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电压互感器二次短路或过载引起的互感器烧毁事故至少占电压互感器烧毁事故的一半以上。据某公司内部统计,2018年度,公司一共接到6起电压互感器烧毁事故反馈,全部是环氧树脂浇注绝缘中压电压互感器。其中有3起已查明是互感器二次接线错误导致烧毁,另有1起由客户主动购买更换,也可确认不是互感器质量原因。剩下2起,其中1起派人去现场未能查明事故原因,主要是现场数据资料不全,产品接线也已变动;另一起未派人去现场,因时间紧急,直接发产品更换。可见,中压电压互感器烧毁的最主要原因还在于互感器二次接线这一外部原因。
电压互感器二次接线错误引起的短路或过载表现在以下几个方面:
2.1 V-V接法电压互感器单相二次回路两点接地致电压互感器二次短路。
三相三线计量箱、计量柜中的电压互感器,或三相三线组合互感器中的PT单元,一般是用两台单相电压互感器采用V-V接法连接。见图1中的VT部分。由于两台电压互感器是完全相同的,一次标识全都为“A、B”,二次标识全都为“a、b”,这样,与A、B相连接的PT1一般没有问题,一、二次标识都能对应,但与B、C相连接的PT2,往往就会出现问题。对于PT2,一次B相是接互感器的A端还是接B端,现场安装时经常会有这样的疑问。其实只要一次和二次接线完全对应,无论接互感器的A端还是接B端都是可以的。如果PT2一次A端接系统B相,则相应的PT2的二次a端要与PT1的二次b端连接。反之,如果PT2一次B端接系统B相,则相应的PT2的二次b端要与PT1的b端连接。但现场接线时,往往会将PT2的一次和二次接成反极性,即一次端A、B-A、B首尾相接,而二次两个b端作为公共端同时接地。
磁谐振也是PT烧毁的重要原因,这方面的分析文章比较多[10] [11] [12][13] [14] [15] [16]。如果PT接线没有错误,那么烧毁的原因大多是铁磁谐振引起。
严格来说,铁磁谐振与PT本身的励磁性能是有一定关系的,但是,责任不在互感器本身。因为互感器出厂试验报告都有励磁特性曲线,作为电力系统的设计者应该考虑互感器的固有参数,采取措施,选择适当的线路参数,选择合适的互感器,以避免互感器与线路发生铁磁谐振。
铁磁谐振中对互感器损害最大的是分频谐振[17] [18] [19]。因为分频谐振发生时,其频率会降至额定频率的1/2或1/3,此时铁心将严重饱和,励磁电流急剧增加,线圈发热,绝缘损坏,最终致产品烧毁。
PT三相电压输出不平衡问题探讨
YN-YnΔ接法电压互感器三相电压输出不平衡问题,是在PT一次中性点加装了一次消谐器或加装一台消谐互感器之后发生的,这方面的分析文章也较多。主流观点主要集中在电压互感器励磁特性的一致性上面[20] [21],这当然是有道理的。但是,因为铁心加工中的退火工艺并没有达到精细化,所以PT成品铁心励磁特性的分散性还是比较大的,要保证铁心励磁特性一致,自然会给PT制造上增加了不少的成本。从另一方面来说,即便PT铁心励磁特性都完全一致,但一次回路中其它元件参数并不一致,也不一定能保证PT二次输出的电压是均衡的。文献[22]就提出了一个新的促使PT三相输出平衡的方法,也是值得借鉴的