔断，

下午3相熔断 是

高资变10kV压变故障情况

通过调阅高资变接地情况记录发现，每次熔丝熔断均伴随有接地故障，具体情况见下表（已用红色标记，序号为第9、10、13、14、23、24、25、26、27、28、29、30、45、46、47）：

序号 日期 时间 现象 序号 日期 时间 现象

1 09.06.08 09:34 10kV II母接地 25 10.02.09 08:52 10kV II母电压互感器断线

2 09.06.14 18:34 116接地 26 10.02.09 22:14 10kV II母接地

3 09.06.14 18:35 210接地 27 10.02.09 22:56 10kV II母接地

4 09.06.14 21:05 10kV II母接地 28 10.02.09 23:30 10kV II母接地

5 09.06.21 12:33 118接地 29 10.02.11 07:27 10kV II母电压互感器断线

6 09.06.21 17:30 10kV II母接地 30 10.02.11 08:14 10kV II母接地

7 09.07.03 13:51 116接地 31 10.03.05 05:09 10kV II母接地

8 09.07.9 01:07 110接地 32 10.03.21 23:11 116接地

9 09.07.30 06:36 10kV II母接地 33 10.03.25 14:34 118接地

10 09.07.30 08:55 10kV II母接地 34 10.04.12 21:33 10kV II母接地

11 09.08.10 15:20 10kV II母接地 35 10.04.17 11:04 210接地

12 09.08.10 20:02 210、116接地 36 10.04.17 22:29 10kV II母接地

13 09.08.21 17:27 10kV II母电压互感器断线 37 10.04.21 14:37 10kV II母接地

14 09.08.21 17:38 210、116接地、10kV II母接地 38 10.05.22 04:10 10kV II母电压互感器断线

118跳闸

15 09.09.23 16:36 10kV II母接地 39 10.05.22 12:05 10kV II母电压互感器断线

118跳闸

16 09.09.25 02:58 10kV II母接地 40 10.05.22 14:26 10kV II母电压互感器断线

118跳闸

17 09.10.21 09:30 110接地 41 10.06.04 04:20 10kV II母接地

18 09.10.25 09:20 118接地 42 10.06.28 13:39 118接地

19 09.11.22 09:15 118接地 43 10.07.04 19:40 10kV II母接地

20 09.12.23 08:02 110接地 44 10.07.10 22:22 116接地

21 10.01.30 14:45 116接地 45 10.07.12 05:13 10kV II母接地

22 10.02.02 17:46 116接地 46 10.07.12 07:09 10kV II母电压互感器断线

23 10.02.09 07:44 10kV II母电压互感器断线 47 10.07.12 22:16 116接地

24 10.02.09 08:16 10kV II母接地 48 10.07.13 10:36 10kV II母接地

高资变接地情况

根据以上情况分析认为，高资变压变高压熔丝的熔断不仅是弧光接地过电压和铁磁谐振造成的，更多的是接地故障消失瞬间系统对地电容存储的电荷释放的结果。

在中性点不接地系统中，其母线上Y0接线的电磁式电压互感器一次绕组成为中性点不接地系统对地的唯一金属通道，电网对地电容的充、放电途径只有通过电压互感器的一次绕组完成。正常运行时．导线对地电容承受的是系统对地电压，电容储能瞬时值由相电压决定。但当一相接地时。另两相电压升高到线电压，它们的对地电容便充上和线电压相对应的电荷，此时是接地故障发生的瞬间，充电电荷以接地点为通路；在接地故障消除的瞬间，非故障相对地电压要从线电压恢复到正常运行时的相电压，故障相对地电压也要从零恢复到正常运行时的相电压，而此时接地通路消除，原来非故障相的导线所带线电压下的电荷只好通过电压互感器的一次绕组泄往大地。如果线路对地电容较大，自由电荷很多，在泄放过程中就要引起铁心的饱和。饱和铁心的电压互感器．在工频电源电压作用下将出现很大的冲击电流．造成熔丝熔断。如果系统中性点装有消弧线圈（或小电阻），消弧线圈（或小电阻）的一次绕组为系统对地电容充放电提供通道，因此在消弧线圈接地（或小电阻）接地系统中电压互感器高压熔丝熔断的概率要小得多。

3 结论

1）间歇性弧光接地过电压多发生在中性点绝缘的系统中，不论接地电容电流大小都有可能产生弧光接地过电压，其幅值最高可达到3.5倍的相电压，是造成电压互感器烧毁爆炸的主要原因。采用消弧线圈接地的系统发生弧光接地过电压的可能性很小；

2）中性点不接地系统发生单相接地可能会激发铁磁谐振的发生，铁磁谐振会使电压互感器过电流烧毁，无论是一次还是二次安装消谐器都能有效地抑制铁磁谐振的发生。选择励磁特性好的电压互感器可以降低铁磁谐振发生的概率；

3）运行中电压互感器烧毁的还可能是电压互感器本身质量问题，干式电压互感器绝缘裕度小，环氧树脂浇铸的电压互感器经不住日晒雨淋热胀冷缩，不易户外使用， 电压互感器二次短路也会造成烧毁；

4）电压互感器高压熔丝的熔断不仅是弧光接地过电压和铁磁谐振造成的，更多的是接地故障消失瞬间系统对地电容存储的电荷释放的结果。

参考文献

[1]西安交通大学.电力系统工程基础[M].北京：电力工业出版社，1981：169-171．

电压互感器篇4

【关键词】 工作原理现场鉴定电容式电压互感器

1 引言

随着电容式电压互感器(简称CVT)技术的日益成熟和电力系统电压等级的不断增加、升高,电容式电压互感器的成本价格比较低,绝缘强度等级高,可以兼作线路高频保护的藕合电容或载波通讯等特点,因此在电容式电压互感器的供应上普遍推广和使用110kV及以上高压电力系统的电能计量装置。依据《电力互感器》(JJG1021-2007)的检定规程要求,每四年必须对电容式互感器进行现场周期检定。对电容式电压互感器的检定,如果采用传统的方式,可能要有很高的试验电源容量,而现场不易做到。因此采用由被试电压互感器与串联电抗器组成并联谐振电路进行工作,可以降低了所需电源的容量,也能够满足检定要求。

2 电容式电压互感器(CVT)的工作原理

电磁单元和电容分压器是电容式电压互感器(CVT)的主要组成部分。在电容分压原理中,中压电容C2(分压电容)和高压电容C1串联构成分压器,可以把一次测的高压降为中压。

由于C2上的电压容抗很大,因而会随着负荷的变化而发生剧烈变化,在变化中出现的误差将无法满足精度要求。由此有必要在C2的分压回路中串联一个电抗器L,通过这种方式使与电容产生串联谐振,以补偿容性内阻压降。如果能够恰当的配合,在电容上产生的压降与电感上产生的压降负荷电流大小相等,方向相反,使电容分压器输出的电压稳定。再次可以通过电磁感应原理,对电磁性式中压变压器T传递进行二次检测。所显示的电容式电压互感器原理。

3 传统检定方法存在的问题

在本文中例举了几种国产的110kV电容式电压互感器,验变压器所需容量和电流的计算值如下:

(1)型,耦合电容为0.01μF,试验变压器升到所需容量为,电源侧输入电压为220V,电源电流为。

(2)型,耦合电容为0.015μF,试验变压器升到时所需容量为

,电源电流为。

(3)型,耦合电容为0.02μF,试验变压器升到时所需容量为

,电源电流为。

通过以上的计算值可以看出,电容式电压互感器试验变压器所需要的容量通常可以达到几十千伏安,而要求的电源电流也在100A以上,在工作现场一本很难找到如此大的容量电源,100A以上的电流也很难提供。在试验时少还要带100VA以上的负载才能进行电压互感器二次测试,这样进一步加重电源负担。即使有大容量的电源,好几百公斤甚至上吨的重量也不易搬运和不易于进行现场试验。电容量的负载过重,会引起电源的稳定性变差,校验设备的稳定性会受到影响,也难以保证电压互感器本身的伏安特性,试验数据的准确性也会受到影响。因此按照现有的条件,检定电容式互感器采用传统电磁式电压互感器的检定方法是很难进行的,必须找到一种电源容量要求较低、稳定性好且易于搬动的试验电源。

4 采用串联谐振升压装置进行现场检定

针对传统检定方法存在的问题,可利用电路并联谐振原理,在被试互感器一次回路接入补偿电抗器,产生感性的无功电流,以补偿容性无功电流,从而减少被试电压互感器所引起的容性电流。要使电路产生并联谐振,电抗器的电感值按下式选择:

,则。

对不同的耦合电容值,电抗器的电感值和感抗为:

能达到以上电感值的电抗器体积和容量都较大,因此可采用多台电抗器串并联的方法进行补偿。武高所KTL40/0.5型可调电抗器,单台容量为,对于电压等级为110kV,电容量小于等于的所有电容式电压互感器,可使用两台电抗器串联的方法,通过调节铁心气隙长度,改变回路电感量L,即能满足所有要求。对现场常用的110kV电容式电压互感器,气隙为32mm,气隙为20mm,气隙为10mm。

应用串联谐振电源升压的优点有:

(1)大大减小所需的容量。有功消耗的部分仅仅由电源系统提供,额定容量为3kVA的励磁变压器就能满足现场的试验要求,电源容量减低了许多。

(2)容量的体积和设备的重量较小,能够容易搬运。可以很灵活的使用电抗器,可以根据电容值自由调节。

(3)输出电压的波形得到了改善,电源稳定性得到了提高。

通过采用此方式,我们在现场对110kV电容式互感器(耦合电容分别为、)进行了检定,试验结果符合规程规定。

5 检定中应注意的问题

(1)要正确的在试验回路上接线,必须可靠地连接地接线,否则会导致试验装置损坏。

(2)在调节电抗器气隙时,先把铁心柱上的螺母松开,用扳手转动调节丝杆,旋转螺母并观察标尺刻度至气隙需要达到的尺寸。气隙调好后,一定要将螺母及调节丝杆固定旋紧方可开始试验,否则在高电压时会发生强烈抖动。

(3)电抗器在调节中,使每一台电抗器的气隙要确保基本相等,否则电压在电抗器上的分布不均会而导致某一台电抗器过压而毁坏。

(4)设置一定高度的电抗器的绝缘底座,避免高电压对地放电。

6 结语

通过现场实际试验和理论分析,证明了采用并联谐振法进行110kV电容式电压互感器现场检定是可行的,能够达到预期的目的,在此后的工作中可以按照此方法开展周期检定。

参考文献:

电压互感器篇5

关键词：CVT；电容式电压互感器；维护

中图分类号： TM451 文献标识码： A

一、前言

随着全球性的能源问题日渐严重，电能越来越受到关注，本文就110kV电容式电压互感器的试验和维护方面内容进行了探讨。

二、电容式电压互感器智能电网中的应用意义

因为电力系统已经架设了网状的高压输电网状网络，这一网状网络如果能够作为智能电网的数据传输媒介， 就会使得智能电网的数据传输低成本高可靠性的实现。

1.高压输电网状网络适应智能电网的拓扑建设高压输电网络的拓扑主要用来实现各变电所及开关站之间的电力输送支持。 也就是说，目前的高压输电网络，恰好可以实现各个变电所和开关站之间的联系。 通过这些联系，特别是目前已经基本部署在高压输电网络两端的电容式电压互感器， 我们可以直接通过很少的投入实现不受任何外部系统干扰的专网载波通讯。

2.容易分割

电网通讯， 我们应该对电网中的广播域实现分段和分片控制，防止出现“非法入侵者在家用电源插座中插入一个插头就可以盗取全部电网信息”的情况出现。 通过目前在用电终端和部分变电站中部署的电能质量管理系统， 我们可以去除电流中的任何载波干扰和载波信息，对于我们已知的固定频率的载波的去除，就显得更加的容易。而且，我们甚至可以在电力载波中通过摘除固定频率载波干扰的形式，对某一个固定频率载波进行摘除。这就可以实现我们实现电网信号中的频分复用技术，实现自用信号和对外信号的分开。

3.实现电网的扩展服务

因为我们可以控制某一路信号可以发射到用户端插座，我们就可以实现用户只要在家庭插座中插入一个插头，就可以实现网络的接入，至少可以查看自己家用电信息的相关数据。这种网络服务，在智能电网落实后，我们甚至可以实现继中国电信、中国移动、中国联通之后的又一个大的通讯服务公司的筹备可能。

三、电容式电压互感器结构及工作原理

电容式电压互感器（CVT）由电容分压器和电磁单元组成，可兼顾电压互感器和电力线路载波耦合装置中的耦合电容器两种设备的功能。主要用于测量、继电保护、同步检测、长距离通信、遥测和监控等，能可靠阻尼铁磁谐振，具备优良的瞬变响应特性，绝缘性能好、价格便宜，近年来在电力系统中得到广泛应用。CVT 的结构从理论和现场安装上来说都比较合理，但是由于受设计水平、工艺水平及原材料等因素影响，CVT存在的质量问题较多，仍发生了不少故障，常见的就是二次电压异常故障，在一定程度上威胁了电网的安全稳定运行。

电容式电压互感器工作原理可概括为：耦合电容器分压、中间变压器降压、电抗器补偿、阻尼器保护。

电容式电压互感器在结构上一般由电容分压器和电磁单元组成。电容分压器又包括高压电容器C1 (主电容)和中压电容器C2(分压电容) 。电容分压器的电容元件密封于瓷套内，经加热、抽真空干燥后注以脱气、脱水的绝缘油并保持真空。位于瓷套上部的外置式金属膨胀器用于调节由温度变化而引起的油量变化，使电容元件瓷套内部油压始终保持在 0.005～0.05kg/cm2。主电容C1与分压电容C2的分压抽头在出厂时和电磁单元连为一体，其抽头由中压套管从底座引至电磁单元的油箱内。电磁单元由中间变压器、补偿电抗器和阻尼器组成，位于油箱内。

四、试验与维护

互感器应该在坚固水平面安装,在螺杆作用下,底座安装孔与基础紧密结合,固定以垫圈、螺母。若电容器为互感器电容分压器,则应当单节起吊,禁止叠装多节起吊。互感器所附的垫圈、螺母、螺杆等连接电容器。电容分压器顶盖接线板为线路端子,油箱要直接接地并牢固,互感器中的出线盒二次出线端子可连接二次回路。互感器的电磁单元、电容分压器应该配套使用,不可互换。现场试验互感器时,中压变压器由中压接地开关控制。所以,手柄要在正常运行位置固定,防止中压变压器短接。中压接地开关不可带电操作。检查过后的电气连接、互感器机械正常可靠,则送电运行。

互感器N(通讯端子)用作载波讯通时,结合载波接地,不然直接接地,禁止开路。在补偿电抗器XL(低压端子)运作时,带电检测不可接地,其余情况要接地,不可开路。切断互感器电源,运行退出,以接地棒连接导电部分,放电多次后才能触碰。

互感器的电容与tanδ应每年检测,以25OC士IOOC为环境监测温度,要求设备的介损与电容应该超过3级,如果电容与要求值存在士590,tanδ值大于0.390,则更换产品。全密封的内充绝缘油注入互感器内,在日常使用时,要对其密封情况做好检查。主要检测上下电容器盖板和瓷套的相连处,油箱与二次出线盒里的出线板的连接位置。如果漏油,不应使用。

在使用时,需要对窗内油位经常检查,如果最高的环境运行温度为+55℃,那么油位要低于视察窗口最高处。若最低环境运行温度为-40℃,油位要低于视察窗最低处。如果油位比视察窗高或低,则要对温升、电容等情况适当检查。在实测单节电容器时,出现190的电容差,要停止运行,做检查。以红外线测温设备对电磁单元与电容器温升做检验,如升温异常,停止运作,做检查。换油、滤油都不必在使用时进行,油样检测也不需要。

互感器为全封闭性产品,为此,若非专业人士,不可将电磁单元、电容分压器拆解。在使用或验收时,耐压试验是适用于下节中的电磁单元与电容器整体。二次绕组负荷不应该超过规定负荷的25%-100%,互感器上的其它电压绕组在运作期间不必要带负荷,不然输出的二次电压限值误差可能超过规定范围。在使用时,要对互感器电气连接、机械等检查,确保可靠、正常。

五、防范措施

1.防止不合格的产品进入电网,应在定货技术协议中明确规定,CVT出厂前按国家电力公司《预防110～500 kV互感器事故措施》的要求,对CVT进行0.8 UN、1.0 UN、1.2 UN、1.5 UN的铁磁谐振试验,即:

a.在电压为1.2倍额定电压而负荷实际为零的情况下,CVT的二次端子短路后又突然消除短路,其二次电压峰值应在额定频率的10个周期后恢复到与正常值相差≯10%的电压值;

b.在电压为1.5倍(用于中性点有效接地系统)或1.9倍(用于中性点非有效接地系统)的额定电压而负荷实际为零的情况下,CVT的二次端子短路后又突然消除短路,其铁磁谐振持续时间不应超过2s;

瞬变响应特性合格,即:在额定电压下,CVT的高压端子对地发生短路后,二次输出电压应在额定频率的一个周期内衰减到短路前电压峰值的10%以下。

2.科学调度正确操作。严禁在任何变电站母线带电的情况下用隔离刀闸合母线CVT,必须先合CVT隔离开关,再通过开关合空母线。但应注意这种操作方式仅适用于电容式电压互感器,对于电磁式电压互感器,母线PT且母联开关带有均压电容的,其操作方式正好相反。

3.在CVT投运前和运行后的第一年,进行中间变压器油中溶解气体测试,如有异常,应分析其原因。如果确认已不能满足运行条件的,要联系厂家进行改造或更换。

4.开展CVT红外诊断技术。此技术具有简便、快捷、直观、准确、灵敏度高等优点,有效地对中间变的断线、过热等缺陷进行诊断。

六、结束语

加强对电容式电压互感器的研究，可以更好对其进行更好的维护，保障我国电网的正常运行，是非常有现实意义的研究。

参考文献：

[1] 王涛.电容式电压互感器二次失压故障的诊断分析[J].电气安全.2013（3）:166-168.

电压互感器篇6

关键词：电容式电压互感器；电气原理 ；测量方法

中图分类号：TM451+.2 文献标识码：A文章编号：

引言：

自上世纪70年代我国研制出第1台电容式电压互感器(以下简称CVT)以来, 30多年的时间里,丰富的科研、开发设计和生产经验使国产CVT技术已经达到成熟,并广泛应用于高压和超高压电力系统。鄂钢已建成的3个总降压站中, CVT被大量地使用,为公司的供电安全发挥着重要的作用。

1、CVT的优点

CVT之所以能在高压和超高压电力系统产品中得以迅猛的发展,主要因为其有以下的优点:

1.1耐电强度高、绝缘裕度大、运行可靠,主要应用于35kV及以上的电力系统中。

1.2能可靠地抑制内部铁磁谐振。新型速饱和型阻尼器由非线性电抗线圈构成,正常运行时,阻尼器开路;电压升高和发生分频谐振时,电抗呈低阻,起到阻尼作用。

1.3优良的顺变响应特性。当一次短路后其二次剩余电压能在20ms内降到5%以下,特别适应于快速继电保护。

1.4可以将载波频率耦合到输电线,用于长途通信、远方测量、选择性的线路高频保护、遥控等。

2、CVT 的电气原理图

CVT 的电气原理如图 1 所示。 电容分压器由高压电容器C1和中压电容器C2组成，其中对于110kVCVT C1由一节耦合电容器、220kV CVT C1由二节耦合电容器、500kV CVT C1一般由三、四节耦合电容器组成；电磁单元位于油箱内，由中间变压器、谐振电抗器、阻尼器和避雷器组成，二次绕组端子、电容分压器低压端、 接地端及保护间隙等位于端子箱内。输电线路的高压电通过电容分压器抽头（通常为10kV～20kV）输入电磁单元，经过中压变压器降为低压供计量和继电保护之用。 电磁单元中的电抗器用来补偿电容分压器的容性阻抗， 使二次电压随负载变化减小。 阻尼器用来阻尼铁磁谐振。

利用二端网络定理可以将原理图（图 1）简化为等值电路图（图 2）。 若 XL=XC，则等值回路中内阻抗只剩电阻R，使输出电压随负载的变化大为减小，这是CVT 内部接线上的一个显著特点。

图1 CVT 原理图 图2 CVT 等效电路

《电力设备预防性试验规程》DL/T-596-1996修订说明中推荐使用电磁单元本身作为试验电源的自激法进行测量，由于CVT 的中间变压器和 C2工作在谐振点附近，升压时极容易发生谐振，有时刀闸一合上，只要调压器出线端稍微有几伏电压，电流就达到十几安培，因此容易因谐振损伤中间变压器的绕组绝缘。 另外 C1和C2由同样的电容器元件串联而成，装在同一瓷套内，内部绝缘油也是连通的，在整体测试时得到的是C1和C2串联数据，可以通过比较出厂数据和交接、预试数据，来判断电容分压器是否良好， 完全能反映 C1和C2的元件击穿或受潮情况。因此提出了不采用自激法，而采用 C1、C2整体试验来测量下节瓷套中无引出端子CVT 整体电容量C（即 C1和C2串联）和 tgδ 的方法。 由于中间变压器的存在和测试方法的影响使测量结果跟实际结果有很大的偏差，下面就其影响作如下分析：

3、测量方法

3.1外观检查

互感器的金属件外露表面应具有良好的防腐蚀层,瓷套不应有破损,密封及焊接处没有油渗漏现象。

3.2 测绝缘电阻

测互感器的绝缘电阻是为了大概地判断互感器内部是否有受潮和缺陷现象。如果测量结果合格,还要通过测量电容值和tanδ值来进一步判断互感器的绝缘情况。试验规程要求分别测量一次绕组对二次绕组、剩余电压绕组及对地绝缘电阻,各二次绕组、剩余电压绕组之间及对地绝缘电阻,和低压端子对地绝缘电阻。

3.3测电容值和tanδ值

3.3.1 直接法测试

一般的互感器在出厂时已经标明了分压器总电容C(C=C1C2/(C1+C2))的实测值。考虑到电容分压器中C是由数十个相同的电容元件串联组成,而C1、C2是这些元件的一部分,因此在现场试验时,只要测量分压器总电容C的容量和介损,就可反映出分压器的完好状态。

基于以上考虑,在现场检试CVT的分压器时,试验规程推荐在不解体的情况下用直接法测量整体电容C和介损,如图3所示。

图3直接法测试原理 图4自激法测试原理

试验时,测试仪器输出电压加至互感器高压端子上,并逐渐升到要求的试验电压值,读取数据后迅速降压到零。试验电压应等于额定电压,一般不超过10kV,但不宜小于2. 5kV。

3.3.2 自激法测试

若中压端子未引出,用直接法就无法单独测量C1、C2,这种情况下只能用自激法。自激法测试是从互感器二次绕组加电压,通过中间变压器感应到电容分压器上。由于磁通饱和的原因,电容分压器上的电压不等于二次绕组电压乘以变压器变比,而是比这个值小得多。在进行C1测量时,由于C2与标准电容Cn相串联,而Cn远小于C2,那么电压主要降在标准电容上,所以D端子上将有高电压。由于出厂时D端子耐受的电压为4kV,所以所加电压一般以2. 5kV为宜。自激法测试原理如图4所示。

测量C2时将Cx芯线和接D的芯线互换就可以了。需要注意的是,进行自激法测试要从剩余电压绕组加压,其主要原因是在测量C2时, C2与中间变压器的电感及补偿抗器会形成谐振回路,从而会出现危险的过电压,所以测试时一定要接上阻尼电阻,即从剩余电压绕组端子上加压。

采用自激法进行 CVT 介损测量时应注意控制电源电压和电流的大小，CVT 油箱必须接地，端子箱内各连接片严禁打开，特别是严禁打开阻尼器的联线。当测量C1时，确保J 端电压不超过3kV，以免损伤绝缘及保护装置。 当测量 C2时，由于C2较大，且与补偿电抗器接近谐振状态，所以升压时要特别谨慎，一般用静电电压表监视电压不超过3kV 来控制通过 C2的电流大小。

4、结语

由于诸多原因,技术人员在对CVT的试验过程中一直未得到满意的试验结果,经过多年的不懈努力最终攻下了这一技术难题。要指出的是,自激法虽然可以单独测出C1、C2,但是精确度不高,这也是此法无法克服的弊病,因此CVT试验方法的研究工作仍需继续。

参考文献：

[1] 陈化钢.电气设备预防性试验方法[M].北京:水利电力出版社，1996

电压互感器篇7

关键词：电容式电压互感器 发展 技术特点

1 前言?

随着我国电力事业的蓬勃发展，电力设备国产化进程的加大，电力系统对电力设备的要求也越来越严格。电容式电压互感器由于其运行可靠性高、介损小、造价低等一系列优点，广泛应用于电力系统中的电压、功率测量、继电保护和载波通讯。在我国广大的西北地区，330kV系统为其主要的超高压系统。近年来，西北地区将开发750kV电力系统作为“十五”国家重点项目进行。750kV电力系统的创建必将带动系统对330kV用电容式电压互感器的需求。为此，西安电力电容器有限责任公司完成了新一代330kV电容式电压互感器的研制，并通过全部的型式试验。?

2 综述

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西容公司针对330kV系统开发研制的电容式电压互感器，额定电容涵盖0.005μF、0.0075μF、0.01μF，型号分别为TYD330/-0.005H、TYD330/-0.0075H、TYD330/-0.01H。该系列产品采用电容分压器叠装在电磁装置上的常规结构。电容分压器外壳采用浇装法兰瓷套，电磁装置采用圆油箱，油箱底脚采用钢板弯制而成。产品外形见图1。

3 关键问题及解决过程?

3.1 由于330kV系列产品主要应用于西北地区，故在产品设计时海拔高度按2500m考虑。??

3.2 为满足IEC186对产品瓷套的最新要求，电容分压器瓷套采用大小伞结构，并增加伞裙数和伞伸出尺寸，使产品适用于污秽等级为Ⅲ重和Ⅳ级以上的地区。?

3.3 在分压电容器和耦合电容器的内绝缘设计中，为提高介质耐电强度，防止运行中元件击穿而影响测量准确度，采取了如下措施。?

3.3.1 合理选择纸膜厚度比例?

电容器纸在膜纸介质浸渍时起灯芯作用，为提高介质工作场强，对纸、膜厚度进行了合理选择。?

3.3.2 采用苯基乙苯基乙烷新型绝缘油?

苯基乙苯基乙烷(PEPE)与常用的苯基二甲苯基乙烷(PXE)和十二烷基苯的性能比较见表1。

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3.3.3 合理选择压紧系数k?

为保证膜的性能，在考虑膜的溶胀率的情况下，进行了k值大小的选择。?

3.3.4 真浸工艺?

介质结构确定后，对真浸工艺过程中的时间、温度进行了修改，从而达到耐电强度提高，并且保证αC值的大小满足了准确度对其的要求。?

3.4 元件采用铝箔引线片，心子中支撑采用电工绝缘纸板，整个心子压装取消了焊接工序。?

3.5 扩张器采用屏蔽罩。?

3.6 分压电容器的中压套管采用整体浇注套管。?

3.7 电磁装置中选择合理的参数配合，有效地缩小变压器和补偿电抗器的铁心尺寸；油箱采用圆形，底脚用8mm钢板弯制而成。?

3.8 由于浇装法兰瓷套本身的机械强度高，故电容分压器采用这种瓷套后，产品机械强度和密封性都有提高。?

以上措施的采用，有效地降低了产品的损耗角正切值，减少了电容分压器中的尖角毛刺，改善了产品的局部放电性能，使得产品的技术性能和外观都得以改善。同时也节约了产品的设计成本。

4 技术特点?

4.1 绝缘水平高?

1min工频耐受电压 (rms)：640kV；?

操作冲击耐受电压(250/2500μs峰值)：1120kV；雷电冲击耐受电压(1.2～8)/50μs峰值)：1390kV?

4.2 局部放电量小?

电容分压器局部放电量不大于5pC，电容式电压互感器整体局部放电量不大于10pC。?

4.3 损耗角正切值小?

在UN下测量，tanδ不大于0.0008；在10kV下测量，tanδ不大于0.0010。?

4.4 爬电比距大?

-0.005H产品的爬电比距为27.5kV/mm；-0.075H和-0.01H产品的爬电比距均为31kV/mm。

4.5 输出容量大?

-0.005H的输出容量为250VA/0.2级；?

-0.075H的输出容量为250VA/0.2级；?

-0.01H的输出容量为300VA/0.2级。?

电压互感器篇8

关键词：电容式电压互感器（CVT）；电容单元；击穿；红外线测温；建议

中图分类号：TM45文献标识码： A

引言

220kV电容式电压互感器因为结构简单，且具备价格优势，在电力系统中广泛使用。受设计、制造、工艺水平、原材料及运行环境等多种因素的限制，电容式电压互感器内部可能出现故障，不仅影响一次电压测量的准确性，甚至可能引起互感器爆炸、起火等恶性事故，所以，及时发现设备异常至关重要。

本文就一起CVT电容单元末屏尾头断开故障的发现、分析及处理过程进行了介绍，并提出了具体的建议。

1 故障简况

2013年1月16日4：20，某变电站监控机报电压越限，值班员检查发现220kV 1A母线母差保护装置显示电压为Ua：63V，Ub：60V，Uc：60V； 220kV公用屏母线电压为Ua：63V，Ub：60V，,Uc：60V；二次侧测量及保护电压均有异常。可初步判断电压回路或CVT本体存在故障，用万用表测量220kV 1A母线PT二次小空开上口电压均为：Ua：63V，Ub：60V，,Uc：60V，排除电压回路故障。初步确定为电容式电压互感器本体故障。

2 故障检查与分析

2.1现场检查及红外测试情况

现场进行检查，外观未见异常。对CVT进行红外线测试，发现A相电容分压器较B、C相同部位高约18K，判断为A相CVT电容分压器内部故障，需立即停电进行处理。红外图谱如图1所示。

图1 故障相A相，温度9.9℃

正常相B相温度为-8.4摄氏度，故障相与正常相温差18.3K，根据DL/T664-2008《带电设备红外诊断应用规范》相关条款要求，属于紧急缺陷，需停电进行处理。

停电后对该组CVT进行试验，A相上节正接线测试，下节自激法测试，红色高压线接下节上部，Cx线接末屏尾头，试验结果如表1所示：

表1 A相CVT试验数据

C11 C21 C22

电容量

（pF） 本次 20370 27480 0.608

出厂 20340 28972.8 67683

试验仪器 AI6000K电桥

随后进行了绝缘电阻、二次线圈的直流电阻、变比测试，直流电阻和绝缘电阻合格试验数据件表2、3所示：

表2绝缘电阻测试（MΩ）

C11 C2 N对地 X对地 二次间及对地

A 21000 19500 2000 16000 1100

要求值 ≥2500 ≥100 ≥1000 ≥1000

兆欧表 1052兆欧表

表3 二次线圈直阻测试（Ω）

a1x1 a2x2 afxf

A 本次 0.014 0.025 0.098

交接 0.015 0.026 0.099

试验仪器 单臂电桥

变比试验，采用有一次加压10kV，测量二次电压的方法，按照计算，二次电压理论值：a1x1、a2x2为9.1V，afxf应为15.76V；而实际测试电压分别为9.5V、9.5V、16.2V，变比增加。

通过试验可以判断，CVT二次线圈无异常，上节CVT无异常，下节C21电容量偏小及红外图谱可判断，下节上部缺油，发热处的电容部分已经击穿。C22的电容量偏差巨大，常规自激法测试无法测试，红色试验线无法检测到电压输出，说明C21出现了开路。根据试验情况，怀疑内部电容原件发生了开路。

2.2解体检查情况

对该CVT下节进行了解体检查，当下节电容与储油柜分开后，发现N引下线熔断、套管炸裂（如图2）。打开下节电容套管，发现套管内绝缘油已经渗漏，C21上部电容单元有烧焦现象（如图3）。对C21和C22电容单元进行逐个检查发现，C21上部6个电容单元击穿（从最上面一个往下连续6个电容单元），C21从最下往上第19个电容单元击穿，一共7个电容单元击穿（如图3）。

图2 套管炸裂，引下线熔断

图3 C21上部电容单元

2.3故障分析

通过解体检查情况分析，本次设备故障原因为：N端引下线在安装过程中或者在制造过程中，安装不牢或者焊接处有虚接点，长期运行过程中有放电发生，长期能量的集聚导致引下线熔断。引下线熔断后，N端仍能通过与法兰放电接地，长期的放电集聚能量导致套管炸裂。套管炸裂使本来的浇注处和密封垫出现了裂纹，使上部套管内绝缘油有了往下面油箱渗漏的可能。由于上部套管内缺油，套管内电容单元发热击穿。N端引下线连接不牢或者焊接不良是导致故障发生的直接原因。

3 合理化建议

随着运行CVT设备的增加，新设备在新投运过程中，应该加强新设备生产及安装过程的监造及监督工作。现场设备运行过程中，提出以下建议：

（1）CVT在现场安装必须按厂家的相别标识，正确地进行电容分压器和电磁单元的安装。且在安装过程中，要对安装质量进行严格控制。

（2）加装CVT在线检测装置，加强对电压互感器N头引下线电流的监测分析。

（3）日常巡视加强CVT油箱油位的检查，并建立油位数据库，油位变化时要及时进行停电处理。

（4）加强对容性试品的红外检测，对温差超出规程要求的设备要重点进行监测。

电压互感器篇9

关键词：电压互感器；损坏；措施

中图分类号：TM451 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 04-0000-01

随着时代的发展，电力企业也在改革中不断地完善自身的发展。电压互感器作为电力企业供电安全的重要保证，对供电质量及力电行业的整体运营都具有十分重要的意义。同时随着我国经济的发展，国内企业用电量越来越大，这对电力企业的供电可靠性提出了更高的要求。那么，如何保证供电安全可靠性冉然已经成为了目前电力企业最为关注的事情，也是电力企业相关人员必须要解决的事情。

一、电压互感器的作用

所谓的电压互感器主要是指一个带有铁心装置的变压器，它主要是由一、二次线圈以及铁心、绝缘部分所组成。电压互感器在工作时，当给一次电阻施加一个电压U时，在铁心中就会相应地产生一个磁通φ。我们根据电磁感应运动的定律可知，此时在二次绕组是也会相应地产生一个二次电压U2。以此来改变一、二次绕组的数值。同时，当电压互感器运行时，会产生一次电压与二次电压不同的电压比值，因此也就可以形成不同比值的电压互感器。另外，当电压互感器运行时，会将电路中的高电压按照一定的比值转换为低电压，以适应各类供电要求。

电压互感器通常是将一次侧接入到一次系统中，而二次侧则接入到测量仪器或是继电保护装置中。电压互感器的结构与变压器的结构十分相似，它主要是由两个绕组组成，而两个绕组又同时绕在互感器内部铁心上。两个绕组以及铁心上都有一层绝缘保护装置。从而使两个绕组以及铁心之间的电气被完好的隔绝开。电压互感器在运行时，通常是将一次绕组并联接入输出线路上，而二次绕阻则并联接入仪器或继电保护装置上，从而在电压互感器测量高压线路上的电压时，即使一次电压较高，二次电压也会偏低，大大地提升了操作的安全系数，对其它设备起到了一定的保护作用。

二、电压互感器损坏原因

电压互感器对测量电压正常值及供电安全都是十分重要的。但就目前而言，在电压互感器运行过程中，都会或多或少地因为某种原因造成电压互感器的损坏。经过了工作人员的不断排查与研究，归纳出了几点引起电压互感器损坏的原因，具体如下：

（一）实例分析

引起电压互感器损坏的最主要原因是由谐振过电压而引起的。本文结合我公司2011年发生的一起电压互感器爆炸事件为例，进行一个详细的说明与论证。

例如：2011年4月，我公司某35kV变电站10kV高压配电室内突然传出爆炸声，将配电室的门、窗都振裂。配电室的工作人员马上到达配室处理情况，发现配电室内其中一段母线电压互感器的柜门已被完全炸开，电压互感器呈爆裂状，同时电压互感器的高压侧熔丝也被熔断。

（二）电压互感器损坏原因分析

事后经过分析发生这一事故的主要原因是由铁磁谐振引起的。铁磁谐振一般都是由铁心电感器（如：发电机、电压互感器、变压器、消弧线圈、电抗器及系统电容元件）组成的，在运作时通过供电线路与电容补偿实现共谐条件，从而带动铁磁振持续动作，使系统产生谐振过电压。

经过了工作人员的仔细查看发现，该配电室在事故发生时并没有进行倒闸操作，并且负荷运行是处于稳定状态，电网的频率也没有发生任何改变。工作人员根据以往的经验判定出此为非所内故障引起的电压互感器爆炸，而是由系统内线路单项弧接地所引起的电压互感器事故。经过再三的现场查看工作人员发现，此次事故是由该配电室内供电线路与系统内另一条相同电压线路单项弧接地所引起的。

由于线路运行中短路故障所造成的末接地两相电压升高，对系统产生扰乱，从而使电压在这一时刻发生突变。同时电压互感器高压线圈的非接地两相磁电流突然升高，甚至达到饱和状态，此时电压互感器磁感应变小。如果这时系统内网络对地电感及对地电容相互匹配的话，就会产生共振回路，从而使各铁磁谐振产生过电压。另外，当感抗突然下降时，会使回路瞬间达到饱和状态，从而使磁电流迅速增大，甚至大大超出额定值范围。而电压互感器柜内所设置的二次消谐保护系统在强大电流的冲击下，会使消谐电阻熔断，造成二次侧电路短路现象。另外，当电压互感器长期在强大电流下运行时，其互感器自身的温度也会逐渐升高，从而造成了外表绝缘层因受热发生气化反应，导致绝缘层表面因气化不断膨胀，当电压互感器内部压强达到一定范围值时，就会产生爆炸。

三、电压互感器防损坏措施

电压互感器是供电设备安全运行的保障，也是提高供电部门经济效益的最要前提。因此，相关工作人员经过多年的实践总结以及以往的工作经验总结，归纳出了一些针对电压互感器损坏原因的具体防范措施，内容如下：

（一）严格把关电压互感器质量

为降低电压互感器运行中的损坏几率，对电压互感器安装前的质量把关是十分关键的一个环节。首先，在电压互感器进行安装时，要对电压互感器的质量及型号规格进行严格把关，势必要使电压互感器完全符合安装标准。另外，对电压互感器密封装置以及零件、接线部位的粘接情况进行检查。不符合标准的电压互感器绝对禁止使用，以此来杜绝由电压互感器质量所造成的损坏事故。

（二）提高铁磁谐振稳定性能

提高铁磁谐振的稳定性能是保证电压互感器安全运行的前提。因此，工作人员首先要对电感电容的参数进行合理的设定，以此来改变磁振所需的条件。其次，要释放多余的磁能量，使其两个绕组线圈受外力消除自身的铁磁谐振。再次，加设防铁磁谐振的JSZFR-10G电压互感器。最后，提高电感器一次侧中性点与地之间的串接谐振电阻。

四、结束语

综上所述，电压互感器是保障供电设备安全运行的基础。因此，要想提高电压互感器工作效能，降低损坏机率，就必须要从根本入手，找出产生电压互感器损坏的原因，并有针对性地制定出解决方案，以保证电压互感器的工作机能，提高工作效率。

参考文献：

[1]丁士磊，徐庆国，韩思源.35kV电压互感器损坏的原因分析及预防措施[J].襄樊职业技术学院学报，2006（02）：1-2.

电压互感器篇10

关键词：电压互感器铁磁谐振措施

一.引言

互感器是一种利用电磁原理进行电压、电流变换的变压器类设备，在电力系统广泛被使用,它是将电力系统一次回路中的电量信息按一定的比例关系传递到二次回路提供给测量仪表和继电保护装置等二次设备，对系统进行监视、测量和保护。电压互感器广泛应用于电力系统中，主要用于测量和继电保护。通过电压互感器将高电压按一定比例变成低电压，以便进行测量和监视，同时，由于电压互感器自身的特点，可以使电力系统二次侧与一次侧隔离，降低了对测量仪表和继电器的绝缘强度要求，使测量仪表和保护装置标准化、小型化，并使其结构轻巧，便于屏内安装。

二.电压互感器的基本知识

电压互感器是将电力系统的高电压变换成标准的低电压(或)的电器。它与测量仪表配合时测量电压和电能，与继电保护装置配合时则可对电力系统进行继电保护。电压互感器有电磁式和电容式之分，电磁式电压互感器实际上就是一种小容量、大电压比的降压变压器,因而其基本原理与变压器没有任何区别。它的一次绕组与电源、二次绕组与负载都遵守并联接线原则。

电压互感器二次绕组不能短路运行，因为电压互感器要求变换电压准确，通常内阻抗很小，短路阻抗压降很小。短路时二次侧产生很大的电流，电压互感器有烧坏的危险。由于电压互感器一次侧与高电压直接连接，若在运行中互感器的绝缘被击穿，高电压即窜入二次回路，将危及二次设备和人身安全，所以二次侧绕组必须一端接地。

三.铁磁谐振产生的原因

在中性点不接地系统中，正常运行时，由于三相对称，且电压互感器的励磁阻抗很大，大于系统对地电容，两者并联后可等值为某电容C，从而系统的对地阻抗呈现容性。在系统谐振时，电压互感器将产生过电压使电流激增，此时除了造成一次侧熔断器熔断外，还将导致电压互感器烧毁。个别情况下，还会引起避雷器、变压器、断路器的套管发生闪络或爆炸。

造成铁磁谐振的原因有很多，下面简单介绍一下：

⑴单相接地，使健全相的电压突然升高至线电压；

⑵由于雷击或其他原因造成线路瞬时接地，进而引起系统单相弧光接地，使健全相电压突然上升，产生很大的涌流；

⑶在电压互感器突然合闸时，其一相或两相绕组内出现巨大的涌流；

⑷电压互感器的高压熔丝不对称故障；

⑸关合闸时三相不同期等，都可造成电压互感器三相铁心出现不同程度的饱和，系统中性点出现较大的位移，位移电压可能是工频，也可能是分频或高频，饱和后的电压互感器励磁电感变小，此时若系统的对地电感与对地电容相匹配，就形成三相或单相共振回路，可激发各种铁磁谐振过电压。

工频和高频铁磁谐振过电压的幅值一般较高，可达额定值的3倍以上，起始暂态过程中的电压幅值可能更高，危及电气设备的绝缘。分频铁磁谐振可导致相电压低频摆动，励磁感抗成倍下降，过电压并不高，感抗下降会使励磁回路严重饱和，励磁电流急剧加大，电流大大超过额定值，导致铁心剧烈振动，使电压互感器一次侧熔丝过热烧毁。电网发生铁磁谐振过电压较明显的现象为系统有接地信号，电压表计指针不停地摆动，电气设备有较强烈的电晕声。

四.电压互感器的谐振措施

1.PT中性点经消谐器和小电阻接地

中性点串入的电阻等价于每相对地接入电阻，能够起到消耗能量、阻尼和抑制谐波的作用。在线路单相接地时，由于中性点对地带有一定电位，故能相应减少非故障相PT绕组的电压，使PT的饱和程度降低，不至于发生铁磁谐振。在线路出现较长时间单相接地时，消谐器上将出现千余伏电压，电阻下降，使其不至于影响接地指示装置的灵敏度，同时非线性电阻片的热容量相当大，可满足放电电流的要求。

2.改变接线方式

在中性点加PT，使得系统零序阻抗增大，各PT在故障下承受较小的电压，该电压不至于使PT铁芯饱和，也不会给PT高压保险造成冲击。

3.互感器的选择

选用励磁特性和伏安特性较好的电磁式电压互感器或改用电容式电压互感器。

4.消弧线圈的安装

选择消弧线圈安装位置时,应尽量避免由于电网运行方式的改变而使部分电网失去消弧线圈。

5.互感器的设计

在设计互感器线路时，减少同系统中电压互感器的组数和中性地接地组数，增大系统感抗。对于高压侧中性点经隔离开关接地的电压互感器，当相邻母线并列运行时，将其中一组电压互感器中性点隔离开关拉开，有利于增大系统感抗。

6.PT开口三角绕组接电阻或分频消谐装置

由于电阻接在开口三角绕组两端，必然会导致一次侧电流增大，也就是说PT的容量要相应增大。从抑制谐波方面考虑，R值越小，效果越显著，但PT的过载现象越严重，在谐振或单相接地时间过长时甚至会导致保险丝熔断或PT烧毁。要很好地抑制铁磁谐振，降低PT一次侧电流，同时亦保持了接地指示装置对零序电压幅值和相位的灵敏度，其优点相当突出，故可采了如下措施：

⑴长远来说，将用单相PT替代消谐器串接在中性点上，目前暂不更动以继续观察消谐器的运行效果。

⑵在新变电站安装时采用抗谐振型PT。

参考文献：

[1]吕俊霞电压互感器常见故障的处理方法[J]电工文摘2009.6

[2]刘议华,顾皓亮,吴晓华,翁顶立电压互感器的运用及常见问题分析[J]低压电器2011