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220kV昭阳变电站发生过35kV电磁式电压互感器烧毁事故，从事故分析出发，分析了该事故发生的原因，其主要原因是单相接地谐振过电压，由此事故分析及理论分析和实验，对避免类似事故的发生提出了防范的措施及注意事项。
电压互感器 事故分析 防范措施
【中图分类号】U223.6文献标识码：B文章编号：1673-8005（2013）02-0025-02
1220kV昭阳变电站是主变中性点直接接地运行方式，35kV采用的是半绝缘电磁式电压互感器，型号为JDZXF71-35N，出厂日期2011.08，厂家：宁波三爱互感器有限公司。2012年5月9日00点35分220kV昭阳变35kVII母电压异常。现场检查发现站内监控后台机发35kVII母零序电压越限，线路有接地，35kVII母有很大放电声，当集控值班员遥控跳开4号电容器后，发现35kV母线有B相瞬间接地现象，随即转为A相永久接地。35kV电压互感器柜外观无损坏，打开柜门后，发现A相电压互感器靠B相侧有道裂缝并从裂缝口处流出黑色胶体，表面温度很高（与B.C相表面温度差别很大），B相电压互感器靠A相侧有油渍，C相电压互感器外观完好。35kV避雷器及放电计数器外观检查良好。检查母线及三相避雷器绝缘电阻均符合试验规程，无接地现象。
2原因分析：由于系统B相有接地，引起谐振，使母线A相、C相电压升高，导致A相电压互感器击穿。由于此电压互感器是半绝缘电磁型的，也是导致电压互感器击穿的重要原因。
2.1当系统发生单相接地时，故障点流过电容电流，未接地的两相相电压增高√3倍，这将严重影响线路和电气设备的安全运行（此时电压互感器的励磁阻抗很大，故流过的电流很小）。但是，一旦接地故障点消除，非接地相在故障期间已充的电荷只能通过电压互感器高压线圈经其自身的接地点接入大地。在这一瞬间电压突变过程中，电压互感器高压线圈的非接地两相的励磁电流就要突然增大，甚至饱和，由此构成相间串联谐振。由于接地电弧熄灭时间不同，故障点的切除就不一样。因此，不一定在每次出现单相接地故障时，电压互感器高压线圈中都要产生很大的激磁电流，其高压侧熔断器的情况也有所不同。
2.2电压互感器结构的影响。变电站现场运行着的电压互感器，既有三台单相电压互感器组，也有三芯五柱电压互感器，它们在谐振激发上是不同的。试验研究表明，单相电压互感器组的起振电压较芯相五柱电压互感器的低，也就是说，单相电压互感器组容易激发谐振。这主要是由于两者碰路结构的差异，造成零序阻抗不同所致。单相互感器组零序磁通的磁路和正序磁通的磁路一样，每相都有自己的闭合回路，因而零序阻抗等于正序阻抗。对三芯五柱电压互感器，由于零序磁通经过两个边往返回，所以其磁路长，而且铁芯截面小，因而其零序磁通磁阻较单相互感器组要大得多。由上所述，谐振是由于零序磁通造成的，三芯五柱互感器零序磁通遇到的磁阻大，谐振就不容易产生。由于磁路的差异，计算和测量这两类电压互感器零序阻抗时所用的电压是不同的。由于电网发生谐振时，作用在电压互感器上的电压是正序电压与零序谐振电压的叠加，对于三芯五柱互感器，零序电压接近于相电压，正序电压对零序电压阻抗影响不大，所以及取相电压下的相应感抗值。
3防范措施
综合以上的分析，防止铁磁谐振的措施，就是把諧振区域的范围尽可能缩小，或者设法躲开谐振区，可以从以下几方面进行：
3.1选择励磁特性好的电压互感器或改用电容式电压互感器。
3.2在三相电压互感器一次侧中性点串接单相电压互感器或在电压互感器二次开口三角处接入阻尼电阻。
3.3在母线上接入一定大小的电容器，使容抗（Xc）与感抗（XL）的比值小于0.01可避免谐振。
3.4系统中性点装设消弧线圈。
3.5采用自动调谐原理的接地补偿装置，通过过补、全补和欠补的运行方式，来较好地解决此类问题。
220kV昭阳变采取的处理措施是在互感器高压绕组中性点经零序电压互感器接地，即所谓“4PT”接法，属于破坏谐振条件（指单相接地）类消谐措施。
接线图如上图，是由三个单相全绝缘电磁式电压互感器和一个单相半绝缘电磁式电压互感器构成。其消谐原理是，当单相接地时，电压互感器的一次电压出现零序和正序电压，其正序电压施加在接成三相星形的主PT上，即主PT上的各相电压不发生变化，而零序电压（每相零序电压为电源相电压Uφ）则由三相主PT和零序电压互感器承担，由于三相主PT的零序绕组（开口角回路）短接，其零序阻抗很小，与零序电压互感器的阻抗相比可以忽略，如此，零序电压就几乎全部加在零序电压互感器上，即零序电压互感器有相电压产生，其二次侧有电压输出而发出接地报警。当接地消逝时，电容放电电流亦通过主PT一次绕组和零序PT一次绕组至地，由于零序PT的高阻抗及较大的直流电阻抑制了这个放电电流，不致引起互感器饱和而不发生谐振。同时，把原来的半绝缘的电磁式电压互感器换成全绝缘的电压互感器，这样就提高了它的绝缘性能，同时也降低了电压互感器被过电压击穿的可能性。
4结论
通过前面的讨论，我们知道在PT中性点串单相PT的方法，在线路单相接地时能够使PT各相绕组电压均能保持在正常相电压附近而不会饱和，从而很好地抑制铁磁谐振，降低PT一次侧电流，同时亦保持了接地指示装置对零序电压幅值和相位的灵敏度，其优点较为突出。昭阳变采取上述处理措施后，系统运行一切正常。
参考文献
[1]周和平.中性点绝缘系统消除电压互感器铁磁谐振的措施
[2]康栋才.中性点不接地电力系统中消谐器及其应用注意事项
电压互感器 事故分析 防范措施
【中图分类号】U223.6文献标识码：B文章编号：1673-8005（2013）02-0025-02
1220kV昭阳变电站是主变中性点直接接地运行方式，35kV采用的是半绝缘电磁式电压互感器，型号为JDZXF71-35N，出厂日期2011.08，厂家：宁波三爱互感器有限公司。2012年5月9日00点35分220kV昭阳变35kVII母电压异常。现场检查发现站内监控后台机发35kVII母零序电压越限，线路有接地，35kVII母有很大放电声，当集控值班员遥控跳开4号电容器后，发现35kV母线有B相瞬间接地现象，随即转为A相永久接地。35kV电压互感器柜外观无损坏，打开柜门后，发现A相电压互感器靠B相侧有道裂缝并从裂缝口处流出黑色胶体，表面温度很高（与B.C相表面温度差别很大），B相电压互感器靠A相侧有油渍，C相电压互感器外观完好。35kV避雷器及放电计数器外观检查良好。检查母线及三相避雷器绝缘电阻均符合试验规程，无接地现象。
2原因分析：由于系统B相有接地，引起谐振，使母线A相、C相电压升高，导致A相电压互感器击穿。由于此电压互感器是半绝缘电磁型的，也是导致电压互感器击穿的重要原因。
2.1当系统发生单相接地时，故障点流过电容电流，未接地的两相相电压增高√3倍，这将严重影响线路和电气设备的安全运行（此时电压互感器的励磁阻抗很大，故流过的电流很小）。但是，一旦接地故障点消除，非接地相在故障期间已充的电荷只能通过电压互感器高压线圈经其自身的接地点接入大地。在这一瞬间电压突变过程中，电压互感器高压线圈的非接地两相的励磁电流就要突然增大，甚至饱和，由此构成相间串联谐振。由于接地电弧熄灭时间不同，故障点的切除就不一样。因此，不一定在每次出现单相接地故障时，电压互感器高压线圈中都要产生很大的激磁电流，其高压侧熔断器的情况也有所不同。
2.2电压互感器结构的影响。变电站现场运行着的电压互感器，既有三台单相电压互感器组，也有三芯五柱电压互感器，它们在谐振激发上是不同的。试验研究表明，单相电压互感器组的起振电压较芯相五柱电压互感器的低，也就是说，单相电压互感器组容易激发谐振。这主要是由于两者碰路结构的差异，造成零序阻抗不同所致。单相互感器组零序磁通的磁路和正序磁通的磁路一样，每相都有自己的闭合回路，因而零序阻抗等于正序阻抗。对三芯五柱电压互感器，由于零序磁通经过两个边往返回，所以其磁路长，而且铁芯截面小，因而其零序磁通磁阻较单相互感器组要大得多。由上所述，谐振是由于零序磁通造成的，三芯五柱互感器零序磁通遇到的磁阻大，谐振就不容易产生。由于磁路的差异，计算和测量这两类电压互感器零序阻抗时所用的电压是不同的。由于电网发生谐振时，作用在电压互感器上的电压是正序电压与零序谐振电压的叠加，对于三芯五柱互感器，零序电压接近于相电压，正序电压对零序电压阻抗影响不大，所以及取相电压下的相应感抗值。
3防范措施
综合以上的分析，防止铁磁谐振的措施，就是把諧振区域的范围尽可能缩小，或者设法躲开谐振区，可以从以下几方面进行：
3.1选择励磁特性好的电压互感器或改用电容式电压互感器。
3.2在三相电压互感器一次侧中性点串接单相电压互感器或在电压互感器二次开口三角处接入阻尼电阻。
3.3在母线上接入一定大小的电容器，使容抗（Xc）与感抗（XL）的比值小于0.01可避免谐振。
3.4系统中性点装设消弧线圈。
3.5采用自动调谐原理的接地补偿装置，通过过补、全补和欠补的运行方式，来较好地解决此类问题。
220kV昭阳变采取的处理措施是在互感器高压绕组中性点经零序电压互感器接地，即所谓“4PT”接法，属于破坏谐振条件（指单相接地）类消谐措施。
接线图如上图，是由三个单相全绝缘电磁式电压互感器和一个单相半绝缘电磁式电压互感器构成。其消谐原理是，当单相接地时，电压互感器的一次电压出现零序和正序电压，其正序电压施加在接成三相星形的主PT上，即主PT上的各相电压不发生变化，而零序电压（每相零序电压为电源相电压Uφ）则由三相主PT和零序电压互感器承担，由于三相主PT的零序绕组（开口角回路）短接，其零序阻抗很小，与零序电压互感器的阻抗相比可以忽略，如此，零序电压就几乎全部加在零序电压互感器上，即零序电压互感器有相电压产生，其二次侧有电压输出而发出接地报警。当接地消逝时，电容放电电流亦通过主PT一次绕组和零序PT一次绕组至地，由于零序PT的高阻抗及较大的直流电阻抑制了这个放电电流，不致引起互感器饱和而不发生谐振。同时，把原来的半绝缘的电磁式电压互感器换成全绝缘的电压互感器，这样就提高了它的绝缘性能，同时也降低了电压互感器被过电压击穿的可能性。
4结论
通过前面的讨论，我们知道在PT中性点串单相PT的方法，在线路单相接地时能够使PT各相绕组电压均能保持在正常相电压附近而不会饱和，从而很好地抑制铁磁谐振，降低PT一次侧电流，同时亦保持了接地指示装置对零序电压幅值和相位的灵敏度，其优点较为突出。昭阳变采取上述处理措施后，系统运行一切正常。
参考文献
[1]周和平.中性点绝缘系统消除电压互感器铁磁谐振的措施
[2]康栋才.中性点不接地电力系统中消谐器及其应用注意事项