10kV不接地系统的电压互感器熔断、互感器烧毁等异常故障

10kV不接地系统的电压互感器经常出现高压熔断器熔断器等异常故障，甚至变压器烧毁，不仅影响电能表的准确计量，还容易造成电能表故障。保护装置和安全自动装置。严重危害配电网安全可靠运行。

为什么发生接地故障时容易造成PT损坏故障？因个人时间原因，简单讲一个简单易懂的增量分析过程。

1 首先了解电压互感器的用途

①将高压按比例关系变换为100V以下的标准二次电压，监测母线电压和电力设备的运行状态，用于保护、测量和仪表装置。

②标准电压统一了仪表和继电器的规格，容易实现标准化。

③电压互感器可将高压与电气人员隔离，二次侧可设置接地点，以确保人员和二次设备的安全。

可以说，电压互感器是一种具有特殊结构和使用形式的小型变压器。

2 然后，了解电网谐振的定义

电力系统中的任何电路都可以简化为电阻为 R、感抗为 wL、容抗为 1/wC 的串并联电路。无论是串联回路还是并联回路，当容抗1/wC和感抗wL相等时，回路就会发生谐振。

3 谐振如何影响电压互感器的正常运行

10kV中性点不接地电网中电磁式电压互感器的初级绕组是电网到大地的唯一金属通道。当单相接地或消失时，对地电容有一个通过PT初级绕组充放电的过渡过程。实验测得，经常有最高幅值几安培的工频半波浪涌电流通过PT，这个电流足以烧断PT高压熔断器。

在这个瞬态过程中，一个大振幅的低频饱和电流会流过变压器的高压绕组，使铁芯严重饱和。饱和后，电压互感器的励磁电感变小，系统网络对地阻抗趋向形成电路，激发各种铁磁谐振过电压，引起高压变压器烧毁。

可见，如果出现间歇性接地故障（一般表现为单相接地），很容易烧毁电压互感器或烧断高压熔断器。

上面提到了铁磁共振这个术语，所以有必要谈谈铁磁共振的产生过程。

4 铁磁共振的产生过程及危害

在电力系统的谐振电路中，感性和容性元件会产生过电压和过电流。此时，电场能量（电容）与磁场能量的交换达到最大值。在高压电路中，由于线路等电气设备对地的分布电容，以及电压互感器等非线性铁磁元件的电感的存在，满足了形成谐振的必要条件。一旦系统电压受到干扰，就会有可能被激发的共振。由于铁磁元件的非线性（如铁芯饱和时感抗会变小），这种谐振会进一步增加。当 wL=1/wC 发生时，这种共振称为铁磁共振。.

铁磁共振对地产生高过电压。这个电压可能是额定电压的几倍到几十倍，导致瓷绝缘放电，绝缘子和套管等铁件发生电晕，电压互感器一旦熔断器熔断，严重损坏设备。

铁磁共振的 5 个原因

实际运行中产生铁磁共振的具体原因：

①单相接地，中性点不接地系统发生单相断线或跳闸，三相负载严重不对称。其中，单相接地故障是最常见的铁磁共振励磁方式。

②与电压互感器铁芯的饱和程度有关。在未接地的中性线系统中使用具有接地中性线的电压互感器时，如果其铁芯过早饱和，则更有可能发生铁磁共振。

③在开关操作过程中10kv电压互感器高压熔断器熔断可能是什么原因，操作方式刚好构成谐振条件，如三相断路器在不同时期分闸和合闸时，会引起电压和电流的波动，引起铁磁共振。

如前所述10kv电压互感器高压熔断器熔断可能是什么原因，电压互感器较严重的故障与铁磁共振有关。如何消除或减少铁磁共振是保证电网正常运行和保护电压互感器的重要措施。如何消除铁磁共振首先要认识共振发生的振荡频率。

6.谐振的振荡频率分析

Xc0 为系统各相电抗；Xm 为电压互感器单相绕组在额定线电压作用下对地励磁电抗。

当 Xc0/Xm 比值较小时（0.01～0.07)，发生的谐振为分频谐振。电容器与电容器之间能量交换所需的时间振荡期间的电感较长。，振荡频率较低。

当 Xc0/Xm 比值较大时（0.55～2.8)，发生的谐振为高频谐振。当发生高频谐振时，线路的电容地小，发生振荡时能量交换较快。

当Xc0/Xm比值接近1时，发生谐振的谐振频率与电网频率相同，因此称为基频谐振。

可以认为，当Xc0/Xm≤0.01或Xc0/Xm≥2.8时，系统不会发生铁磁共振。知道了这一点，基本上就可以知道防止铁磁共振的方法和措施了。

7 防止铁磁共振的措施

①改变XC/XL的比例，如使用电容式电压互感器（CVT）或在母线上接一个一定大小的电容，使XC/XL<0.01避免谐振。

②在电压互感器开三角绕组的两端接一个适当阻值（几十欧左右）的阻尼电阻R。

③测量供电区10kV、35kV系统的电容电流，在电容电流超标的变电站安装消弧线圈和谐波抑制装置。

经过以上改进，基本可以消除10kV不接地系统接地故障引起的电压互感器烧毁故障。但一切都不是绝对的，还需要日常维护和系统的了解和维护。

例如

①定期检查10kV架空裸导体的隐患，使其远离树木和建筑物。

②在可能发生接地故障的线路上安装绝缘护套，市区或茂密丛林地区采用架空绝缘导体代替裸导体。

③从特性上应该明白，产生铁磁共振的根本原因是铁芯饱和，即电压互感器的励磁特性不好；电压互感器的非线性铁磁特性是产生铁磁谐振的根本原因。饱和效应本身也限制了过电压的幅度；环路损耗还可以抑制和限制谐振过电压。因此，在运行和维护中，应首选励磁特性好的电压互感器来代替原变压器。