10kV不接地系統的電壓互感器經(jīng)常出現高壓熔斷器熔斷、甚至互感器燒毀等異常故障，這不僅影響了電能表的準確計量，而且還容易造成保護裝置和安全自動(dòng)裝置的誤動(dòng)作，嚴重危及配電網(wǎng)的安全可靠運行。

為什么出現接地故障時(shí)容易造成PT損壞故障呢？下面小編給大家簡(jiǎn)單講一個(gè)深入淺出的漸進(jìn)式分析過(guò)程吧。

一、首先，了解一下電壓互感器的用途

1. 把高電壓按比例關(guān)系變換成100V或更低等級的標準二次電壓，監視母線(xiàn)電壓及電力設備運行狀況，并供保護、計量、儀表裝置使用。
2. 標準電壓使儀表和繼電器規格統一，易于實(shí)現標準化。
3. 電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離，且二次側可設接地點(diǎn)，確保人員及二次設備的安全。

可以說(shuō)，電壓互感器就是一個(gè)有著(zhù)特殊結構和使用形式的小型變壓器。

二、然后，了解一下電網(wǎng)諧振的定義

電力系統的任一回路都可簡(jiǎn)化成電阻R、感抗wL、容抗1/wC的串并聯(lián)回路。不管是串聯(lián)還是并聯(lián)回路，當容抗1/wC和感抗wL相等時(shí)，這個(gè)回路就會(huì )發(fā)生諧振。

三、諧振如何影響電壓互感器正常工作

10kV中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中的電磁式電壓互感器一次繞組是電網(wǎng)對地*的金屬性通道。單相接地或消失時(shí)，電網(wǎng)對地電容通過(guò)PT一次繞組有一個(gè)充放電的過(guò)渡過(guò)程。試驗測得此時(shí)常常有zui高幅值達數安培的工頻半波涌流通過(guò)PT，此電流足夠將PT高壓熔絲熔斷。

在這一瞬變過(guò)程中，互感器高壓繞組中將會(huì )流過(guò)一個(gè)幅值很高的低頻飽和電流，使鐵芯嚴重飽和，飽和后的電壓互感器勵磁電感變小，系統網(wǎng)絡(luò )對地阻抗趨于感性，此時(shí)若系統網(wǎng)絡(luò )的對地電感與對地電容相匹配，就形成三相或單相共振回路，可激發(fā)各種鐵磁諧振過(guò)電壓，造成高壓互感器燒毀。

由此可見(jiàn)，如果遇到斷斷續續的接地故障（一般表現為單相接地），是非常容易燒毀電壓互感器，或熔斷高壓熔絲的。

上文中提到鐵磁諧振這個(gè)詞，所以還有必要講一下鐵磁諧振的產(chǎn)生過(guò)程。

四、鐵磁諧振的產(chǎn)生過(guò)程及危害

電力系統產(chǎn)生諧振的回路中，電感元件和電容元件就會(huì )產(chǎn)生過(guò)電壓和過(guò)電流，此時(shí)的電場(chǎng)能量（電容）與磁場(chǎng)能量交換達到zui大值。在高壓回路中，由于線(xiàn)路等電氣設備對地存在分布電容，再加上電壓互感器之類(lèi)的非線(xiàn)性鐵磁元件電感的存在，具備了構成諧振的必要條件，一旦系統電壓發(fā)生擾動(dòng)，就有可能會(huì )激發(fā)諧振，由于鐵磁元件的非線(xiàn)性(如鐵芯飽和時(shí)感抗會(huì )變小)，這一諧振會(huì )進(jìn)一步增大，當出現wL=1/wC時(shí)，這種諧振稱(chēng)為鐵磁諧振。

鐵磁諧振對地產(chǎn)生很高的過(guò)電壓，此電壓可能是額定電壓的幾倍至幾十倍，致使瓷絕緣放電，絕緣子、套管等的鐵件出現電暈，電壓互感器一次熔斷器熔斷，嚴重時(shí)將損壞設備。

五、鐵磁諧振的產(chǎn)生原因

在實(shí)際運行中產(chǎn)生鐵磁諧振的具體原因，可能有以下幾方面：

1. 中性點(diǎn)不接地系統發(fā)生單相接地、單相斷線(xiàn)或跳閘，三相負荷嚴重不對稱(chēng)等。其中，單相接地故障是鐵磁諧振zui常見(jiàn)的一種激發(fā)方式。
2. 與電壓互感器鐵芯的飽和程度有關(guān)。在中性點(diǎn)不接地系統中使用中性點(diǎn)接地的電壓互感器時(shí)，若其鐵芯過(guò)早飽和則更容易產(chǎn)生鐵磁諧振。
3. 倒閘操作過(guò)程中由于運行方式恰好構成諧振條件，如三相斷路器不同期分合時(shí)，都會(huì )引起電壓、電流波動(dòng)，引起鐵磁諧振。

終上所述，電壓互感器比較嚴重的故障都跟鐵磁諧振有關(guān)系，如何消除或減少鐵磁諧振是確保電網(wǎng)正常運行和保護電壓互感器的重要措施。如何消除鐵磁諧振要先認識一下發(fā)生諧振的震蕩頻率。

六、諧振的振蕩頻率分析

Xc0是系統每相容抗；Xm為電壓互感器的單相繞組在額定線(xiàn)電壓作用下的對地勵磁電抗。

1.當比值Xc0/Xm較小(在0.01～0.07)時(shí)發(fā)生的諧振是分頻諧振。電容和電感在振蕩時(shí)能量交換所需的時(shí)間較長(cháng)，振蕩頻率較低。
2.當比值Xc0/Xm較大(在0.55～2.8)時(shí)發(fā)生的諧振是高頻諧振。發(fā)生高頻諧振時(shí)線(xiàn)路的對地電容較?。袷帟r(shí)能量交換較快。
3.當比值Xc0/Xm接近于1時(shí)，發(fā)生諧振的諧振頻率與電網(wǎng)頻率相同，故稱(chēng)之為基頻諧振。

可以認為：當Xc0/Xm≤0.01或Xc0/Xm≥2.8時(shí)，系統不會(huì )發(fā)生鐵磁諧振。知道這一點(diǎn)，基本可以知道防止鐵磁諧振的方法和措施了。

七、防止鐵磁諧振產(chǎn)生的措施

1. 改變XC/XL的比值，如使用電容式電壓互感器（CVT）或在母線(xiàn)上接入一定大小的電容器，使XC/XL＜0.01來(lái)避免諧振。
2. 電壓互感器開(kāi)口三角繞組兩端連接一個(gè)適當數值的阻尼電阻R（約為幾十歐）。
3. 對該供電區域10kV、35kV系統電容電流進(jìn)行實(shí)測，對電容電流超過(guò)標準規定的變電站安裝消弧線(xiàn)圈和消諧裝置。

注:

經(jīng)過(guò)以上改良，也就基本可以消除10kV不接地系統接地故障造成電壓互感器燒毀的故障。但萬(wàn)事也不是的，還需要日常保養和對系統的了解、維護，比如：

1. 對10kV架空裸導線(xiàn)定期進(jìn)行隱患排查，使其遠離樹(shù)木、建筑物等。
2. 在有可能發(fā)生接地故障的線(xiàn)路加裝絕緣護套，市區或叢林密集地區用架空絕緣導線(xiàn)代替裸導線(xiàn)。
3. 從特性上應該了解鐵磁諧振產(chǎn)生的根本原因是鐵心飽和，即電壓互感器的勵磁特性不好；電壓互感器的非線(xiàn)性鐵磁特性又是產(chǎn)生鐵磁諧振的根本原因，鐵磁元件的飽和效應本身，也限制了過(guò)電壓的幅值；回路損耗也使諧振過(guò)電壓受到阻尼和限制。所以，在運行維護中，應該勵磁特性好的電壓互感器替換原來(lái)的互感器。