电压互感器高压熔断器熔断原因分析

1、 电压互感器高压熔断器熔断原因分析摘要：运行于35kv系统的电磁式电压互感器，在正常运行的过程中经常发生一次熔断器的异常熔断。经分析认为，电磁式电压互感器异常熔断的主要原因是电磁式电压互感器铁芯饱和引起的铁磁谐振过电压。在该线路上并联电抗器后，该现象得到明显改善。关键词：电磁式电压互感器；熔断器；电抗器；电流互感器二次侧路故障；高频干扰中图分类号：tm586 文献标识码：a 文章编号：1009-2374（2011）31-0131-02与电磁式电压互感器相比，电容式电容互感器（cvt）除可以防止因电压互感器铁芯饱和引起铁磁共振外，还具有电网谐波监测功能，以及体积小、质量轻、造价低等特点，因此在电

2、力系统中得到了广泛应用。目前国内cvt产品电压范围覆盖35500kv。在500kv系统中几乎全部选用了cvt；在110220kv中cvt的使用数量已占绝对优势，不仅在新站优先选用，在老站改造中往往用cvt取代电磁式电压互感器；在35kv、66kv系统中，cvt价格并不占优势，因此目前仍有许多变电站使用的的电磁式电压互感器。本文针对某变电站35kv侧电磁式电压互感器在正常运行中经常发生一次熔断器异常熔断的现象进行了分析，并给出了解决方案。一、电磁式电压互感器及其工作原理（一）电磁式电压互感器电磁式电压互感器（tv）就是一个小容量的变压器，容量小，结构紧凑，但要求有足够的测量准确度。电磁式电压互感

3、器按结构原理可分为单级式和串级式两种。单级式电压互感器主要应用于35kv及以下系统；串级式电压互感器应用于60kv及以上系统。（二）工作原理本文讨论的是35kv电压系统电压互感器。35kv电压等级的电压互感器一般为单相电压互感器。因此本文只对单相电压互感器的工作原理进行简单说明。电压互感器一次绕组的额定电压为系统相电压，由三台电压互感器结成yo接线，中性点接地。二次绕组额定电压一般为100/，结成yo接线，中性点接地供测量用。第三绕组接成开口三角形，用于测量零序电压，供系统接地保护用，原理接线图如图1所示：二、熔断器熔断原因分析本局所辖500kv塔铺变电站35kv侧电压互感器熔断器多次在运行期

4、间异常爆裂，并且已知其在更换上另一台完好的熔断器，仍然出现相同的爆裂情况；且a、b、c三相爆裂的情况不确定。本章针对这一问题，对熔断器熔断原因进行了分析。（一）电压互感器二次侧短路故障分析电磁式电压互感器在工作时，为获得理想电压源，在网络中串入了补偿电感线圈。此时感抗与分压等效电容容抗构成谐振以此来减小负荷对输出电压误差的影响。由于变压器在正常工作时期漏阻抗较小，且当二次侧发生短路故障时，其负荷阻抗较小。造成整个计算结果偏大，使电磁式电压互感器的一次侧电流值过大，如果在二次侧熔断器没有即时的开断这个短路电流的情况下，使得电磁式电压互感器一次侧承受过流。实验测得其短路电流可达到额定电流的几十倍，

5、使得其短路容量超过了连接在电磁式电压互感器上的熔断器或者该短路电流的电动力超过了熔断器熔体所能承受的最大电动力，导致该电压互感器的二次熔断器熔断。（二）铁芯饱和情况在实际运行中，由于合闸空载线路会引起过电压，导致该电磁式电压互感器的铁芯饱和而使得励磁电抗下降，激发稳定的电容和电感谐振，使系统的等效阻抗减小，带来大的电流，引起该电磁式电压互感器的熔断器熔断。在系统过渡过程引起的过电压造成非线性电感元件铁芯饱和，激发稳定的电容和电感谐振，使回路阻抗减小，形成很大的谐振电流，使该电磁式电压互感器上的熔断器爆裂。此时由于该电磁式电压互感器的铁芯已经达到饱和，励磁电抗相对较小，此时不能够忽略励磁电流的影

6、响。由于回路中的各个电阻的值均比较小，故此时该电磁式电压互感器的一次侧将产生较大的谐振电流。（三）电压互感器与其相连的一次侧电网间发生谐振为计算方便，作了如下简化：首先由于电磁式电压互感器的阻抗较大，可以等效为一个电容，其次线路主要以电抗为主这里将其等效为电抗。这是一个简单的电路结构，当该线路与电磁式电压互感器正好构成某次谐波的谐振时，即此时置xl=xc，其中xl为线路等效电抗，xc为电压互感器的等效容抗，此时在电磁式电压互感器上产生会过电压，由此造成变压器铁芯饱和的情况。如前面分析，将会造成很大的谐振过电流，可引起连接该电磁式电压互感器爆裂。（四）其他原因分析1更换熔断器操作不合理及熔断器选

7、型不当。由于电磁式电压互感器的熔断器其额定电流较低，当其中一相熔断器发生爆裂后。由于各相间存在互感，另外两相熔断器虽然没有爆裂，但有可能已经严重损坏或者内部的熔体的特性已经遭到破坏，如果单为了经济性考虑而仍然只换了一相的熔断器，那么在第二次投入的时候，另两相仍然可能爆裂。在更换过程中，没有让回路中的设备特别是一些容性设备有足够的放电时间，在重新投运后，由于电容上有残余电荷，也会造成过电压，同样引起铁磁谐振而造成过电流，使熔断器熔断。2高频干扰的影响。在电磁式电压互感器的等值回路中，由于其连接的输电线路和其自身的等值电路都含有大量的非线性电感和电容元件，都将带来高次谐波的侵入。同样，由于其二次侧

8、连接有载波通信装置，也会带来高频信号。该电磁式电压互感器及其连接回路的一些电容电感参数设置不合理的情况下，可以与这些高频信号的某一频率发生谐振，同样会产生谐振过电流，导致保护该电磁式电压互感器的熔断器爆裂。三、解决方案熔丝熔断的根本原因是过电流，而过电流往往起因于过电压。根据以上分析，结合本站电压互感器熔丝熔断的具体情况可知，本站高压熔丝熔断的原因是铁磁饱和情况。根据该原因，在该电压互感器侧并联电抗器，使回路阻抗增大，能避免谐振过电压，减小回路电流。经过多次试投运和试运行，没有再发生电压互感器高压熔丝熔断的现象。四、结论在利用相关理论及工程实践的经验，对电磁式电压互感器上熔断器爆裂原因分析的基础上，在该电压互感器侧并联了电抗器，以避免谐振和过电压。该方法使电压互感器高压熔丝熔断的问题得到了较好的解决。参考文献1 凌子恕高压互感器技术手册m北京：中国电力出版社，20052 周小梅，杨以涵配电系统pt高压熔断器熔断的原因分析j现代电力，2007，（4）3 王季梅高压交流熔断器及其应用m北京：机械工业出版社，200