1、10（6） 35kV中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中Y0接線電磁式電壓互感器（簡(jiǎn)稱PT）中性點(diǎn)用消諧電阻器及附件的作用原理1、概述10（6）35kV電網(wǎng)是電力系統(tǒng)數(shù)量最多的配電網(wǎng)，在城市的電網(wǎng)建設(shè)初期以及向農(nóng)村供電的配電網(wǎng)，中性點(diǎn)大都不接地。這種中性點(diǎn)不接地方式的主要優(yōu)點(diǎn)是：當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障路線可以繼續(xù)運(yùn)行，供電可靠性高。不像中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)，發(fā)生單相接地會(huì)立即斷開故障線路。中性點(diǎn)不接地方式主要缺點(diǎn)是：過電壓水平較高，不能及時(shí)判斷故障線路等。好在這種電網(wǎng)電壓不高，增加設(shè)備絕緣的費(fèi)用占設(shè)備整體費(fèi)用比重不大，故我國(guó)的絕大部分配電網(wǎng)都采用中性點(diǎn)不接地或經(jīng)消弧線圈接地。因?yàn)殡娋W(wǎng)中性點(diǎn)不

2、接地，就沒有固定中性點(diǎn)及三相電位，則相對(duì)地電壓不穩(wěn)定。請(qǐng)注意，這里是指三相對(duì)地電壓，即相電壓，不是線電壓。中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)的三相線電壓仍是十分穩(wěn)定，線電壓是受電源電勢(shì)的控制，只隨負(fù)荷大小，變壓器分接開關(guān)調(diào)整稍有變化。而相電壓則變化很大。當(dāng)一相金屬性接地時(shí)，接地相電壓為零，健全相電壓升到原來的倍（穩(wěn)定值）。若三相對(duì)地電容不對(duì)稱（如局部斷線），則中性點(diǎn)電位會(huì)偏移。若發(fā)生諧振，則中性點(diǎn)電位有可能偏移出線電壓三角形的外面。但是金屬性單相接地時(shí)，電網(wǎng)是不會(huì)發(fā)生壓變鐵磁諧振的，因?yàn)榻拥叵嚯娢灰呀?jīng)固定在地電位，健全相電壓為線電壓所固定，線電壓是不會(huì)因諧振而改變的。故接地時(shí)，三相電壓都有各自的固定值。只有當(dāng)接

3、地消失后才會(huì)激發(fā)起壓變鐵磁諧振，諧振會(huì)導(dǎo)致三相相對(duì)地的電壓高低變化，頻率也呈多樣性。為什么這里要反復(fù)說明這種認(rèn)識(shí)，因?yàn)橛幸恍┈F(xiàn)場(chǎng)人員總認(rèn)為電網(wǎng)在接地時(shí)燒毀PT是諧振原因造成的。所以要反復(fù)說明，電網(wǎng)接地時(shí)是不會(huì)產(chǎn)生諧振的（不包括斷線接地），中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)產(chǎn)生鐵磁諧振除了PT飽和原因還有其他原因，例如：線路斷線，斷線相對(duì)地電容與配電變壓器會(huì)產(chǎn)生鐵磁諧振，這里我們重點(diǎn)介紹Y0接線PT電感引起的鐵磁諧振以及PT中性點(diǎn)用非線性電阻LXQ型消諧電阻器的消諧原理及其特點(diǎn)。2、中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中Y0接線PT引起鐵磁諧振的簡(jiǎn)單機(jī)理中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)含有PT的簡(jiǎn)單三相對(duì)地電路如圖1所示，中性點(diǎn)不接地的配電網(wǎng)中有主

4、變和眾多的配變，三相之間有很多金屬通道，但三相對(duì)地的金屬通道只有Y0接線PT，可見在電網(wǎng)的零序系統(tǒng)中，PT的電抗起主要作用。圖1 含有PT的簡(jiǎn)單三相對(duì)地電路 圖1中abc為三相對(duì)稱電勢(shì)，C0為相對(duì)地電容。La、Lb、Lc為PT勵(lì)磁電感，U0為中性點(diǎn)對(duì)地電壓。用戴維南定理簡(jiǎn)化圖1電路，先斷開PT回路（虛線所示），由于三相C0相等，三相電勢(shì)對(duì)稱，U0=0， 故端部電壓仍為abc。 而內(nèi)阻為3 C0，圖1三相電路圖的等值電路為圖2。 圖2 PT諧振的等值電路圖 從圖2等值圖可以明顯看出是LC串聯(lián)諧振回路。等值的3C0在零序回路中，故只會(huì)在零序回路內(nèi)產(chǎn)生諧振。當(dāng)La=Lb=Lc時(shí)，U0=0，三相對(duì)稱屬

5、于電網(wǎng)正常運(yùn)行。當(dāng)發(fā)生突然合閘、單相接地消失等激發(fā)條件時(shí)，使得某一相或兩相PT中勵(lì)磁電流急劇增大，鐵芯飽和，三相電感不等，即LaLbLc，就出現(xiàn)一定幅值的零序電壓U0有了U0后三相PT中產(chǎn)生零序電流i0，經(jīng)3C成 回路。當(dāng)PT中流過零序電流i，PT所反應(yīng)的阻抗為零序阻抗，設(shè)L0為PT三 圖3 零序電壓作用相并聯(lián)的等值零序電抗，R0為PT三相 下PT諧振等值電路并聯(lián)的等值電阻。圖2等值電路的諧振電路簡(jiǎn)化為圖3。當(dāng)3C0在某一頻率下，參數(shù)匹配恰當(dāng)，即發(fā)生諧振。諧振的頻率隨C0的大?。淳€路的長(zhǎng)短），依次發(fā)生高次（2、3次）、基波、分次（1/2、1/3次）諧振。也有相互疊加產(chǎn)生的，如基波含有分次的諧

6、振等。發(fā)生諧振時(shí)，三相對(duì)地電壓忽大忽小。通過PT的電流遠(yuǎn)大于勵(lì)磁電流，PT鐵芯發(fā)出嗡嗡響聲，時(shí)間稍長(zhǎng)，就有可能因電流大過熱而燒壞了PT。壓變飽和諧振時(shí)，過電壓幅值并不是很高，一般不會(huì)使其他設(shè)備絕緣受損（除非其他設(shè)備絕緣已經(jīng)有嚴(yán)重缺陷）。當(dāng)然PT燒壞時(shí)，若有電弧也會(huì)危及其他設(shè)備，將事故擴(kuò)大，此類事故也曾有報(bào)道。3、消除PT諧振的方法在電力行標(biāo)DL/T620-1997“交流電氣裝置的過電壓保護(hù)和絕緣配合”中提出了限制PT鐵磁諧振的措施有：1） 選用勵(lì)磁特性飽和點(diǎn)較高的電磁式電壓互感器。這一條要求PT鐵芯截面加大，PT成本提高，互感器廠家不會(huì)考慮，除非電力用戶特別定制。2） 減少同一系統(tǒng)中電壓互感器

7、中性點(diǎn)接地?cái)?shù)量，除電源側(cè)電壓互感器高壓繞組中性點(diǎn)接地外，其他電壓互感器中性點(diǎn)盡可能不接地。這一條由電網(wǎng)運(yùn)行所決定，只要有一組Y0 接線的PT都可能產(chǎn)生諧振。這里也要反復(fù)說明V形接線PT是不會(huì)因諧振而損壞的。若V形接線的PT損壞，則不要找諧振原因。3） 個(gè)別情況下，在10kV及以下母線上裝設(shè)中性點(diǎn)接地的星形接線電容組或用一段電纜代替架空線路以減少Xco。使Xco0.01Xm（xco= 1/C0，xm=Lm）。這一條更不現(xiàn)實(shí)。為了消諧增加一路出線，且電容器也不是很可靠的設(shè)備，它的事故發(fā)生率比電網(wǎng)發(fā)生諧振還高。4） 在互感器開口三角形繞組裝設(shè)R0.4（Xm/K132）的電阻（K13為互感器一次繞組與

8、開口三角繞組的變比）或裝設(shè)其它專門消除此類鐵磁諧振的裝置。5） 10kV及以下互感器高壓繞組中性點(diǎn)經(jīng)Rpn0.06Xm.（容量大于600W）的電阻接地。前三項(xiàng)都不是現(xiàn)實(shí)的方案，后兩項(xiàng)是采用電阻阻尼的方案。只是電阻進(jìn)入諧振回路的方式不同，第四項(xiàng)是并聯(lián)進(jìn)入，第五項(xiàng)是串聯(lián)進(jìn)入。3.1 諧振回路串入阻尼電阻的作用在圖3的等值電路中R0是PT本身的電阻。理論計(jì)算及試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)給定PT的勵(lì)磁曲線及電源電壓Em確定時(shí)，外接一個(gè)電阻R，當(dāng)外接電阻R與PT本身電阻R0之和R0=（R0+R）大于某一個(gè)臨界值時(shí)，在一切電容值下均不發(fā)生諧振。為了便于工程應(yīng)用，設(shè)PT磁化曲線為PT在額定電壓Ux=U下的交流電抗Xm=Lm

9、。臨界值R0的值與Lm值有關(guān)，R0/Lm0.035時(shí)，不會(huì)發(fā)生基波諧振，當(dāng)R0/Lm0.056時(shí)，不會(huì)發(fā)生分頻諧振。為方便計(jì)算，標(biāo)準(zhǔn)提出的第五項(xiàng)方案中，PT中性點(diǎn)串入的電阻Rpn0.06Xm（即Lm），PT就不會(huì)發(fā)生諧振。從阻尼的效果來看，串入電阻R0是越大越阻尼。串入式的阻尼電阻是“長(zhǎng)接式”，即不管PT是否諧振，電阻總是串入在零序回路中。3.2 諧振回路并入阻尼電阻的作用阻尼電阻R0也可以通過并入的方法進(jìn)入諧振回路。即通過PT剩余電壓繞組開口三角兩端，并入一個(gè)電阻r，此電阻通過電磁耦合到PT一次繞組側(cè)為R1。如圖4所示。R1= K132r，K13為PT一次繞組與開口三角繞組間的變比。R1是與

10、PT電抗相并聯(lián)，可以將并聯(lián)R1與X1等值為串聯(lián)的R2與X2，如圖5所示。作者推算它們之間的關(guān)系為R2=R1X1/（R1+ X1）、X2=X1R1/（R1+ X1）。從關(guān)系式中可以看出，R1在分母是平方，故R2與R1成反比，即要串聯(lián)回路的電 圖4 阻尼電阻并聯(lián)入PT諧振回路阻R2大， 則要求并聯(lián)回路的電阻R1小。因此，連接在PT開口三角兩端的電阻r越小阻尼效果越好。故標(biāo)準(zhǔn)提出的第四項(xiàng)方案，R0.4（Xm/ K13）。市場(chǎng)上的微電腦消諧器的原理，就是采用檢測(cè)到發(fā)生諧振訊號(hào)后，短路PT開口三角兩端（此時(shí)電阻最?。﹣硐齈T引起的諧振。并入式阻尼電阻是“短接式”，即PT不諧振，電阻不接入，當(dāng)認(rèn)為發(fā)生諧

11、振時(shí)，短路接入。 圖5 電阻與電抗并聯(lián)電路可等值為串聯(lián)電路4、比較兩種消諧方式的優(yōu)缺點(diǎn)4.1 PT飽和引起的鐵磁諧振，無論串聯(lián)（一次側(cè)）方式還是并聯(lián)（二次側(cè)）方式，都能有效消除諧振。但是中性點(diǎn)不接地的電網(wǎng)發(fā)生鐵磁諧振，不只是PT飽和所致，還有其他原因也會(huì)引起諧振，較為常見的還有線路斷線引起的諧振。這種諧振與PT無關(guān)。如果此種情況下產(chǎn)生的諧振，采用并聯(lián)方式，即長(zhǎng)期短路PT開口三角兩端，則很快將PT燒毀。而串聯(lián)在一次繞組中的消諧電阻，能減小通過PT的電流，因而保護(hù)PT少受燒壞。大量的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)也證明這一點(diǎn)。目前市場(chǎng)上的微電腦消諧器是不能分辨是否是PT飽和引起的諧振還是其他原因引起的諧振。只有能分辨諧

12、振不是PT引起的微電腦消諧器才能克服這種并聯(lián)電阻方式所帶來的缺點(diǎn)。4.2 中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)在接地消失時(shí)，常常有最高幅值達(dá)數(shù)安培的工頻半波涌流通過PT。這是電網(wǎng)對(duì)地電容聚集的電荷通過PT一次繞組充放電所形成的過渡過程。如果保護(hù)PT的高壓熔斷器為0.5A，有可能將0.5A熔斷器熔絲熔斷。這也是在電網(wǎng)中常見的一種異?，F(xiàn)象。采用PT一次繞組串入消諧電阻后，這種涌流被有效抑制，高壓熔絲不再因?yàn)榻拥叵Мa(chǎn)生的涌流而熔斷。而開口三角兩端并入電阻，只會(huì)增加涌流，不會(huì)減少涌流。這是并聯(lián)電阻方式消諧器不具有的功能。4.3 PT一次繞組中性點(diǎn)串入消諧器電阻后會(huì)增加PT二次側(cè)三次諧波電壓。這是因?yàn)镻T一次繞組的勵(lì)磁電

13、流中含有一定的三次諧波分量。三相對(duì)稱系統(tǒng)中，三次諧波電流是零序方向，即三個(gè)PT中的三次諧波電流是同一個(gè)方向，都流過PT一次繞組中性點(diǎn)與地之間的消諧電阻器，必然在消諧電阻上產(chǎn)生三次諧波電壓。此電壓反映在開口三角兩端，會(huì)使得開口三角兩端電壓升高（約510V）。在開口三角兩端并聯(lián)電阻的方式不會(huì)發(fā)生此現(xiàn)象。這種增加三次諧波電壓的缺點(diǎn)，本公司通過在開三角兩端加裝一個(gè)附件，很好地解決了這一難題，且附件還能提供其他有用的功能。4.4 PT一次繞組的尾端（X端）絕緣為低壓等級(jí)時(shí)，當(dāng)流過串聯(lián)的消諧電阻電流較大時(shí)，例如雷擊時(shí)，有可能損壞低壓等級(jí)PT的X端絕緣。并聯(lián)在開口三角的兩端的消諧電阻，不存在此問題。本公司生

14、產(chǎn)的帶“D”型的電阻型消諧器，解決了此類難題，且很好地應(yīng)用在35kV電壓等級(jí)PT，因?yàn)?5kV電壓等級(jí)的PT的尾部大都是弱絕緣的，多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明是有效的。5、LXQ型及LXQ（D）型消諧電阻及其附件的特點(diǎn)5.1 LXQ型及LXQ（D）型消諧電阻器是串聯(lián)在PT一次繞組中性點(diǎn)回路的阻尼電阻。根據(jù)串聯(lián)消諧電阻值Rp0.06Xm的要求。本公司按下列方法配制阻尼電阻值：以我國(guó)大多數(shù)PT在額定線電壓下的勵(lì)磁電流Im在10mA（峰值/）左右為基值，所配非線性電阻的基準(zhǔn)阻值為10 mA（峰值/）電流時(shí)，電阻上壓降6%PT的額定電壓。以LXQ-10型消諧電阻器為例，該電阻在10mA（峰值/）時(shí)的電壓值為80

15、01000V（見產(chǎn)品說明書附表1電阻器交流電氣參數(shù)）。如果電阻器所配PT的Im為10mA，則LXQ-10型電阻器的電阻值在10mA時(shí)是所配PT Xm的（810）%，符合R6%Xm的要求。因?yàn)镻T的勵(lì)磁特性是非線性的,LXQ型電阻器的電阻也是非線性。電阻型的非線性系數(shù)稍大于PT勵(lì)磁特性非線性系數(shù)，故的所有勵(lì)磁電流下的阻值都符合要求。5.2 對(duì)于一次繞組X端為低絕緣PT，LXQ（D）型采用部分電阻并聯(lián)放電間隙的方法，即較大沖擊電流（如雷擊時(shí)）通過電阻時(shí)，放電間隙短接部分電阻，使電阻上的電壓不危及PT的X端低絕緣。沖擊電流過后，電阻自動(dòng)恢復(fù)高阻狀態(tài)。因此一次繞組X端為低絕緣PT，請(qǐng)選LXQ（D）型消

16、諧電阻器，該型號(hào)中（D）代表X端為低壓絕緣PT。電力行標(biāo)消諧措施中第五項(xiàng)，只提到10kV及以下電壓等級(jí)PT，是因?yàn)?0kV以上PT的X端絕緣都是低絕緣，故擔(dān)心此方法損壞PT X端的絕緣。其實(shí)10kV PT也有X端為低絕緣的，LXQ（D）型采用部分電阻并聯(lián)放電間隙后，已不再發(fā)生雷擊時(shí)損壞X端低絕緣的PT事件。（以前曾在云南昆明發(fā)生一次雷擊35kV PT的X端低絕緣損壞事例。）5.3 由于PT一次繞組勵(lì)磁電流中會(huì)有一定量的三次諧波電流，以及三相PT的勵(lì)磁特性有差別，則會(huì)在PT開口三角兩端產(chǎn)生一定的基波電壓及三次諧波電壓，造成開口三角電壓升高。如三次諧波電壓及不平衡基波電壓足夠大時(shí)將造成PT中性點(diǎn)偏

17、移，三相電壓不平衡以及開口三角電壓太高等現(xiàn)象。LXQ-F型電壓限制及短路報(bào)警器是安裝在PT開口三角兩端的附件，它起限制PT開三角因一次繞組安裝消諧電阻器所產(chǎn)生的附加電壓，限壓裝置是采用一個(gè)合適的低阻值電阻。在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，讓三次諧波電流及不平衡基波電流流過低阻值電阻構(gòu)成的零序回路。可以將開口三角兩端電壓降低到原值的十分之一以下（小于1V），當(dāng)電網(wǎng)因其它原因有較高的零序電壓時(shí)（例如單相接地），該電阻的阻值迅速增大，不影響PT正常的檢測(cè)。LXQ型的附件解決了長(zhǎng)期困擾的開口三角兩端電壓偏高的問題。新的附件還具有短路報(bào)警功能，此功能在第7節(jié)詳細(xì)介紹。6、安裝在PT一次繞組中性點(diǎn)消諧電阻是否對(duì)PT的計(jì)

18、量及絕緣監(jiān)測(cè)有影響6.1 所有的計(jì)量的電壓回路都是接在PT的三相線電壓上。即PT的正序回路中，而電網(wǎng)三相線電壓是由變壓器的端電壓所決定，無論電網(wǎng)在單相接地還是諧振，三相線電壓是不變的。因此連接PT二次側(cè)三相線電壓上的計(jì)量值由電網(wǎng)的正序電壓決定的。連接在PT中性點(diǎn)回路的消諧電阻是PT的零序回路，故對(duì)計(jì)量電壓回路沒有影響。6.2 由于消諧電阻在PT的零序回路，故單相接地時(shí)，消諧電阻R值要影響PT零序電壓的測(cè)量，但影響的值很小?，F(xiàn)作以下分析：?jiǎn)蜗嘟拥貢r(shí)，三相PT中接地相PT被短路，因此接地相PT勵(lì)磁電流為零，兩健全相PT升到線電壓，兩健全相PT的勵(lì)磁電流Im要通過R，但兩健全相的Im相角差60，其矢

19、量和為Im。則R上電壓UR=ImR，而Im= U/L，則UR=3RU/L。在零序回路UL= U，開口三角形繞組電壓U%，若R/L=0.1 則U%=95.4%，若 R/L=0.06則U%=98.4%。即開口三角繞組兩端電壓比不串R時(shí)電壓下降（25）%，若不串時(shí)為100V，串R為（9598）V，這種影響是可以接受的。6.3 LXQ型及LXQ（D）型消諧電阻器的熱容量大于運(yùn)行中所需的600W的要求（說明書中注明800W），型消諧器可2小時(shí)通過100mA（有效值），10min通過500mA（有效值）。只要PT不損壞，型消諧器是不會(huì)因自身熱容量不夠而損壞的。當(dāng)然，如果PT因自身質(zhì)量問題，內(nèi)部短路，電網(wǎng)相

20、電壓直接作用在消諧電阻上，消諧電阻是承受不了的，如果PT因自身接線錯(cuò)誤，如將開口三角接成閉口三角。在長(zhǎng)期單相接地條件下，三相PT燒壞，消諧電阻器就會(huì)損壞。（所謂損壞是指電阻器的阻值已偏離要求值的范圍，并非電阻器本體斷裂等外形損壞。）7、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)7.1 PT開三角結(jié)成閉口三角，在發(fā)生永久性接地后燒損多相PT。7.1.1 概述近年，多次出現(xiàn)這樣一種惡性燒毀PT的事故：在10kV電網(wǎng)發(fā)生單相接地一段時(shí)間后（約30分鐘），同時(shí)燒毀三臺(tái)單相組成的YN，yn， 接線PT，有的不僅燒毀多相PT，還由此引起母線短路，燒毀其他重要設(shè)備（2002年9月5日山東威海局所屬長(zhǎng)峰變電站）。由于燒毀的PT上安裝了本公司生

21、產(chǎn)的LXQ型消諧器，用戶在沒有明白事故的原因之前，誤認(rèn)為是PT諧振引起的，而責(zé)怪消諧電阻器不起消諧作用，當(dāng)本公司告之這類事故的真實(shí)原因，用戶按照告之的方法找到事故的起因，而致謝本公司的幫助，也有用戶因種種原因仍懷疑有諧振，為此，公司技術(shù)服務(wù)部將此類事故曾出現(xiàn)的事例，試驗(yàn)室所做的試驗(yàn)數(shù)據(jù)以及結(jié)果分析整理如下。7.1.2 發(fā)生在南京局所屬江東門變電站10kV母線上的實(shí)例：該站10kV母線上安裝PT由三臺(tái)JDZJ-10型組成，PT高壓繞組中性點(diǎn)裝有本公司生產(chǎn)的LXQ-10型消諧器。1998年7月，該站10kV電網(wǎng)發(fā)生永久性接地，接地后約30分鐘同時(shí)將兩健全相PT高壓繞組絕緣燒穿，接地一相繞組內(nèi)部短路

22、，所接消諧電阻亦過熱損壞，兩相絕緣燒穿的PT高壓熔絲熔斷（0.5A熔絲）。接地故障消失后，更換已損壞的PT、熔絲、消諧電阻，繼續(xù)運(yùn)行。兩個(gè)月后，該站10kV電網(wǎng)又發(fā)生單相永久性接地，又出現(xiàn)同樣的燒毀三相PT的事件。由于重復(fù)發(fā)生相同事件，當(dāng)時(shí)又找不到合理的原因，故決定在國(guó)慶節(jié)期間，在該站10kV電網(wǎng)作人工接地試驗(yàn)，實(shí)測(cè)PT中的電流分布，尋找燒毀的原因。為此，南京局的繼保人員仔細(xì)檢查了該組PT的二次線路，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：該組PT的剩余電壓繞組開口三角兩端的線路中存在兩點(diǎn)接地的錯(cuò)誤接線，即PT開口三角兩端aD點(diǎn)及xD點(diǎn)，在PT柜已將xD端接地，開口兩端出線引到其他保護(hù)柜后，若重復(fù)接地只能將xD引線接地，而

23、該組PT卻錯(cuò)誤地將aD線接地，這樣，將PT開口三角繞組變成了閉口三角繞組。PT開口三角變成閉口三角后，在電網(wǎng)正常運(yùn)行和單相接地時(shí)，繞組中電流有何種變化？雖然沒有在事故現(xiàn)場(chǎng)做試驗(yàn)，但本公司在模擬的10kV電網(wǎng)中做了真實(shí)的試驗(yàn)，得到完整的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。7.1.3 10kV模擬電網(wǎng)人工接地試驗(yàn)：本公司有一套為消弧線圈調(diào)試用的三相10kV模擬電網(wǎng)，由10.5/0.4kV 250 kVA三相配電變壓器提供10.5kV三相電壓，電網(wǎng)對(duì)地電容為10kV移相電容器，PT為蘇州互感器廠生產(chǎn)的JZDJ-10型，模擬電網(wǎng)可以作人工永久性接地試驗(yàn)，三相PT的測(cè)量接線如圖6所示。圖6 PT在三相10kV電網(wǎng)中的測(cè)量接線電網(wǎng)

24、及PT狀況分4種，測(cè)量數(shù)據(jù)列于表1。表1 PT中電流分布序電網(wǎng)消諧電阻K3I1（mA）I2（mA）I3（mA）I4（mA）I5（A）U0(V)正常（K1斷開）未接（K2閉合）斷開1.21.31.20.801.6閉合6.16.26.116.31.00正常（K1斷開）接入（K2斷開）斷開1.21.31.20.805.6閉合1.21.31.20.20.050接地（K1閉合）未接（K2閉合）斷開0.36.06.010.50100閉合400415410115075800接地（K1閉合）接入（K2斷開）斷開0.36.06.010.5095閉合170180175524300從表1所測(cè)數(shù)據(jù)可以看出： 當(dāng)K1斷

25、開，即電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，從序及序中數(shù)據(jù)可以看到，在K3閉合，即剩余電壓繞組的兩端被短路時(shí)，高壓繞組中最大電流僅為6mA，剩余電壓繞組中最大電流為1A。所占容量每臺(tái)為36VA，小于PT的0.5級(jí)40VA的容量，因此在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，PT開口三角兩端短路，此時(shí)PT零序阻抗已下降很多，因?yàn)殡娋W(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)的零序電壓很小，一般不超過電網(wǎng)相電壓的3%（180V），故高壓繞組中性點(diǎn)在沒有接消諧電阻的情況下，電流有所增加，但仍可長(zhǎng)期運(yùn)行。這就是為什么在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，PT剩余電壓繞組已短路也沒有發(fā)現(xiàn)的原因。當(dāng)PT高壓繞組接入了消諧電阻器，K3閉合及斷開，高壓繞組中電流沒有變化。 在PT安裝了消諧電阻器后，電網(wǎng)正

26、常運(yùn)行時(shí)，在開口兩端一般都會(huì)有數(shù)伏電壓，如序中K3斷開時(shí)有5.6V電壓，用戶可以用萬用表測(cè)量開口兩端電壓，若發(fā)現(xiàn)很低1V，則要考慮剩余電壓繞組的接線是否被短路。利用此特征，可以早期發(fā)現(xiàn)PT開口三角短路的潛在故障。（注：若二次側(cè)裝短路消諧的消諧器，該消諧器工頻動(dòng)作電壓低也會(huì)在電網(wǎng)接地時(shí)動(dòng)作，此缺陷需要其他方法檢查，見6.1.5.1。） 在K1閉合，即電網(wǎng)單相接地的情況下，若K3也閉合，即剩余電壓繞組開口兩端短路，則PT三相高壓繞組中電流都增大到（170180）mA（接有消諧電阻）及（400415）mA（未接消諧電阻），剩余電壓繞組中電流增大到30A（接有消諧電阻）及（7580）A（未接消諧電阻）

27、，通過消諧電阻的電流也高達(dá)524mA，見序、序。此時(shí)PT負(fù)載達(dá)到?jīng)]臺(tái)1000VA及2400VA，是P.T最大容量300VA的3.3倍及8倍。 由于PT高壓繞組的保護(hù)熔絲為0.5A（有的將高壓熔絲增大到2A），雖然高壓繞組中電流達(dá)到（0.20.4）A，仍低于高壓保護(hù)熔絲的熔斷電流，而PT剩余電壓繞組回路中沒有熔絲保護(hù)。因此PT高低壓繞組只有任其加熱，當(dāng)電網(wǎng)接地持續(xù)一段時(shí)間后，PT高、低壓繞組的絕緣層逐漸燒損，以至短路，電流更加增大，健全相PT將主絕緣燒穿，變成相間短路，高壓熔絲熔斷。接地相PT剩余電壓繞組有數(shù)十安培電流，亦會(huì)過熱燒毀，因接地相沒有電壓，故絕緣不會(huì)燒穿。這就是為什么在電網(wǎng)單相接地時(shí)

28、，同時(shí)燒毀三相P.T的真正原因。 PT接線由Y0/Y0/接線變成Y0/Y0/接線后，PT的零序阻抗由具有很高阻值的勵(lì)磁阻抗變成低值的漏磁阻抗，在幅值為相電壓的零序電壓下，通過高壓繞組及輔助繞組的電流增大了（200400）倍，遠(yuǎn)大于PT所能承受的過載能力，此時(shí)卻又得不到及時(shí)的保護(hù)，只有在故障發(fā)展到燒毀設(shè)備時(shí)，才會(huì)終止。7.1.4 電網(wǎng)接地?zé)龤Ф嘞郟T決不是諧振所致：有的用戶以現(xiàn)場(chǎng)很難查找原因?yàn)橛?，總認(rèn)為燒毀PT就是諧振所致。這是不明白諧振存在的條件，要知道，電網(wǎng)單相穩(wěn)定接地期間，是不會(huì)產(chǎn)生PT鐵磁諧振。因此此時(shí)電網(wǎng)已經(jīng)有一點(diǎn)固定的地電位。健全相的電壓被強(qiáng)大的電源電勢(shì)所固定，三相對(duì)地電壓不會(huì)變化。

29、要產(chǎn)生諧振，必須是接地消失后，三相對(duì)地電壓沒有固定的電位。如果發(fā)生了電網(wǎng)接地時(shí)三相PT燒毀事件，而不去檢查PT輔助開口兩端存在的隱患，當(dāng)再次發(fā)生電網(wǎng)接地時(shí)，還要重復(fù)燒毀多相PT。根據(jù)用戶的反映，單相接地時(shí)同時(shí)燒毀三相PT的事故在江蘇10kV電網(wǎng)已有10余次，35kV電網(wǎng)有2次；山東10kV電網(wǎng)也有多次，其中威海1次還造成母線事故。天水長(zhǎng)城廠反映，貴州安順供電局一個(gè)10kV電網(wǎng)在2003年912月，連續(xù)三次燒毀三相PT，該電網(wǎng)中性點(diǎn)是經(jīng)消弧線圈接地，故PT沒有裝消諧器，酒泉鋼廠總降在2003年一次，都是三相PT同時(shí)燒毀，這些都是同一原因所造成的。7.1.5 檢查方法及建議7.1.5.1 PT剩余

30、繞組開口兩端被短路有兩種可能，一種是開口兩端點(diǎn)都接地；另一種是剩余繞組開口兩端裝有短路消諧的消諧器，此消諧器工頻動(dòng)作電壓偏低，在工頻100V左右即啟動(dòng)短路，為檢查裝有這種消諧器的工頻啟動(dòng)電壓是否偏低，就需要在PT柜輔助繞組的aD及xD之間施加一個(gè)工頻110V的電壓（注意，實(shí)驗(yàn)時(shí)需將PT高壓熔絲取下），若外施電源的電流很小，則說明消諧器工頻動(dòng)作電壓大于110V，若外施電源中的電流很大（安培級(jí)），則說明消諧器工頻動(dòng)作電壓偏低，會(huì)在電網(wǎng)單相接地時(shí)誤動(dòng)，要拆除這種二次側(cè)消諧器或?qū)⒐ゎl動(dòng)作電壓提高到150V以上。本公司生產(chǎn)的BXQ-型電子式消諧器是不會(huì)發(fā)生詞類故障的，因?yàn)樵搩x器中裝有一個(gè)測(cè)量短路及電流的

31、分析元件。如果短路及電流不衰減，儀器不會(huì)反復(fù)短路。7.2 雷擊時(shí)PT多相熔絲熔斷的原因分析。7.2.1 概述：在1035kV中性點(diǎn)不接地的電網(wǎng)中，但電網(wǎng)發(fā)生單相接地，在接地消失瞬間，Y0接線的電磁式電壓互感器一次繞組會(huì)出現(xiàn)數(shù)安培幅值的半波涌流，以接地相的涌流最高，常常將接地相壓變0.5A高壓熔絲熔斷。當(dāng)壓變中性點(diǎn)經(jīng)消諧電阻接地后，這種涌流被有效地限制。因此，電網(wǎng)中因接地消失而導(dǎo)致壓變高壓?jiǎn)蜗嗳劢z熔斷的現(xiàn)象，明顯得到改善。但是，另一種現(xiàn)象卻仍然發(fā)生，即在雷擊時(shí)，電網(wǎng)并未接地，在農(nóng)村變電站發(fā)生壓變多相高壓熔絲熔斷現(xiàn)象，雖然此時(shí)在壓變中性點(diǎn)已裝有消諧電阻，也仍然發(fā)生。最為嚴(yán)重的一次是1998年3月2

32、0日前后，江蘇省沿江地區(qū)降大雪，卻出現(xiàn)罕見的強(qiáng)烈雷暴天氣。因降雪天寒，架空導(dǎo)線上積雪結(jié)冰，導(dǎo)線變粗，當(dāng)天空發(fā)生閃電時(shí)，其實(shí)這種閃電并未擊中導(dǎo)線，而是云間或云對(duì)地閃擊，處在空曠地面的農(nóng)村變電站母線上的壓變，頻繁發(fā)生三相或兩相高壓熔絲熔斷現(xiàn)象，有的變電站一天內(nèi)近10相次熔斷，全省有數(shù)百相次1035kV壓變?nèi)劢z熔斷。壓變一次繞組有的已裝有消諧電阻。最近泰州姜堰供電局所屬變電站，在2003年7月，又發(fā)生在雷雨天10kV三相壓變?nèi)劢z熔斷的現(xiàn)象，事后檢查，壓變中性點(diǎn)所接消諧電阻正常，壓變中性點(diǎn)絕緣正常。三相壓變的伏安特性在正常范圍，更換高壓熔絲后，壓變恢復(fù)正常運(yùn)行。雷擊時(shí)多相熔絲熔斷的原因何在？如何解決這

33、類問題？只有在查清雷擊時(shí)，通過高壓熔絲的電流，明白此電流導(dǎo)致高壓熔絲熔斷的機(jī)理，才會(huì)有針對(duì)性的辦法。7.2.2 電磁式電壓互感器一次繞組等值電路：電磁式電壓互感器實(shí)際上就是一臺(tái)微型高壓電力變壓器。變壓器在沖擊電壓下等值電路如圖7所示。 圖7 電磁式壓變?cè)跊_擊電壓作用下的等值電路一次繞組的分布參數(shù)含有電感L0dx，縱向電容K0/dx，對(duì)地電容C0dx，在沖擊電壓作用下，當(dāng)波頭時(shí)間較小時(shí)L0dx呈現(xiàn)的電抗值很大，電流不通過電感，等值電路中電容可簡(jiǎn)化為一個(gè)入口電容。將圖7再簡(jiǎn)化為圖8的等值簡(jiǎn)化電路。從圖8中可以看出，流過高壓熔絲的沖擊電流i=iC+iL，iC直接入地，不通過R，而R是串聯(lián)在壓變尾端，只對(duì)iL值起限制作用，對(duì)iC值不起作用。7.2.3 雷云閃電時(shí)，壓變多相高壓熔絲熔斷的原因分析。1035kV架空線路，