10kV配電系統(tǒng)不宜選用半絕緣電壓互感器

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在10 kV配電網(wǎng)絡(luò)中為了電壓的測量、電能的計(jì)量和保護(hù)的需要，都要安裝電壓互感器獲取電壓的量值。電壓互感器按其運(yùn)行承受的電壓不同，可分為半絕緣和全絕緣電壓互感器。半絕緣電壓互感器在正常運(yùn)行中只承受相電壓，全絕緣電壓互感器運(yùn)行中可以承受線電壓。隨著配電電網(wǎng)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)大，導(dǎo)線截面增大，大量采用電纜提高絕緣水平，使中性點(diǎn)不接地配電系統(tǒng)的電容電流不斷增大，電壓互感器的故障增多。在對運(yùn)行實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的問題分析后認(rèn)為，選用不同電壓等級的電壓互感器，對抗諧措施的實(shí)施、設(shè)備的安全運(yùn)行等有不同的影響，主要反映在以下方面。

   (1) 接線方式不同。半絕緣電壓互感器高壓N極必須直接接地運(yùn)行，在配電系統(tǒng)中變電站、開閉站、高壓用戶終端等需要安裝電壓互感器，諸多的半絕緣電壓互感器的并聯(lián)運(yùn)行，在系統(tǒng)稍有不對稱時(shí)，很容易激發(fā)形成高幅值的鐵磁諧振過電壓，并聯(lián)數(shù)越多越容易發(fā)生；全絕緣電壓互感器可以直接接地運(yùn)行，也可以間接(接電阻、零序壓變等)接地運(yùn)行，還可以V形接線不接地運(yùn)行。

   (2) 防諧措施不同。半絕緣電壓互感器采用二次開口三角繞組上加裝專用消諧器，或并聯(lián)燈泡，或并聯(lián)電阻抗諧振；全絕緣電壓互感器除了可以采取上述措施外，還可以在高壓中性點(diǎn)串聯(lián)電阻消諧。全絕緣電壓互感器由于正常運(yùn)行處于降壓運(yùn)行狀態(tài)，勵(lì)磁性能比較好。有效防止壓變鐵磁諧振過電壓，必須多管齊下、多種措施并用才能奏效。

   (3) 單相接地承受的電壓不同。半絕緣電壓互感器在系統(tǒng)單相接地時(shí)，需要承受線電壓的沖擊，一般運(yùn)行不得超過2 h，長期運(yùn)行可能造成擊穿故障；全絕緣電壓互感器在系統(tǒng)單相接地時(shí)，承受的是額定電壓。

   (4) 安全運(yùn)行的效果不同。我局的10多個(gè)35 kV變電站在20世紀(jì)80年代末90年代初，對全絕緣電壓互感器采取二次開口三角繞組上并聯(lián)500 W燈泡，中性點(diǎn)串接ZG11-250-11k-I電阻的消諧振措施，10多年來偶然發(fā)生過壓變?nèi)劢z熔斷故障，并且大多是電阻損壞或斷線等原因引起的。但是我局近年來新建的幾個(gè)110 kV變電站，采用半絕緣電壓互感器運(yùn)行狀況不好，故障不斷。例如，110 kV石門變電站2001年9月投產(chǎn)至2003年7月間共發(fā)生單相、二相、三相熔絲熔斷26次，110 kV烏鎮(zhèn)變電站2001年7月至2003年9月間共發(fā)生單相、二相、三相熔絲熔斷21次，且在2003-09-09，10 kV 2號壓變燒毀引起柜內(nèi)短路(整柜燒壞)事故；110 kV河山變電站也發(fā)生過壓變擊穿。在這期間我們也采取多種形式的消諧措施，但均未收到效果。對此，2004年初開始對6座110 kV變電站的半絕緣電壓互感器改造為全絕緣電壓互感器，采取了與35 kV變電站同樣的消諧措施，經(jīng)過夏季雷雨氣候的運(yùn)行考驗(yàn)未發(fā)生過一次斷熔絲故障。

   綜上所述，半絕緣電壓互感器在中性點(diǎn)不接地的10 kV配電系統(tǒng)運(yùn)行中，容易發(fā)生鐵磁諧振過電壓，熔斷壓變?nèi)劢z，燒毀電壓互感器，甚至引發(fā)系統(tǒng)事故，嚴(yán)重影響計(jì)量的正確性，使測量數(shù)據(jù)丟失，危及繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的正確動(dòng)作等。由此可見，10 kV配電系統(tǒng)中不宜選用半絕緣電壓互感器，應(yīng)當(dāng)選擇全絕緣電壓互感器，有利于采取多種形式的消諧措施，有效防止鐵磁諧振過電壓，確保設(shè)備安全運(yùn)行。選擇全絕緣 在10 kV配電網(wǎng)絡(luò)中為了電壓的測量、電能的計(jì)量和保護(hù)的需要，都要安裝電壓互感器獲取電壓的量值。電壓互感器按其運(yùn)行承受的電壓不同，可分為半絕緣和全絕緣電壓互感器。半絕緣電壓互感器在正常運(yùn)行中只承受相電壓，全絕緣電壓互感器運(yùn)行中可以承受線電壓。隨著配電電網(wǎng)的不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)大，導(dǎo)線截面增大，大量采用電纜提高絕緣水平，使中性點(diǎn)不接地配電系統(tǒng)的電容電流不斷增大，電壓互感器的故障增多。在對運(yùn)行實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的問題分析后認(rèn)為，選用不同電壓等級的電壓互感器，對抗諧措施的實(shí)施、設(shè)備的安全運(yùn)行等有不同的影響，主要反映在以下方面。

   (1) 接線方式不同。半絕緣電壓互感器高壓N極必須直接接地運(yùn)行，在配電系統(tǒng)中變電站、開閉站、高壓用戶終端等需要安裝電壓互感器，諸多的半絕緣電壓互感器的并聯(lián)運(yùn)行，在系統(tǒng)稍有不對稱時(shí)，很容易激發(fā)形成高幅值的鐵磁諧振過電壓，并聯(lián)數(shù)越多越容易發(fā)生；全絕緣電壓互感器可以直接接地運(yùn)行，也可以間接(接電阻、零序壓變等)接地運(yùn)行，還可以V形接線不接地運(yùn)行。

   (2) 防諧措施不同。半絕緣電壓互感器采用二次開口三角繞組上加裝專用消諧器，或并聯(lián)燈泡，或并聯(lián)電阻抗諧振；全絕緣電壓互感器除了可以采取上述措施外，還可以在高壓中性點(diǎn)串聯(lián)電阻消諧。全絕緣電壓互感器由于正常運(yùn)行處于降壓運(yùn)行狀態(tài)，勵(lì)磁性能比較好。有效防止壓變鐵磁諧振過電壓，必須多管齊下、多種措施并用才能奏效。

   (3) 單相接地承受的電壓不同。半絕緣電壓互感器在系統(tǒng)單相接地時(shí)，需要承受線電壓的沖擊，一般運(yùn)行不得超過2 h，長期運(yùn)行可能造成擊穿故障；全絕緣電壓互感器在系統(tǒng)單相接地時(shí)，承受的是額定電壓。

   (4) 安全運(yùn)行的效果不同。我局的10多個(gè)35 kV變電站在20世紀(jì)80年代末90年代初，對全絕緣電壓互感器采取二次開口三角繞組上并聯(lián)500 W燈泡，中性點(diǎn)串接ZG11-250-11k-I電阻的消諧振措施，10多年來偶然發(fā)生過壓變?nèi)劢z熔斷故障，并且大多是電阻損壞或斷線等原因引起的。但是我局近年來新建的幾個(gè)110 kV變電站，采用半絕緣電壓互感器運(yùn)行狀況不好，故障不斷。例如，110 kV石門變電站2001年9月投產(chǎn)至2003年7月間共發(fā)生單相、二相、三相熔絲熔斷26次，110 kV烏鎮(zhèn)變電站2001年7月至2003年9月間共發(fā)生單相、二相、三相熔絲熔斷21次，且在2003-09-09，10 kV 2號壓變燒毀引起柜內(nèi)短路(整柜燒壞)事故；110 kV河山變電站也發(fā)生過壓變擊穿。在這期間我們也采取多種形式的消諧措施，但均未收到效果。對此，2004年初開始對6座110 kV變電站的半絕緣電壓互感器改造為全絕緣電壓互感器，采取了與35 kV變電站同樣的消諧措施，經(jīng)過夏季雷雨氣候的運(yùn)行考驗(yàn)未發(fā)生過一次斷熔絲故障。

   綜上所述，半絕緣電壓互感器在中性點(diǎn)不接地的10 kV配電系統(tǒng)運(yùn)行中，容易發(fā)生鐵磁諧振過電壓，熔斷壓變?nèi)劢z，燒毀電壓互感器，甚至引發(fā)系統(tǒng)事故，嚴(yán)重影響計(jì)量的正確性，使測量數(shù)據(jù)丟失，危及繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的正確動(dòng)作等。由此可見，10 kV配電系統(tǒng)中不宜選用半絕緣電壓互感器，應(yīng)當(dāng)選擇全絕緣電壓互感器，有利于采取多種形式的消諧措施，有效防止鐵磁諧振過電壓，確保設(shè)備安全運(yùn)行。選擇全絕緣 電壓互感器應(yīng)盡可能考慮選擇大容量電壓互感器。當(dāng)然，全絕緣電壓互感器與半絕緣電壓互感器相比，投資要增加，體積要增大。