35kvPT谐振
35kV矿井变电站发生分频谐振原因分析及防范措施
35kV矿井变电站发生分频谐振原因分析及防范措施摘要：本文通过对我公司一座35kV变电站多次发生烧损电压互感器的事故案例进行剖析，查找出了该系统容易激发分频谐振的类型和原因，制定了防范措施，以改进系统参数来避开谐振区域，从而确保了矿井安全供电。
关键词：分频谐振防范措施我公司电网拥有5座35kV变电站，其中4座变电站为区域性变电站，即在每个煤矿区域中心设有1座35kV变电站，将35kV电压降为6kV电压后，通过架空线路输送到各井口6kV配电所，然后再通过电缆配送到井下和地面各供电点。
这4座35kV变电站的供出馈路一般有十几路。
而另外1座35kV大水头变电站则为井口直供变电站，即将6kV电压直接由电缆供井下和地面负荷，而且配出的6kV馈路较多，共28路。
该变电站自投运以来，每当出现单相接地故障时，就容易引起铁磁谐振过电压，多次导致电压互感器（以下简称PT）熔丝熔断、电压互感器自身烧损等事故，严重影响了矿井安全供电。
一、事故分析1.通过对几次烧损PT过程的统计和分析，基本上均属于系统谐振引起，而难以避免的系统接地是引起谐振的激发因素。
起初我们经验不足，还以为是由于原装PT为JDZJ-6干式绝缘浇铸型，复合绝缘薄弱，容量不足，过载过热引起烧损。
后来更换为JSJW-6型五柱油浸式PT，同时根据其二次并联回路阻抗测算，选用的电压互感器规格为二次额定容量3级时320伏安，最大允许640伏安，此容量完全满足二次并联负载。
但运行后仍然屡次发生烧损PT的事故。
从每次事故发现，当系统发生单相接地时，变电站会出现PT保险熔断、相电压表指示不稳、6kV系统波动等异常现象，并且每次情况都不类同。
于是，排除了产品质量和选配安装PT容量不足等疑惑，即进入深层方面的思考和研究，采取有效措施来遏制该类事故的频繁发生，以保障系统安全平稳运行。
2.供电系统发生不同频率的谐振，实际上与系统中导线对地分布电容的容抗XC和电压互感器运行的综合电感的感抗XL两者的比值XC/XL有直接的关系，从以下几点简述：2.1当XC/XL的比值较小时，发生的谐振是分频谐振。
大庆油田电网35kV PT铁磁谐振及抑制措施
确 定 了 仿 真 模 型 中 各 模 块 参 数 ， 从 设 备 参 数 变 化 、 接 地 故 障 饱 和 。
形 式 、 系 统 运 行 方 式 转 换 不 同 等 几 方 面 对 ＰＴ铁 磁 谐 振 影 响 因 ３ 抑 制谐 振 的措 施 分 析
素 进行 了模 拟仿真 ，利 用上 述建 立的仿 真模型 ，对 常用 几种
参 考 文献
收稿 日期 ：２０１８＿Ｊ０２—１８
［１］王 江宁 ．中性点不接地系统铁 磁谐振及抑制措施 的研 究 ［Ｄ】．西安 ：
作者 简介 ：孙旭 （１９７２一 ），男，黑 龙江 大庆 人，辽 宁西丰 人，助 理
西安科技大学 ，２０１２．
工程师 ，主要从事安全生产应 急管理工作 。
·１７１·
动 。
口三 角分 别介入 了不 同的 电阻，波形 可 以通 过仿 真得 出。谐
实 际操 作 中，分 闸、三 相合 闸、断路 器操 作机 构性 能 出 振在此基础上基本没有被激发 出来 ，很好将谐振加 以抑制 。
现 不 同 的 期 性 。 采 用 对 断 路 器 合 闸 时 差 进 行 仿 真 的 方 式 ， 得 ４ 结束语
仿 真 图 形 及 数 据 结 果 表 明 ，大 庆 油 田 ３５ｋＶ 电 网现 阶 段 的 消 谐 点 帮 助 系 统 架 空 线 Ａ 相 发 生 单 相 接 地 故 障 ，经 过 非 线 性 电 阻
措 施 和 更 新 改 造 运 用 了 Ｍａｔｌａｂ程 序 ， 进 行 了 各 种 关 于 参 数 、 接 地 。经 过 对 波 形 的仿 真 分 析 ，在 ＴＶ 中 性 点 加 非 线 性 电阻 的
摘 要 ：大庆油 田３５ｋＶ电网采用电磁 式电压 互感 器 （简称 ＰＴ）挂 网，为二次设备提供 电压 ，容易造 成 ＰＴ饱 和，发生铁磁谐振 ， 产生过 电压 ，造成 电气一次设 备的损坏 ，严重影 响 系统的安全稳 定运行 。 围绕 大庆油 田电网３５千伏 ＰＴ铁磁谐振及抑 制措施 展 开论述 ，期望 能够为为检 修运行人 员深入 了解设备 实际运行 中的 ＰＴ铁磁 谐振故障 ，做 出正 确的判 断，为工程 实践 中正确选择 ＰＴ选型及 消谐措施提供参考价值 。
PT谐振的解决办法
1．前言35kV和10kV系统，是采用中性点不接地系统的运行方式。
这种运行方式的最大优点是系统发生单相接地故障时，系统还可以运行2个小时，在这期间系统接地故障随时都可能自动消除，系统恢复正常运行，这样就避免了频繁发生的单相接地故障时的操作，减少了操作次数，提高了供电的可靠性和连续性。
这种运行方式也有一个弊端，就是容易发生铁磁谐振。
当系统有操作或故障(或扰动)时系统对地电压有低频自由分量出现，使PT对地电压升高，PT一次线圈中出现涌流，涌流可能使铁芯深度饱和，其电感值随铁芯的饱和而减小，这时，有可能出现两种情况：一是PT的一次电流继续增大，烧断PT一次侧的熔断器或烧坏PT；另一种情况是当电感降至ωLXQ=1/ωC(ωo=ω)时，就会导致铁磁谐振。
谐振使得电网三相对地电压不稳定，常使两相电压升高，另一相对地电压降低，这种现象与系统出现单相非金属性接地故障的现象完全一致，不仅使运行人员难以区分，而且容易损坏弱绝缘设备而造成事故。
这些问题长期威胁着我局的安全生产，我们一直在寻求、探索解决这个问题的方法。
2．解决PT谐振常采取的措施为消除和抑制铁磁谐振，通常可以采取以下措施：a、选用励磁特性较好的电压互感器或电容式电压互感器；b、在电压互感器的开口三角形绕组开口端加装非线性阻尼电阻R，可消除各种谐波的谐振现象。
35kV及以下系统中R值一般在10～100Ω范围内；c、在10kV及以下的母线上加装一组对地电容器可避免谐振；d、采取临时倒闸措施，如投入消弧线圈，变压器中性点临时接地，或投入事先规定的某些线路或设备；e、在电压互感器的开口三角形绕组开口端加装线性小阻尼电阻、灯泡等，线性阻尼电阻一般小于1Ω；f、在电压互感器的开口三角形绕组并联多功能微机消谐器；g、PT中性点临时拉开；h、在PT一次侧的中性点与地之间串接RXQ型、LXQ型消谐器；3．解决PT谐振的措施与效果3.1 我局解决PT谐振最先采用的措施是在PT开口三角形绕组开口端加装灯泡。
PT谐振的分析与抑制措施
PT谐振的分析与抑制措施作者：赵嘉来源：《科技资讯》2014年第04期摘要：对湘钢动力厂35 kV系统的PT爆炸事故进行了分析，指出事故的原因是系统单相接地导致PT饱和并引起谐振，分析发生谐振现象的多种原因，阐述了常用消谐方法及其优缺点。
关键词：PT谐振谐振原因参数消谐二次消谐一次消谐中图分类号：TM132 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）02（a）-0129-02湖南湘潭钢铁公司动力厂35 kV系统在近几年运行中，发生了三起PT爆炸事故，对系统的安全运行构成极大威胁。
对此，我们进行了现场调研，结合35 kV系统故障录波图，初步分析认定这三起事故均为系统单相接地导致PT饱并引起谐振。
动力厂发生事故的35 kV系统，都是中性点不接地系统，装有一次接线为Y0的电磁式电压互感器（PT）由于PT一次线圈的X端接地，且铁芯易饱和，易于产生两种不利状况：一是电网间歇性接地或接地消失时，电网对地电压产生低频自由分量，使X端接地的Y0接线电压互感器深度饱和，一次线圈通过涌流，使PT熔丝熔断甚至烧坏PT。
二是在一定外界激发条件下，产生铁磁谐振，谐振使得电网三相对地电压波动，影响电网正常运行，严重时，使得绝缘设备损坏，造成电网事故。
经过对各地区电网运行进行情况进行分析，发现PT铁磁谐振是电力系统中发生较为频繁且造成较多事故的一种内过电压。
谐振过程可持续很长时间，幅值有高有低，且频率各有不同如分频、基频、高频等，有些过电压并不高，但是由于频率低，且谐振电流很大，对电网的安全运行有很大的危害。
1 PT谐振产生的原因分析铁磁谐振产生的条件有：ωL>1/ωC；激发因素。
其中主要包括电网电压冲击、励磁涌流、合闸相角、系统间歇性接地、电网频率波动等。
系统产生铁磁谐振的原理如图1所示。
（1）首先对于中性点不接地系统，在某种情况下出现单相接地，故障点对地流过电容电流，不接地的两相相电压升高至线电压。
在间歇性接地时，一旦接地故障点消失，非接地相在接地故障期间已充的线电压电荷只能通过PT高压线圈并经其接地点流入大地，在这电压突变瞬间，PT高压线圈的非接地两相的励磁电流突然增大，使PT达到饱和，由于间歇性接地，非接地两相的励磁电流不断激增，极易激发相间串联谐振。
35 kV电压互感器谐振分析和预防
35 kV电压互感器谐振分析和预防电磁谐振是电网普遍存在并频繁发生的一种过电压现象，对电网设备，特别是电压互感器（TV）设备危害较大，极易引起TV设备烧毁及爆炸。
下面结合洪湖市供电公司110 kV滩桥变电站35 kV TV烧毁情况，分析电磁谐振的过程及防范措施。
110 kV滩桥变电站于2004年4月12日投运（35 kV TV因质量问题6月5日投运）。
6月20日14时30分，运行人员发现35 kV 电压互感器失压。
经检查，C相电压互感器声音异常，并有绝缘油不断从油箱顶部溢出。
14时40分经调度同意，35 kV电压互感器退出运行。
1 故障时运行方式35 kV母线带滩熊线（17 km）、2#站变压器、TV消谐器投入。
35 kV系统为不接地运行方式。
2 故障原因该TV型号为JDJJ-35（油浸式单相三绕组电压互感器）。
该组TV在投运前安装作常规试验时，已多次发现绝缘试验及油试验不合格导致不能正常投运，并经现场处理或更换，其检查情况及数据如下：（1）3月2日，常规试验及绝缘油分析试验发现三个TV绝缘油不合格和一个TV绝缘不合格。
数据见表1。
表1 TV检测数据（2）4月2日，更换三个TV（编号为：382-02、381-02、381-03）后，对更换后的TV进行常规试验及绝缘油试验，仍发现一个TV（编号为：382-02）不合格。
（3）6月2日，再次更换上述不合格TV（将382-2更换为381-07）后，35 kV TV于6月5日35 kV滩熊线投运时投入使用。
投运时现场测试数据正常。
6月9日、6月12日，因雷击导致35 kV电压互感器的熔断器二次熔断（运行记录）。
6月20日，运行人员发现TV失压，C相电压互感器有油冒出。
经荆州电力试验所对故障TV 检查，结论为：该互感器绝缘电阻大为降低，不便于做强电检测试验。
综合分析绝缘油中溶解气体色谱分析、微水试验及电气检测试验，该绝缘油油质过热劣化，且已经涉及到固体绝缘，微水大大超标，在相同的温度下，该互感器绕组直流电阻与合格互感器相比，无明显差别，可见并未出现匝间击穿。
基于35kV母线的PT谐振分析
Ｑ＝
ｊ
（ １ ）
式 中，Ｑ 为补偿 容量 ，ｋ Ｖ Ａ：Ｋ 为过补 偿系 数 ，取
— — — —
１ ． ３ ５ ； 厶为 电网的 电容 电流 ， Ａ；
、
为 电网的额 定线
图 ２ 故 障 发 生 时 电压 录 波 图
电压 ，ｋ Ｖ。
３ ）安装 呈容 性 Ｐ Ｔ ，提 高抗 谐 振能力 。呈 容性
流 失 电导致 通信 故 障 ，使 数据 无法 正 常上送 。事故 前系 统 的运行 方式 如 图 １ 所示 。
２ ）检查 ３ ５ ｋ Ｖ Ｉ Ｉ 母Ｐ Ｔ端子箱 至 Ｐ Ｔ并 列装置
的绝 缘 ，发现 Ｂ 、ｃ 两 相对 地绝缘 不满 足要 求 ，初 步判 定 由于 Ｐ Ｔ爆炸 导致绝 缘 降低 。
采取 了加装 消谐 器 的措施 ， 为谐振 的预 防提 供 了很 好 的借 鉴［ Ｊ 。
保 险及其 支柱 瓷瓶损 坏 ，３ ５ ｋ Ｖ Ｉ Ｉ 段 母线 的 Ａ、Ｂ、
ｃ 共三相 避 雷器 （ 有 大面积 放 电痕迹 ）及其 配 套 的
避雷器 放 电计数器 损坏 ，配套 的 ６条 引线 损坏 。 ２ ． ２ 二次设 备检查 情 况 １ ）保 护专 业人 员检 查 ３ ５ ｋ Ｖ 电压 并列 装置 ，发 现 电压 并列 装置 已被烧 毁 ，外 部 电压进 线 已 由于 过 热 导致 粘 结 ，装 置 内部插 件 已有 明显烧 毁痕 迹 。同
２ ０ １ ７ Ｊ ｇ ￣ ｒ ５ Ｎ电 ｜ ｜ ｉ 技 ７ ｆ ｃ ｆ １ ４ ３
产
ｊ解 决 方 案 ．
则应 在 主变 ３ ５ ｋ Ｖ 中性点 安装 消弧线 圈 。消弧线 宜采 用油 浸式 。消 弧线 的补偿 容量 ，可按式 （ １ ） 计 算 ，即
PT发生铁磁谐振的解决措施
35kVPT故障的解决措施750kV吐鲁番变巴州变电站投运后多次发生35kV PT保险熔断故，我们认为主要是由于35kV发生单接地，消谐装置没有起到消谐作用导致PT发生铁磁谐振，造成35kV PT保险熔断。
1铁磁谐振的几个特点1.1对于铁磁谐振电路，在相同的电源电势作用下回路可能不只一种稳定的工作状态。
电路到底稳定在哪种工作状态要看外界冲击引起的过渡过程的情况。
1.2PT的非线性铁磁特性是产生铁磁谐振的根本原因，但铁磁元件的饱和效应本身也限制了过电压的幅值。
此外回路损耗也使谐振过电压受到阻尼和限制。
当回路电阻大于一定的数值时，就不会出现强烈的铁磁谐振过电压。
1.3对谐振电路来说，产生铁磁谐振过电压的必要条件是XL=XC，因此铁磁谐振可在很大的范围内发生。
1.4维持谐振振荡和抵偿回路电阻损耗的能量均由工频电源供给。
为使工频能量转化为其它谐振频率的能量，其转化过程必须是周期性且有节律的，即…1／n（n=1，2，3…）倍频率的谐振。
1.5PT的铁磁谐振一般应具备如下三个条件：1.5.1P T的非线性铁磁效应是产生铁磁谐振的主要原因；1.5.2P T感抗为容抗的100倍以内，即参数匹配在谐振范围；1.5.3要有激发条件，如PT突然合闸、单相接地突然消失（包括弧光接地）、外界对系统的干扰或系统操作产生的过电压等。
2铁磁谐振的常用消除办法2.1PT二次消谐法2.1.1在PT开口三角侧并联可控阻尼（微机消谐装置）由微机控制的智能消谐装置，当发生谐振时，装置的鉴频系统采集大约100ms（5周期）左右的数据量，通过FFT变换分析出谐波成分及幅值，相应地投入“消谐电阻”吸收谐振能量，消除铁磁谐振。
其缺点是：在谐振电流加大的情况下，100ms的采样时间使得谐振电流加热PT熔丝以足够充分的时间，可能在其投入消谐之前PT保险已经熔断，消谐电阻投入的瞬间PT一次的涌流也可能是PT保险熔断的最后一个砝码；如果系统中存在过电压保护装置，一些强烈的谐振过电压被限幅削顶，智能消谐装置的鉴频系统通过FFT算法反而得不出正确的结果，可能小于启动条件，出现据动的尴尬现象，任由谐振现象继续发展，直至损害的结果发生。
35kV供电系统母线PT铁磁谐振故障分析及对策
金 新 侧 ◇
东明侧 ３ ５ ｋ Ｖ母线
升 压 站
８ ｋ ｍ ３ ５ ｋ Ｖ架空线路
３ ． １ 单相 接地 故 障原 因分析
故障发生后对 可能引起单相接地故 障的原 因进行逐一
分析 。 （ １ ） 经全 线 巡 查 ，并 未 发 现 线 路 上 有 塑 料 布 、树 枝 等 异常 漂 浮物 ，也未 发 现 导线 或 台架 引 下线 发 生 断 线 而接 地 或 搭 挂 在横 担 上等 明显 线路 故 障 ，因此 排 除 由异 物 干扰 和 线 路 自身缺 陷 引起 单 相 接地 故 障 。
电¨ ｊ 刚时 或 依 次轮 流 升 高 ．一 般 不 超过 ２倩相 电 压 ．开 口 Байду номын сангаасｆ ｆ Ｊ 线 【 乜 一般在 ８ ５ ～９ ５ Ｖ。
运 行 维护
故 障 发 。
３ ． ２ 铁 磁谐 振 的分 析
３ ． ２ ． １ 铁 磁 谐 振 的概 念 铁 磁 喈振 足 电 力 系统 自激 振 荡 的 一 种 形式 ． 是 由 变 压
器、
瓦感 等铁 磁 电感 的饱 和 作 ， １ １ 弓 １ 起 的持 续 性 、高 互感 器的感抗 Ｘ ． ． 的 比值 大 小 可 分 为 分 频
起 电压互感器铁芯出现具有差异性的饱 和现象 ，使 电网三 相对地阻抗明显不同 ，产生中性点 位移 电压 ，从 而激发铁
磁 谐 振 。而铁 磁 谐 振产 生 的过 电压 对 于 电 网 的安 全运 行 危
东明侧降压 站之间的 ３ ５ ｋ Ｖ线路开始频繁发生单相接地故 障 ，故障录波随之频繁启动。在历时 ９分 ２ ３ 秒共计 ２ ０ 次 单相接地后 ，演变为相间短路 ，线路光纤差 动保护 动作跳 ３ １ ０ １ 开关 ，将 ３ ５ ｋ Ｖ线路从金新侧切除 。线路切除后 ，变
35kV、10kV电力系统中PT、CT的选择
35kV、10kV电力系统中PT、CT的选择随着电力系统网络的日益扩大,系统短路容量随之增大,电网上谐波也随之增多.在10 kV、35 kV中压电网中电流互感器(CT)、电压互感器(PT)是电力系统中一次与二次的连接环节,他们的各项性能指标直接影响整个电力系统的安全运行和二次自动化保护的正确动作.由于电网中谐振现象的普遍存在,所以PT是电网运行中很容易出现故障的元件,选择时一定要谨慎;而某些10 kV、35 kV线路正常供电负荷又相对较小,造成选择CT时既要确保动热稳定要求以及线路短路时保护CT满足10%误差曲线要求,又要保证正常情况下表计测量的准确性,还要考虑结构紧凑、经济合理.实际运行中曾出现过线路短路时CT饱和,保护拒动,因而影响系统安全;也出现过变比选择过大造成计量不准,影响企业效益和信誉.因此在设计和选择PT、CT 时必须综合考虑各种因素.1变电站的实际应用情况35 kV伊店变电站主变容量8 000 kVar,电压等级35/10 kV.由于该变电站靠近110 kV变电站,10 kV母线短路容量较大,而10 kV出线负荷在一年内不同季节变化较大,正常时负荷比较小,农忙季节负荷又很大.10 kV出线负荷情况见表1.建站时10 kV开关站采用的是预装式开关站,其CT变比为两条线路100/5,两条线路150/5;PT为普通型JDZJ-10一组,采用RN1 10/0.5熔断器保护.在半年的实际运行中,出现了如下问题: ①计量上出现35 kV侧与10 kV 侧有误差现象;②PT及保护熔断器各烧坏一只.经过分析认为原因如下: 10 kV侧负荷长时间小于CT负荷的50%,造成计量出现偏差;当地电网中谐振比较大,而PT又没有采取抗谐振措施,熔断器的反应时间过长造成的.伊店变电站35 kV侧系统阻抗为0.098 2 Ω.经计算主变额定容量运行时,10 kV母线三相短路电流为16.12 kA.根据以上计算,CT保护变比选择100/5,则10 kV母线三相短路电流将为CT一次电流的16倍多,而一般CT不超过10%误差曲线的倍数为10~15倍.根据有关技术反事故措施文件要求,10 kV、35 kV 系统中CT保护变比选择应大于200/5,以保证继电保护动作的准确性.解决上述问题的措施如下:10 kV侧CT更换为双变比CT,计量、测量变比分别为50/5、100/5;75/5、150/5,保护级变比全为200/5;PT更换为JSZF-10三相一体式电压互感器,它具有抗谐振功能,熔断器换为XRNP-10/0.5型高分断能力的熔断器.投入运行至今两年多没有再出过问题.2电流互感器的选择首先根据线路的最大负荷电流选择CT的一次额定电流.确定线路的最大负荷电流时,应考虑回路可能出现的过负荷以及近5年来负荷的增长情况;其次是校验动热稳定要求.根据远景规划计算系统短路容量,由于系统短路电流较大,对于负荷较轻的线路的CT不能满足要求,此时只能提高变比以确保满足该项技术指标;第三是额定输出容量的选择.是指在额定一次电流、额定变比条件下,保证所要求的准确级时,所能输出的最大容量.CT输出容量根据式(1)选择:其中: I2为CT的额定二次电流,K2为连接导线的接线系数,Z2为连接导线的阻抗,R为接触电阻,取0.05~0.1 Ω,对于测量表计用CT:K1为测量表计的接线系数,Z1为测量表计的电流线圈阻抗,对于保护用CT:K1为继电器的接线系数,Z1为继电器的电流线圈阻抗.测量表计用CT二次的实际容量应在额定容量的25%~100%之间,在这一范围内,电流互感器运行在磁化曲线的直线部分,误差最小.保护用CT二次的实际容量应小于额定容量.此外,保护用CT还应按10%误差曲线校验:1)计算出CT二次所接的实际负荷阻抗Z.2)计算出在最严重短路情况下,通过CT一次侧的短路电流为一次额定电流的倍数 m=KkI1max/I1,式中I1max为CT一次侧可能流过的最大短路电流有效值;I1为一次额定电流值;Kk为可靠系数,取1~2.3)根据厂家提供的10%误差曲线和算出的m值,查出二次侧允许接入的最大阻抗Zmax≥Z.根据上述计算值及要求,经综合分析比较,选择出能满足上述各项要求的CT.但因上述各项要求是相互制约甚至相互矛盾的,选择比较时应注意以下两点:1)大变比CT可使保护CT满足要求,但计量CT可能超出误差,因此应选用多变比计量CT,大变比保护CT.2)选择大容量CT可能造成开关柜内设备过分拥挤,给检修带来不必要的麻烦,因此应适当选取CT的二次输出容量,以满足要求,少有余度为宜.3电压互感器的选择首先根据变电站的实际情况选择二次电压值及级别精度;其次是校验动热稳定要求;第三是额定输出容量的选择,此外需要注意的就是电网中的谐振对PT产生的危害,特别是分频谐振,它产生的过电压并不高,但流过电压互感器的电流却很大,可以达到正常电流的30~50倍[2],所以常常使电压互感器过热而爆炸,使整个变电站停电,造成比较严重随着电力系统网络的日益扩大,系统短路容量随之增大,电网上谐波也随之增多.在10 kV、35 kV中压电网中电流互感器(CT)、电压互感器(PT)是电力系统中一次与二次的连接环节,他们的各项性能指标直接影响整个电力系统的安全运行和二次自动化保护的正确动作.由于电网中谐振现象的普遍存在,所以PT是电网运行中很容易出现故障的元件,选择时一定要谨慎;而某些10 kV、35 kV线路正常供电负荷又相对较小,造成选择CT时既要确保动热稳定要求以及线路短路时保护CT满足10%误差曲线要求,又要保证正常情况下表计测量的准确性,还要考虑结构紧凑、经济合理.实际运行中曾出现过线路短路时CT饱和,保护拒动,因而影响系统安全;也出现过变比选择过大造成计量不准,影响企业效益和信誉.因此在设计和选择PT、CT 时必须综合考虑各种因素.1变电站的实际应用情况35 kV伊店变电站主变容量8 000 kVar,电压等级35/10 kV.由于该变电站靠近110 kV变电站,10 kV母线短路容量较大,而10 kV出线负荷在一年内不同季节变化较大,正常时负荷比较小,农忙季节负荷又很大.10 kV出线负荷情况见表1.建站时10 kV开关站采用的是预装式开关站,其CT变比为两条线路100/5,两条线路150/5;PT为普通型JDZJ-10一组,采用RN1 10/0.5熔断器保护.在半年的实际运行中,出现了如下问题: ①计量上出现35 kV侧与10 kV 侧有误差现象;②PT及保护熔断器各烧坏一只.经过分析认为原因如下: 10 kV侧负荷长时间小于CT负荷的50%,造成计量出现偏差;当地电网中谐振比较大,而PT又没有采取抗谐振措施,熔断器的反应时间过长造成的.伊店变电站35 kV侧系统阻抗为0.098 2 Ω.经计算主变额定容量运行时,10 kV母线三相短路电流为16.12 kA.根据以上计算,CT保护变比选择100/5,则10 kV母线三相短路电流将为CT一次电流的16倍多,而一般CT不超过10%误差曲线的倍数为10~15倍.根据有关技术反事故措施文件要求,10 kV、35 kV 系统中CT保护变比选择应大于200/5,以保证继电保护动作的准确性.解决上述问题的措施如下:10 kV侧CT更换为双变比CT,计量、测量变比分别为50/5、100/5;75/5、150/5,保护级变比全为200/5;PT更换为JSZF-10三相一体式电压互感器,它具有抗谐振功能,熔断器换为XRNP-10/0.5型高分断能力的熔断器.投入运行至今两年多没有再出过问题.2电流互感器的选择首先根据线路的最大负荷电流选择CT的一次额定电流.确定线路的最大负荷电流时,应考虑回路可能出现的过负荷以及近5年来负荷的增长情况;其次是校验动热稳定要求.根据远景规划计算系统短路容量,由于系统短路电流较大,对于负荷较轻的线路的CT不能满足要求,此时只能提高变比以确保满足该项技术指标;第三是额定输出容量的选择.是指在额定一次电流、额定变比条件下,保证所要求的准确级时,所能输出的最大容量.CT输出容量根据式(1)选择:其中: I2为CT的额定二次电流,K2为连接导线的接线系数,Z2为连接导线的阻抗,R为接触电阻,取0.05~0.1 Ω,对于测量表计用CT:K1为测量表计的接线系数,Z1为测量表计的电流线圈阻抗,对于保护用CT:K1为继电器的接线系数,Z1为继电器的电流线圈阻抗.测量表计用CT二次的实际容量应在额定容量的25%~100%之间,在这一范围内,电流互感器运行在磁化曲线的直线部分,误差最小.保护用CT二次的实际容量应小于额定容量.此外,保护用CT还应按10%误差曲线校验:1)计算出CT二次所接的实际负荷阻抗Z.2)计算出在最严重短路情况下,通过CT一次侧的短路电流为一次额定电流的倍数 m=KkI1max/I1,式中I1max为CT一次侧可能流过的最大短路电流有效值;I1为一次额定电流值;Kk为可靠系数,取1~2.3)根据厂家提供的10%误差曲线和算出的m值,查出二次侧允许接入的最大阻抗Zmax≥Z. 根据上述计算值及要求,经综合分析比较,选择出能满足上述各项要求的CT.但因上述各项要求是相互制约甚至相互矛盾的,选择比较时应注意以下两点:1)大变比CT可使保护CT满足要求,但计量CT可能超出误差,因此应选用多变比计量CT,大变比保护CT.2)选择大容量CT可能造成开关柜内设备过分拥挤,给检修带来不必要的麻烦,因此应适当选取CT的二次输出容量,以满足要求,少有余度为宜.3电压互感器的选择首先根据变电站的实际情况选择二次电压值及级别精度;其次是校验动热稳定要求;第三是额定输出容量的选择,此外需要注意的就是电网中的谐振对PT产生的危害,特别是分频谐振,它产生的过电压并不高,但流过电压互感器的电流却很大,可以达到正常电流的30~50倍[2],所以常常使电压互感器过热而爆炸,使整个变电站停电,造成比较严重的后果.根据上述要求,经综合分析比较,选择PT时应注意以下三点:1) 一次熔断器是保护PT的第一道关卡,它的选择是非常重要的.一定要选用具有高分断能力、响应时间快的熔断器.2) 在输出容量许可的情况下,一定要选择本身带有抗谐振功能的PT.3) 选用大容量PT时,由于大容量PT都是单相的,一定要加装消谐装置.4结束语PT、CT是35 kV、10 kV电力系统中保证表计计量准确和保护正确动作的重要组成元件,也是变电站系统中一次和二次自动化保护的主要连接元件,对电力系统的安全与运行都有直接影响.在选择PT、CT时,首先应保证它们的动热稳定要求,然后可通过选择多变比CT满足保护和计量要求,通过选择带有抗谐振功能的PT或加装辅助消谐设备的PT,以减少谐振对PT 造成的危害..根据上述要求,经综合分析比较,选择PT时应注意以下三点:1) 一次熔断器是保护PT的第一道关卡,它的选择是非常重要的.一定要选用具有高分断能力、响应时间快的熔断器.2) 在输出容量许可的情况下,一定要选择本身带有抗谐振功能的PT.3) 选用大容量PT时,由于大容量PT都是单相的,一定要加装消谐装置.4结束语PT、CT是35 kV、10 kV电力系统中保证表计计量准确和保护正确动作的重要组成元件,也是变电站系统中一次和二次自动化保护的主要连接元件,对电力系统的安全与运行都有直接影响.在选择PT、CT时,首先应保证它们的动热稳定要求,然后可通过选择多变比CT满足保护和计量要求,通过选择带有抗谐振功能的PT或加装辅助消谐设备的PT,以减少谐振对PT 造成的危害.。
35KV电压互感器铁磁谐振的浅析
关于35kV电压互感器铁磁谐振的浅析陈谋[摘要]本文就在6～35kV中性点不接地电网中，由于系统单相接地故障所引发的电磁式电压互感器(以下简称PT)一次侧熔断器熔断的问题，通过故障统计并结合电压互感器的等值电路进行详细分析，得出了在电力系统发生相对地电容改变、单相接地故障或负荷大幅波动的过渡过程中，电压互感器铁心深度饱和激发铁磁谐振，严重时甚至导致PT爆炸，严重威胁电网的安全运行。
[关键词]电压互感器；高压熔断器；铁磁谐振[中图分类号]TM451 [文献标识码] A [文章编号] 1000-3983(2014)07-0307-03Study on Ferromagnetic Resonance of 35 kV Potential TransformerAbstract: Because of single-phase earth fault, the fuse has fusing problem at a time, which is the primary side of electromagnetic potential transformer (PT), in 6~35kV neutral non-grounding system. Through the fault analysis, it is concluded that the relatively capacitance change in power system, single phase earth fault or load fluctuations of transition process, the depth of voltage transformer iron core saturation live ferro resonance, seriously lead to PT explosion and threat operation.Key words:PT; high voltage fuse; ferromagnetic resonance0 前言我国3-35kV系统大多数采用电源中性点不接地运行方式。
关于消除35kV系统谐振的方法改进
关于消除35kV系统谐振的方法改进摘要：35kV系统为中性点不接地系统，由于35kV系统线路单相接地或短路、合闸操作于空母线等原因，在运行中往往容易激发电压互感器发生铁磁谐振。
当出现铁磁谐振时，将产生较大的谐振电压，会导致保护电压的不正常采样,造成保护的拒动作或误动作；同时，在电网导线对地电容较大的系统中，其暂态过程往往会产生超低频振荡过电流，导致高压熔断器熔断甚至烧毁电压互感器。
由于设备选型及设计方面的原因，现有的消除谐振的设备及方法已远远不能满足要求；针对现状，提出几种改进的消除谐振的方法。
关键词：中性点不接地系统；铁磁谐振；谐振电压；超低频振荡过电流０引言正常情况下，35kV系统为电感回路，但同时对地还有电容，当电压互感器的铁芯在某些激发条件下饱和，造成其感抗变小，并与线路对地电容的容抗相等，达到系统谐振的条件，发生谐振，这样造成保护和计量采样不准确，造成保护误动作和电能采集不精确，严重时会损坏一次设备，影响系统的正常运行；我们对此进行了很多的研究和试验，发现消除其谐振一般可归纳为三大类：一是从一次设备改变参数，使其电容量与电感量不满足谐振产生的条件，消除谐振；二是谐振发生后改变，增大回路阻尼效应，抑制谐振；三是改变互感器接线方式，使互感器的电感在外界激发条件下不改变，不具备谐振发生的条件。
１常规35kV系统消谐设计常规设计如下常规设计一如下图所示：常规设计二如下图所示：图1.1常规设计1 图 1.2常规设计21.1常规设计一原理及其消除谐振性能的效果如上图1.1所示：系统电压互感器一次N端直接接地，三相二次端（测量、保护、计量绕组）采用星形接线，非同名端短接接地，同名端引出做测量、保护、计量用；三相二次端（da、dn绕组）采用开口三角接线，即A相绕组的非同名端接B相绕组的同名端，B相绕组的非同名端接C相绕组的同名端，C 相绕组的非同名端接地，A相绕组的同名端引出接消谐装置和作为零序电压3U0；零序电压3U0在工频下近似为零，但在有高次谐波时，其值较大；此方法正是采用了消除谐振的方法二，谐振发生后改变，增大回路阻尼效应，抑制谐振；当发生谐振时，产生谐波，造成开口三角的电压达到消谐装置设定值，消谐装置启动，抑制其谐振。
基于35kV母线的PT谐振分析
基于35kV母线的PT谐振分析广西电网有限责任公司玉林供电局的研究人员黄宗彬，在2017年第5期《电气技术》杂志上撰文，分析了一起110kV变电站35kV母线三相PT及其附属设备损坏原因。
通过对录波器三相二次电压波形的检查，初步判定本次故障是由于谐振导致电压升高引起的。
针对此次故障采取了安装消谐器的措施，达到了理想的效果。
目前在我国的35kV和10kV系统中，运行着大量的电磁式电压互感器（PT），当出现单相直接接地，单相弧光接地，母线空载时突然合闸等情况时，由于电压互感器铁心电感的非线性，很容易发生谐振[1]。
当PT一次电感与系统对地电容满足谐振条件时，将产生很高的过电压和过电流，从而引起PT一次熔断器烧毁，甚至爆炸，严重威胁电网的安全运行[2-3]。
2015年9月某网区某110kV变电站35kV II母电磁式PT爆炸，笔者对故障录波图中A、B、C三相电压和相位的变化进行研究，认为此次事故主要是由于谐振引起的。
通过分析设备情况和故障原因，采取了加装消谐器的措施，为谐振的预防提供了很好的借鉴[4-5]。
1 事件过程2015年9月21日10时左右，某110kV变电站35kV II段母线PT本体发生故障，A、B、C共三相PT及其附属设备损坏, 进而导致#2主变中后备保护动作，跳开35kV分段300及302开关。
同时35kV 电压并列装置也由于过热烧毁，无法正常运行，同屏的交换机及35kV 公用测控装置也由于直流失电导致通讯故障，数据无法正常上送。
事故时，系统的运行方式如图1所示。
图1 事故前运行方式2 现场设备的检查情况2.1 一次设备的检查情况介电常数、介质损耗变电检修人员对35kV I段、II段母线及其所有出线设备进行检查发现35kV II段母线PT间隔所有设备及附件均已损坏，PT（A、B、C 共三相）及其附属设备爆裂损坏，35kV II段母线PT的高压保险及其支柱瓷瓶损坏，35kV II段母线的A、B、C共三相避雷器（有大面积放电痕迹）及其配套的避雷器放电计数器损坏，配套的6条引线损坏。
PT消谐措施的选择及注意事项
PT消谐措施的选择及注意事项陈敏智新疆石河子供电公司 832000摘要：本文主要讲述了治理石河子电网电压互感器谐振所采取的具体措施以及实施这些措施所遇到的问题和注意事项。
关键词：PT谐振措施选择注意事项概述：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，允许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，随着城乡负荷密集区电网的扩大及个别小负荷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，激发起谐振过电压，导致系统虚幻接地，PT高压保险熔断及本体烧毁，严重时出现设备闪络跳闸事故。
我们根据本电网的实际情况，选择了不同的措施来抑制由PT饱和引起的谐振过电压。
一、PT开口装设消谐电阻：由110KV紫泥泉变35KV设备，35KV红沟变及石场变的35KV设备以及它们之间的35KV联络线（紫红线：20KM，紫石线：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，每年都有数只35KVPT喷油烧毁，损失惨重。
严重威胁着电网的安全运行。
经由H.A.PETERSON曲线分析可知该系统发生分频谐振的区域为：X C0/X L=0.01~0.08 (1)发生基波谐振的区域为:X C0/X L=0.08~0.5 (2)X C0：--- 系统的零序电容容抗X L：--- 电压互感器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：I C0=（2.7~3.3）√3Uφ×L×10-3=3×Uφ×（1/ X C0）×103 A（3）Uφ：--- 相对地电压，KV2.7：--- 无避雷器系数3.3：--- 有避雷器系数L: --- 线路长度,KM由式(3)可求得该35KV系统零序电容容抗X C0为0.0187MΩ。
这几个站的JDJJ2-35型PT的激磁阻抗约在2.2 MΩ左右,代入式(1)中可求得X C0/X L=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。
35KV及以下系统谐振的原因分析、危害及防范措施
35KV及以下系统谐振的原因分析、危害及防范措施摘要：由于系统铁磁谐振过电压所引发的电磁式电压互感器(以下简称PT)一次侧熔断器熔断的问题，通过故障统计并结合电压互感器的等值电路进行详细分析，得出了在电力系统发生电压互感器铁心深度饱和激发铁磁谐振，严重时甚至导致PT爆炸，严重威胁电网的安全运行。
本文对一起 35kV 系统电磁式电压互感器铁芯饱和引起铁磁谐振过电压，造成互感器爆炸，高压熔断器烧毁事故的原因进行分析，提出了防范措施。
关键词：电压互感器铁磁谐振过电压1.前言电力系统中存在着许多电感元件和电容元件，对于配网系统来说，如变压器，互感器，消弧线圈，电抗器等均属于电感元件，而线路导线对地电容，相间电容以及高压设备的杂散电容等都属于电容元件。
由于电压互感器属铁芯电感元件，正常情况下，电感，电容参数的配合远离谐振区，不会发生铁磁谐振，而当系统中发生某种扰动(如操作冲击，雷电等产生涌流)时，电压互感器的非线性铁芯就可能磁饱和，使得感抗迅速下降，当系统的容抗和电压互感器感抗相等或接近时，就容易发生铁磁谐振，产生谐振过电压。
铁磁谐振的危害是铁芯磁通密度增大，激磁电流大大增加，绕组过热，而且持续时间长，可能维持数分钟以上，对电气设备绝缘构成严重威胁，可能引起电压互感器熔丝熔断，喷油，绕组烧毁甚至爆炸等事故。
另外，当这种过电压发生时，还会出现虚接地现象，其实电网并没有真正接地。
特别是在6~35kV 中性点绝缘的配电网系统中，由于电磁式电压互感器引起的铁磁谐振事故较为频繁，是造成事故最多的一种内部过电压。
试验研究表明，当谐振发生时，中性点出现显著的位移，此时相电压将发生变化，而线电压却保持不变，因此，可以判定铁磁谐振过电压具有零序分量的性质。
所以，系统中性点绝缘是发生铁磁谐振的必要条件，因为只有电源中性点对地绝缘才有可能发生中性点位移，对于中性点经消弧线圈接地或中性点直接接地系统，只有当消弧线圈脱离运行或直接接地的中性点断开而变成中性点绝缘系统时才有可能发生这种过电压。
35KV母线单相接地与PT铁磁谐振区别
35KV母线单相接地与PT铁磁谐振区别
1、发生铁磁谐振时，由于电源电压中的零序分量及高次分量的存在，也会出现接地信号，但系统中实际上并无故障点。
2、发生单相接地的时间总与引起PT铁磁谐振或由PT 铁磁谐振引起PT高压熔断器熔断时间有先后之分。
3、PT铁磁谐振的发生必须有激发条件，因此，在没有空充母线的倒闸操作或没有发生接地故障则可以判定PT高压熔断器一相或两相熔断引起的误发接地信号。
4、根据二次回路的设计原则，当PT高、低压熔断器熔断时，其所接的继电器保护和自动装置都不应动作，应充分利用这点判断。
5、发生单相接地或发生PT铁磁谐振时，其线电压指示不变，因此判断不是PT熔断器熔断而引出的接地信号。
6、只有PT高压熔断器熔断一相或两相才会发接地信号，低压熔断器熔断时不发接地信号。
35KV变电所-PT二次电压不平衡现象分析
科技成果报告新建35/6KV变电所初次充电PT三相电压不平衡原因分析及解决方案窑街煤电集团天祝煤业公司二〇一一年十一月目录1立项背景 (3)2变电所基本概况介绍 (3)3 理论分析 (4)4 PT发生铁磁谐振的危害 (8)5 防止铁磁谐振，消除PT二次三相电压不平衡现象的措施 (8)6 产生的效益 (11)7 创新点 (12)新建35/6KV变电所初次充电PT三相电压不平衡原因分析及解决方案(窑街煤电天祝煤业公司甘肃天祝733211)刘建荣温天和徐杜民多斌学1、立项背景2010年12月2日，天祝煤业公司在投用新建的35/6KV变电所时，当第一段母线充电时，用万用表测量发现二次侧的电压值不平衡，分别为76V、112V、101V，且开口三角端也出现高电压，电压值达102V左右，而且瞬间B相电压为零，有虚幻接地现象，停电对母线及PT进行检查没有发问题，对PT一次熔断器进行检测，发现B 相熔断器熔断，更换一只熔断器后，再次送电，发现二次三相电压仍然不平衡，开口三角端电压偏高，根据经验，在PT的开口三角端处加装一只白炽灯泡，目的是为了消除开口电压，投用后，白炽灯瞬间很亮然后又熄灭了，用万用表测量二次三相电压还是不平衡，且有一相PT熔断器熔断了,在变电所投用后，又陆续发生了母排瓷套管炸裂和PT烧毁的事故，为了彻查原因，确保变电所的正常投用和正常运行，对上述问题进行系统分析,并采取合理的方案予以解决。
2、变电所基本概况天祝煤业公司新建的35/6KV变电所供电系统为中性点绝缘（即中性点不接地）系统，属于小电流接地系统，其优点是在发生单相接地时，能继续工作一段时间（若接地电流不是太大，一般可继续运行1～2h），这是因为在中性点绝缘的小接地电网中，发生单相接地故障时，故障电流往往比负荷电流小得多，而且系统的电压仍然保持对称，相电压和线电压不仅量值维持不变，且相位角仍互为120°，所以便于运行人员查找故障点，并采取相应的措施；缺点是由于电网中性点没有固定电位，三相对地电压不稳定，在发生一相接地故障的情况下，其它两相的对地电压长高（一般升高√3倍），有可能使电网对地绝缘薄弱部分发生绝缘击穿，造成另一相接地，发生相间短路故障。
PT谐振处理
当母线空载或出线较少时，因合闸充电或在运行时接地故障消除等原因的激发，会使电压互感器过饱和，高压保险丝接线该消谐装置完全符合现行电的规电网中性点不接地，PT试验测得此时常常有最高幅值达数安培的工频半波涌电力一次消谐装置后，这种涌采用单片大通流非线性元件，消除了原多片并联结构的消谐器中通流不均匀现象，性能更加稳定。
，该元件可以有效限制消谐装置两端电压，从而保护中性点绝缘。
1 概述在电力系统中，铁磁谐振频繁发生，谐振时会产生过电压，严重威胁系统安全。
铁磁谐振过电压可以在3～220千伏的任何系统中发生，特别是在35千伏及以下的电网中，几乎所有的内部过电压事故均由铁磁谐振引起。
铁磁谐振引起的过电压持续时间长，甚至可能长期存在。
在分频谐振时，一般过电压并不高，但是PT的电流大，易使PT过热而爆炸；基波和倍频谐振时，一般电流不大，但是过电压很高，常使设备绝缘损坏，造成恶性事故。
801消谐装置是我公司研制的新型智能化电力谐振消除装置，使用简单方便，无需维护，能迅速地消除各种频率的铁磁谐振,准确率高。
同时可根据用户需要将相关信息通过通信接口传给上级监控系统，适用于无人值守变电站。
2 功能及特点Ø适用于配电网各种电压等级。
Ø最多可监测四段母线。
Ø迅速消除三分频、二分频、工频以及三倍频等特征频率的铁磁谐振。
Ø能区分外部过电压、铁磁谐振和单相接地。
Ø采用大功率、无触点消谐元件，消谐迅速、可靠。
Ø提供一组无源报警节点。
Ø故障发生时，能显示故障报告（类型、时间、电压值和频率）。
Ø可配置通信接口将相关信息传给上级监控系统。
Ø保存十条最近发生的故障信息，失电后数据不丢失。
Ø硬件看门狗电路防止死机现象发生。
Ø具有完善的自检功能。
Ø人机接口操作简单方便，全中文菜单，显示信息丰富直观。
152mm 开孔图谐振的几种类型电力系统中的电容和电阻元件，一般可认为是线性参数。
PT铁磁谐振故障
PT铁磁谐振故障的处理和预防电力系统的故障除短路、接地、振荡以外，不可忽视的一个故障即为PT铁磁谐振，近年来，由于电力事业较快发展，各等级电压线路不断加长增多，PT 的数量亦随着增多，因铁磁谐振而烧毁的数量亦不断增加，所以PT的保护问题值得一提。
(１) 故障原因的产生：在电网中应用的PT，大多数无消谐装置，仅以熔丝保护，由于其固有特性，在系统参数突变，线路接地等因素诱发下，极易引起铁磁谐振过电压。
(２) 仪表反应：当PT发生铁磁谐振时，①常有三相电压同时升高，且不正常。
②如因接地诱发而谐振，除本级PT发出系统接地信号以外，上一电压等级PT因电压不平衡也会发出接地信号。
(３) 危害：PT发生铁磁谐振后，产生非工频过电压反馈到一次系统，破坏电压质量，增加损耗，产生干扰，更主要的是过电压击穿PT绝缘，使其烧毁。
(４) 故障处理：根据信号及仪表指示，正确判断PT谐振。
① 当三相电压同时升高很多，此时严禁使用刀闸切除PT，因此时过电压很高使用刀闸切除PT会造成三相弧光短路，烧坏刀闸，伤及人身，严重时，造成母线短路，烧毁母线。
② 考虑用上一级断路器切除PT。
③ 检查PT有无异常现象。
(５) 消谐方法：由于PT谐振现象由出现到产生高压时间很短，当运行人员判断延误时，可能将PT烧毁，所以必须实施自动保护且无时限，以限制吸收谐振过电压，从而保护PT，其保护吸收电路如附图所示：取R＝，Uｅ—为额定电压，Ｉｅ—为额定电流。
Ｓ击穿值为PT耐压允许值，尽量低一些。
保护原理：当PT发生谐振过电压后，间隙Ｓ击穿，由R将过电压限制在额定电压，从而保护PT。
该装置同时对PT因匝数多切换时产生的自感高压电势起到抑制作用，对雷电侵袭波起限幅作用；也可作为有消谐装置PT的后备保护，设备简单可靠，作用明显。
1 概述6～35kV中性点不接地电网中的电磁式电压互感器(以下简称PT)有二个相关问题需解决：a.PT的铁磁谐振产生的过电压常使设备内绝缘击穿、外绝缘放电，且常因事故处理不及时或事故扩大而造成大面积停电；b.电网中的弧光接地使PT频频烧毁。
浅谈变电站35kV母线PT烧坏原因及防范
浅谈变电站35kV母线PT烧坏原因及防范浅谈35kV变电站PT烧毁原因及防范摘要：文章阐述了电压互感器产生铁芯饱和谐振的原因。
结合实例分析了35kV变电站PT 烧坏原因，并讨论了防止PT烧坏的方法。
关键词：铁芯饱和谐振；电压互感器；烧毁；原因1、前言2013年9月，青海某35kV变电站当班值班人员发现监控电脑反映出接地信号，同时35kV I段母线电压显示异常，在向调度汇报情况后立即进行排查，发现高压室中浓烟滚滚，焦臭味向四周散发开来。
值班人员迅速将35kV I 段停电，负荷转35kV II段上，将35kV PT 手车退出时进行检查，发现三相保险熔断，三个单相接地Y0/Y0/△形式的电压互感器已被烧毁。
2、故障查找（1）在出现此次故障中，变电站的天气为晴天，可以排除雷电因素造成的铁磁谐振。
（2）此次PT发生烧坏现场，主要集中在一次高压部分，二次部分无损伤，可以排除二次短路或二次过载问题。
（3）产品质量问题：如果是产品质量问题，一次绕组有叠匝现象，树脂浇注有气孔缺陷，一次绕组的绝缘皮有击穿现象不会出现一次均匀烧毁。
（4）铁磁谐振问题：电压互感器是典型的非线性电感（铁芯线圈）元件，与电网线路对地电容形成铁磁谐振并联回路，也可能和其他电器设备的电容形成并联谐振回路，在一定的外界激发条件下，由于某种原因造成的中性点位移等，从而发生谐振，因此电压互感器的内部一次绕组不可避免地通过了很大的容性电流使电压互感器烧毁。
3、故障原因在中性点不接地系统实际运行中，PT一次高压保险熔断或PT自身烧毁的事故时有发生，影响PT正常工作，甚至扩大事故。
究其原因，则是PT绕组内产生的过电压。
由于普通的PT在过电压达到2.8倍时，就会发生铁心饱和发生谐振又产生过电压，引起PT绝缘击穿烧毁PT。
引起过电压的原因有二：一是当断路器对母线突然合闸时，母线PT一相（或两相）绕组内有可能产生巨大的涌流，出现磁饱和现象；二是运行中的电网雷电或其他原因造成单相接地故障消失时，PT健全相对地电容上的残余电荷将通过其绕组放电，出现瞬间磁饱和现象。
35kV系统谐振的处理
35kV系统谐振的处理第1条本站35kV系统为中性点不接地系统，如系统内发生接地、断线、操作等，都可能引起系统谐振。
第2条谐振的现象：1.三相相电压发生剧烈变化，有时出现一相降低二相升高，有时出现三相同时升高，线电压也发生指示升高。
有时三相电压不变化，但二相或三相电压升高，且主变“35KV电压回路断线”光字牌亮。
2.“35kV接地”光字牌可能亮。
3.发生谐振的电压互感器有响声。
4.谐振的设备有时出现振动现象。
第3条发生谐振的处理：1.当35kV系统发生谐振时，运行人员应根据本站的运行方式及时采取措施进行消除。
2.因接地引起谐振时,应立即拉开平时经常发生接地的线路断路器。
3.因检修、限电等拉开某一出线断路器而发生谐振时，应立即合上该断路器，然后汇报调度。
4.空载母线送电后发生谐振，应尽快送出一条分路，不得使电压互感器长时间在谐振下运行。
5.若双母解列运行，发生谐振时，应立即合上母联断路器，待谐振消失后，再拉开母联断路器。
第4条接地故障和铁磁谐振的判别：第5条金属性接地故障与电压互感器一相熔断，电压表针指示的区别（C相为例）：注：电压互感器二次保险熔断，“开口三角”无电压，即不发接地信号。
第六节系统低周波处理第1条当系统周波降至49.5周以下时，运行人员应密切注意负荷电流变化，随时听候调度指令。
第2条系统周波降至每秒49周时，如低周减载装置拒动或停运时，应手动拉开该轮应切除的断路器，并汇报调度。
第3条周波低至每秒47.5周或以下，值班人员应不待调度指令按“紧急事故拉路序位表”进行拉闸直至周波恢复到每秒48.5周以上，并汇报调度。
第4条当系统周波恢复到每秒49.5周以上应征得调度同意后，恢复掉闸或拉闸线路送电。
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35kV系统过电压的危害及解决
作者：佚名转贴自：电力安全论坛点击数：113 更新时间：2009-5-16
近几年，随着高耗能企业的迅速发展以及35KV室内开关柜的大量使用，使得电缆出线比例逐年增多，导致对地电容电流剧增。
由于35 kV系统单相接地引发的电缆爆炸愈来愈多，由此带来的经济损失和社会影响也越来越大。
仅就2003年以来乌兰察布电业局统计发现，由于35KV系统单相接地而引发的事故就10多起，有的造成全站停电，影响重要用户供电，有的造成电缆爆炸、开关柜烧毁和避雷器爆炸等。
原因分析
(一)谐振过电压
35kV系统为不接地系统，电网中存在大量星形接线的电压互感器，其一次绕组直接接地，成为电网对地电容电流、高次谐波电流的充放电途径，当线路接地时，电压互感器的铁心线圈相当于与非故障线路对接电容并联，构成了可能产生谐振的并联电路，由于相对地电压升高倍，有可能使得电压互感器的铁心出现饱和或接近饱和，阻抗变小，电路中出现容抗和阻抗相等的情况，从而产生了并联谐振，此时互感器一次侧的电流最大，这样有可能使电压互感器的高压侧熔断件熔断，或者烧坏电压互感器，以及电缆爆炸。
此种情况往往在变电所投产初期(线路出线回路少)不是很明显，但随着线路出线回路的增多(各回线路对地的等值电容量增大，容抗增大)出现谐振的情况较多。
另外由于35KV系统为室内开关柜，35KVPT接地点多，一般为4个接地点，这也为发生谐振过电压提供了条件。
(二)弧光接地过电压
正常情况下，35 kV中性点不接地系统发生单相接地，允许运行2h。
但为什么频繁地发生单相接地迅速发展成相间事故，使事故扩大化呢?原因之一是系统中个别设备存在绝缘薄弱点，另一个重要的原因是由于35 kV系统电容电流较大，接地电弧变得不能自熄而产生了较高倍数的弧光接地过电压，据国内外经验，弧光接地过电压最大可达3-5倍。
在单相接地事故中，通过弧光的电流乃是健全相对地电容电流的总和。
为了减小故障总电流，往往采用消弧线圈。
装设消弧线圈后，接地点残流不超过10 A，接地电弧便不能维持，会自行熄灭。
解决办法
(一)谐振过电压
a 优先选用励磁特性饱和点较高的抗谐振型电压互感器；
b 减少同一系统中电压互感器高压侧中性点接地数量，除电源侧电压互感器高压侧中性点接地外，其它电压互感器中性点尽可能不接地；
c 在电压互感器开口三角绕组装设二次消谐器或消谐电阻；
d 在电压互感器一次绕组中性点装设一次消谐器。
适当选择消弧线圈的脱谐度，避开电网谐振点。
(二)弧光接地过电压
a 装设消弧线圈
为保证接地电弧自熄，35 kV中性点不接地系统电容电流超过10 A时，一律应装设消弧线圈。
b 合理选择消弧线圈容量
消弧线圈的分头调整，不能仅仅依据理论计算值，应根据实测电容电流值来调整。
否则，由于计算误差大，造成消弧线圈发挥不了应有的作用，形同虚设；更为严重的是，有可能造成消弧线圈欠补偿，形成谐振过电压，从而产生负作用。
容性电流测试工作应定期开展，测试方法可采用外加电容法，简便有效，适合现场应用。
c 消弧线圈的选型
老式手动消弧线圈除需停电调分头，不能自动跟踪补偿电网电容电流等缺点外，脱谐度也很难保证在10％以内，其运行效果不能令人满意。
据国内外资料统计分析表明，采用老式手动消弧线圈补偿的电网，单相接地发展成相间短路的事故率在20％～40％之间，比采用自动跟踪补偿的电网高出3倍以上。
因此，新上消弧线圈应装设自动跟踪补偿的消弧线圈。
目前，自动消弧线圈有四大类：(1)用有载分接开关调节消弧线圈的分接头；(2)调节消弧线圈的铁心气隙；(3)直流助磁调节；(4)可控硅调节消弧线圈。
为保证老式手动消弧线圈充分发挥作用，克服固有的缺点，可分轻重缓急逐步改造成自动跟踪式。