【摘 要】电压互感器（TV）广泛用于电力系统，起着隔离高电压与变换电压的作用，对电力系统和电力设备的安全性与可靠性有着十分重要的意义。然而，由于一般电磁式TV的电磁特性、线路与设备的接地电容，使得系统产生铁磁谐振，出现误发接地信号、烧毁高压熔断器，甚至使TV也过热烧毁，严重影响电力系统的安全运行，本文结合现场实际分析了铁磁谐振的过程。

【关键词】电压互感器；铁磁谐振；分析

一、熔断前运行情况：

熔断前#1、#2机停机检修，启备变接带6kV备用段、6kV IA段、6kV IB段，6kVIIB段通过互供电源运行。熔断前6kV IA段带#1辅机冷却水泵、#1机务空压机、水源地变A、煤泥变运行，其余设备停运，6kV IB段带水源地变A运行，6kV IIB段未带任何设备运行。6kV系统为不接地系统。

二、事件过程：

XX年X月X日15时46分，启备变发TV断线保护，光字牌发启备变异常，6kV IA段、6kV IIB段母线微机小电流选线装置发系统接地报警，电气专业办理工作票正在对IB段负荷开关柜保护装置进行校验，DCS显示6kV备用段、6kVIA段、6kV IIB段电压回零，6kV IB段电压瞬间升至6.8kV后降至2kV。就地查看6kV IA段、6kV IB段、6kV备用段、6kVIIB段均失压。6kV IA段A、C相TV一次保险熔断、6kV IB段C相TV一次保险熔断、6kV备用段A、C相TV一次保险熔断、6kV IIB段A、B、C三相TV一次保险熔断。检查发现IB段TV一次绕组阻值不平衡，A相46欧，B、C相24欧。

三、检查分析：

对#1、2机故障录波数据调取数据如下：

通道说明：通道49=6KV 1A段母线电压A相、通道50=6KV 1A段母线电压B相、通道51=6KV 1A段母线电压C相、通道52=6KV 1A段母线电压开口、道57=6KV 1B段母线电压A相、通道58=6KV 1B段母线电压B相、通道59=6KV 1B段母线电压C相、通道60=6KV 1B段母线电压开口、通道89=起备变低压侧60TV电压A相、通道90=起备变低压侧60TV电压B相、通道91=起备变低压侧60TV电压C相、通道92=起备变低压侧60TV开口电压。

调取故障录波数据看出发生时间为XX年X月X日15时45分58秒677毫秒，启动通道为相量突变量启动，启动号为92号。

对启备变低压侧、IIB段、IA段、IB段母线电压波形综合分析可以看出6kV IB段母线A相电压（57通道）波形首先出现异常，电压降为0（持续40ms），B、C相电压（58、59通道）波形畸变、备用段电压（89、90、91）波形畸变，此时其他段波形同6kV 备用段电压波形，波形畸变的同时开始出现零序电压，判断此时6KV系统发生铁磁谐振。

从图2可以看出542ms后波形幅值变大，当大于某一值时电压被牵制为零，该段波形符合基频谐振的特征，现场6kV母线TV、变压器、电动机馈线处均并联避雷器，其中最低动作值为10kV。而波形被削掉的部分二次值约为115V，折算至一次为9.78kV，基本吻合。说明当6kV系统电压高于10kV时，避雷器就会动作将电压限制。

四、原因分析：

1、从图1可以看出IB段A相电压降为0，其零序电压也产生，判断IB段A相出现“虚幻接地”现象，但是从电压幅值及其整体6KV系统分析来看，如果故障时刻6kV IB段A相发生接地，那么对应的6kV其他段A相电压也应出现接地，而实际上其他段电压未被拉低，与6kV IB段A相电压不同，其波形不符合不接地系统发生单相接地后非故障相电压升高1.732倍的特征。通过以上两点可以排除，当时系统发生了接地故障。

2、假设电气二次人员误动二次回路使二次回路接地，只会使二次电压消失，不会产生零序电压，从波形可以看出，当IB段A相二次电压消失的瞬间，一次系统产生零序电压，完全可以排除二次回路问题，也排除二次人员误动可能。

3、由于IB段母线TV A相曾经出现过一二次绕组绝缘击穿现象，对IB段A相电压互感器进行过更换，此次检查时也发现IB段电压互感器一次绕组阻值不平衡，A相绕组阻值为其他两相的1倍。

综合分析判断此次谐振发生正好是启备变接带其他6KV段负荷，5台TV并列运行，故障时可运行负荷很小，水源地变、煤泥变都是长电缆，其电容量大，正常运行时三相对地负荷是平衡的，电网的中性点处于零电位，不发生位移现象，如果由于扰动导致A相对地电压瞬间降低，这使得A相互感器的励磁电流突然增大而发生饱和，三相对地负荷变成不平衡负荷，中性点就发生位移电压。这就产生了谐振现象。此次故障由6kV IB段A相TV故障引发，当A相直阻变大（或者接触不良），导致A相电压消失。另外通过故障录波图分析来看，故障时刻直流分量占基波的2倍以上，其他各次谐波也增大，表明当时TV已饱和。在当时的工况下，引发TV铁磁谐振产生过压以及过流致使保险熔断。

五、防范措施：

1、對6kV IB段TV A、B、C三相进行更换，原因为当时只更换了A相TV，三只TV不是同一批产品，其一次绕组差别较大。

2、通过此次故障可以发现6KV段上的二次消谐装置基本不起作用，故障后对消谐装置进行校验，验证消谐装置在零序电压存在时只动作一次，动作后如果零序电压不消失，将报系统接地故障，个人觉得在二次回路装设消谐装置去消除一次谐振，似乎不可能，只能通过一次回路加装消谐装置二次回路配合消谐会更完美。

3、当发生谐振时建议运行人员启动相关设备，破坏其谐振。

参考文献：

[1]梅成林，张超树.电压互感器铁磁谐振分析

[2]苏文博，童明光.由系统谐振引发的热电厂复故障分析

作者简介：

李仓太（1983-）从事电气设备专业管理工作。

（作者单位：陕西能源麟北发电有限公司）