常 征

(國網(wǎng)懷遠(yuǎn)縣供電公司， 安徽 懷遠(yuǎn) 233400)

3～35kV配電系統(tǒng)的電壓互感器(TV)在運(yùn)行中故障時(shí)有發(fā)生，常見的是TV一次繞組燒損和高壓熔斷器熔斷。它不僅影響電能表準(zhǔn)確計(jì)量，而且還容易造成保護(hù)裝置和安全自動(dòng)裝置誤動(dòng)作，嚴(yán)重危及配電系統(tǒng)的安全運(yùn)行，因此引起配電系統(tǒng)運(yùn)行人員的普遍重視，并探求解決辦法。

1 原因分析

TV的故障，究其原因是配電系統(tǒng)發(fā)生的單相接地故障消除時(shí)，對(duì)地電容放電的沖擊涌流引起的。其發(fā)生、發(fā)展的物理過程可用圖1所示的等值電路來描述。

圖1 配電系統(tǒng)單相接地時(shí)電流分布圖

如圖1,在中性點(diǎn)不接地的配電系統(tǒng)中，假定C相發(fā)生單相接地故障，其故障點(diǎn)“m”將流過非接地相對(duì)地電容Co的電流，而非接地的A、B相的電壓瞬時(shí)升到線電壓，其對(duì)地電容Co即充以與線電壓相應(yīng)的電荷，在接地故障期間，此電荷產(chǎn)生的電容電流，以接地點(diǎn)形成通路，在電源→導(dǎo)線→大地間流通。由于TV的激磁不變，阻抗很大，故其中流過的電流很小，然而，一旦接地故障被消除，這個(gè)電流通路就被切斷，而非接地相必須由線電壓瞬間恢復(fù)到正常的相電壓，由于接地故障已斷開，非接地相在接地期間已經(jīng)充電至線電壓下的電荷，就只能通過TV高壓繞組經(jīng)其原來接地的中性點(diǎn)進(jìn)入大地。在這一瞬變過程中，一則在TV的高壓繞組中，將流過一個(gè)很大的工頻沖擊電流，導(dǎo)致TV鐵芯嚴(yán)重飽和，激發(fā)諧振現(xiàn)象。二則出現(xiàn)短暫的非線性超低頻自由衰減諧振過程?？蓪?dǎo)致TV高壓繞組燒損，或高壓熔絲熔斷。

研究表明，當(dāng)配電系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障激發(fā)諧振時(shí)，中性點(diǎn)出現(xiàn)明顯的位移，相電壓發(fā)生變動(dòng)，而線電壓保持不變，所以可以判定諧振回路具有零序性質(zhì)。

應(yīng)指出，激發(fā)諧振的因素很多，限于篇幅，本文僅對(duì)經(jīng)常發(fā)生的單相接地故障進(jìn)行闡述。

2 防止故障的措施

為防止TV高壓繞組燒損和高壓熔絲熔斷，多年來根據(jù)試驗(yàn)研究，現(xiàn)場(chǎng)采用了一些措施，如①選用伏安特性好的TV，使其鐵芯不易飽和；②采用4TV法；③一次限流消諧法；④開口三角繞組短接消諧法(也稱二次消諧法)等。這些方法各有千秋，并不斷完善。本文介紹一種經(jīng)過改進(jìn)的TV一次繞組限流消諧法的應(yīng)用效果。

3 TV一次繞組限流消諧裝置

3.1 裝置安裝接線圖

裝置安裝的接線圖如圖2所示。它是在TV一次繞組的中性點(diǎn)接入阻尼電阻，可以消除諧振及抑制非諧振引起的TV熔絲熔斷。理想的阻尼電阻是在正常運(yùn)行狀態(tài)下，其阻值為零，不改變TV的零序回路，因此不會(huì)影響TV的測(cè)量精度，而在諧振發(fā)生時(shí)，其阻值趨于無窮大，相當(dāng)于TV一次繞組不接地，從而破壞零序諧振回路。實(shí)際上采用傳統(tǒng)的非線性阻尼電阻不可能達(dá)到理想狀態(tài)。因此有人研究出一種熱敏電阻，其原理是：當(dāng)發(fā)生諧振時(shí)，鐵芯飽和，TV一次繞組激磁電流增加，由于熱效應(yīng)，限流裝置快速呈現(xiàn)高阻值，起到阻尼作用，實(shí)現(xiàn)快速消諧。

圖2 裝置安裝接線圖

3.2 應(yīng)用效果

目前一次限流消諧裝置已在某些配電系統(tǒng)中安裝、運(yùn)行。圖3是某變電站安裝TV一次限流消諧裝置后記錄的波形圖。由圖3可見，TV發(fā)生諧振后，經(jīng)2.5s左右即可消除諧振。其效果是明顯的。

圖3 波形圖

4 結(jié)束語

在配電系統(tǒng)中，安裝TV一次繞組限流消諧裝置對(duì)消除諧振和非諧振引起的TV熔絲熔斷都有良好效果，關(guān)鍵是要正確選擇阻尼電阻的材料、阻值和容量等。