10kV母线电压互感器二次接线烧熔分析

10kV母线电压互感器二次接线烧熔分析

任春梅 杨健

河南心连心化学工业集团股份有限公司 河南 新乡 453700

摘要：传统１０ｋＶ配电网多采用中性点不接地的方式，该方式由于弧光接地过电压或其他原因，可能会导致１０ｋＶ电磁式电压互感器一次熔断器熔断故障。随着城市１０ｋＶ配电网电缆线路长度的增加，线路对地电容也逐渐增加，中性点不接地或经过消弧线圈接地已不能满足系统限制过电压的要求，因此广州电网１０ｋＶ配电网多采用中性点经小电阻接地的方式来快速切除接地故障线路，保证系统稳定性本文基于10kV母线电压互感器二次接线烧熔分析展开论述。

关键词：10kV母线；电压互感器；二次接线烧熔

引言

电压互感器作为一种电压变换装置应用于电力系统，将系统高电压转换为较低二次电压。电力系统中１１０ｋＶ及以上电压等级多采用电容式电压互感器（ＣＶＴ），电容式电压互感器由于电容器的电感量小，除用干系统电压测量外，还作为载波或继电保护信号的上传通道电压互感器的安全、稳定运行对电网的可靠性影响重大，所以在相关检修工作中，提高电压互感器检测试验的正确性和试验数据的准确度十分重要。

１电容式电压互感器的结构及原理

电容式电压互感器是一种由电容分压器和电磁单元组成的电压互感器，其结构如图１所示。其设计相互连接使电磁单元的二次电压与加到电容分压器上的一次电压基本上成正比且相角差接近于零。绝缘电阻值会随着空气的湿度及被试品表面的湿度增加而降低；温度和表面脏污度的影响；被试设备的剩余电荷和感应电压的影响以及兆欧表容量的影响。电容分压器是由电容单元叠加组成，具体数量由电压等级决定，通过中压端和低压端与电磁单元相连。电磁装置为全密封结构，箱体内装中压变压器（电磁式电压互感器）、补偿电抗器和阻尼器，并充有优质矿物油，油箱侧面装有二次端子盒。ＣＶＴ是通过电容分压把高电压变换成低电压，再经中间变压器变压提供给计量、继电保护、自动控制、信号指示，也可以将载波频率耦合到输电线上用于通信、高频保护和遥控等。

2故障简介

某１１０ｋＶ变电站１０ｋＶＦ１零序过流Ｉ段动作，全电缆线路重合闸永久退出，开关处于分闸位置。同时１０ｋＶＩＭ、ＩＩＡＭ母线线电压Ｕａｂ、Ｕｂｃ越下限，全站１０ｋＶ设备发保护装置告警。现场检查１０ｋＶ＃１ＰＴ、＃２ＡＰＴ的Ｂ相一次熔断器熔断，更换熔断器后母线电压恢复正常。另一１１０ｋＶ变电站１０ｋＶＦ８零序过流Ｉ段动作，全电缆线路重合闸永久退出，开关处于分闸位置。同时１０ｋＶＩＭ母线电压消失，１０ｋＶＩＭ母线的设备发保护装置告警。现场检查１０ｋＶ＃１ＰＴ三相一次熔断器熔断，更换保险丝后母线电压恢复正常。由于中性点不接地系统存在非故障相接地电压过高、１０ｋＶ电压互感器铁磁谐振等问题，因此以往的研究多关注中性点不接地方式下的１０ｋＶ电压互感器熔断器熔断。虽然１０ｋＶ配电网经小电阻接地方式可有效降低单相接地时的非故障相过电压倍数，对弧光接地过电压、铁磁谐振过电压也有一定的消除作用，但是仍出现了１０ｋＶ电磁式电压互感器熔断器熔断的故障，下面将对产生原因进行简单分析。

3问题的提出

互感器误差及伏安特性测试仪主要是对互感器的伏安特性进行试验的专用仪器，是继电保护测试和高压绝缘测试的专业检测仪器，其主要由调压系统、变压器、电压和电流测量系统等部分组成，可以对电流互感器或电压互感器进行基本误差、极性判别、变比检查、二次回路负载等参数进行检测，是现场进行互感器交接试验、预防性试验的常规设备。其厂家不同，名称也不相同，如互感器综合测试仪、互感器伏安特性测试仪、互感器误差特性测试仪等。国内现有规程中，JJF（浙）1053—2010《互感器综合特性测试仪校准规范》未对电流互感器的基本误差、伏安特性等主要参数进行校准，对电压互感器的主要参数也未进行未校准；而JJF1584—2016《电流互感器伏安特性测试仪校准规范》仅针对电流互感器伏安特性的电压与电流进行校准。综上所述，有必要制定一套规范的校准方法，解决此类仪器的量值溯源问题。不同型号、不同名称的互感器误差及伏安特性测试仪作为继电保护和高压绝缘专业的专门检测仪器，已在电力工程领域得到广泛应用；但是，在尚无统一的国家检定规程或校准规范的情况下，很难保证其各个参数测试结果的准确可靠。

4设置方法

目前，国内市场上有一种名为“分布式直流电源”的供电装置，其型号为XCD3－FB，主要用于小容量变电站、开关站末端用户等场合，可提供可靠的不间断工作电源。该电源输入有交流220V、100V两种方式，输出为直流24～220V各种规格，瞬时输出功率可达(400～600W)/100ms，可满足VS1、VD4等弹操机构断路器的储能及“通”“断”操作。在事故状态下，即使交流输入电源突然失电，装置内部储存电量仍可满足2～3次“储能→合闸→分闸”巡回操作要求。就小容量变电站来说，该装置平时输入的交流控制电源，采用何种供电方案最为可靠，是需要关注的问题。该交流输入电源通常从电压互感器二次侧获取，电压互感器选用V－V接线方式，主要用于计(测)量和保护，输出容量较小。以JDZ6－10型电压互感器为例，单台额定输出容量仅100VA，极限容量输出为400VA。因此，需要在电压互感器负载上增加1台100V/220V的控制变压器T。另外，还要保证2台电压互感器负载的平衡，其输出精度又不能受到影响。

5改进措施

（1）电压并列回路不使用自保持机电保护装置。电压并列继电器改为单位置继电器，不使用带自保持继电器，母线上装置并不会由于母线电压消失导致保护误动作。而且保护装置还会有报警信号发出，工作人员很快知道并及时采取措施处理。采用这种处理方式，使得电压并列回路运行中降低了风险。（2）做好二次电压接线的验收工作。进行现场验收的时候需要使用一次加压的方法，在互感器A相、B相、C相中将试验电压加入其中，对二次电压接线是否正确进行验证。当A相、B相和C相并联的时候，将同相位的试验电压加入其中，对二次回路末端的A相、B相和C相电压进行测试，避免由于接线错误导致故障，造成电压测量结果不准确。（3）投入“上级切负荷闭锁备自投”功能。当备自投装置启动的过程中将“上级切负荷闭锁备自投”投入，上一级稳控执行站运行中应用切负荷的方法，就会使得母线电压消失，自投功能就会处于闭锁状态。此时，要启动装置，要求主供单元开关所在位置不能对应KKJ闭合后的位置信号，任何一条非检修母线的负序电压需要在40ms之内超过故障条件下的母线负序电压门槛值。

结束语

通过上面的研究可以明确，电压互感器二次回路运维的主要目的是保证二次设备处于正常运行状态，不会产生误动作。通过对电压互感器二次回路的运行维护情况进行研究，对于常见的问题进行分析，并提出改进措施，使得电压回路运行中所存在的隐患得到有效处理，避免运行风险，确保二次设备处于良性运行状态。

参考文献

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