曹举 李晓峰 赵泽玺 陈铭 蒲春燕

摘 要 电压互感器是电网中重要的电气设备，同时也是一次系统和二次系统连接的关键环节。油田电网中电压互感器故障时有发生，本文通过对故障实例的综合分析，找出PT运行时存在的误区，并提出相应的解决措施。

关键词 电压互感器;油田电网;中性点非有效接地系统

引言

对于中性点非有效接地系统，半绝缘式的电压互感器是系统中绝缘的薄弱环节，也是油田电网中故障较频繁的设备。因此对近年来发生的PT故障分析总结，找出存在的主要问题，对电网的安全稳定运行有着重要意义。

1油田电网电压互感器运行现状

长庆油田电网主要为油区负荷供电，电网主要集中在山区，气象环境复杂，雷雨季节时电网运行受天气因素影响较大。

为了保证供电的可靠性，油田配电网主要为中性点非有效接地系统，系统内的电压互感器均采用半绝缘式，高压侧N端直接接地运行。

近期的一些典型PT故障表明，虽然大多数PT故障的直接原因为间歇性弧光接地、铁磁谐振等导致。但是接地线路断路器及PT的频繁切换操作，电压互感器参数选型等都普遍存在一些“误区”。这些“误区”已成为影响PT故障率重要因素。

2中性点非有效接地系统的运行规定

2.1 半绝缘PT运行电压及持续时间

规程（GB20840.3-2013）中对电压互感器的额定电压因数及时间做出了规定，6-35kV无自动切除对地故障的中性点不接地或经消弧线圈接地系统，额定电压因数为1.2时能连续运行，额定电压因为1.9时能持续运行8小时。

2.2 油田电网中发生单相接地时的相关规定

油田电网以国网公司的运行规程为基础，规定系统带接地故障允许运行2小时。同时，为了保护PT的绝缘，要求每隔2小时对母线PT进行切换操作。

3PT运行中存在的误区分析

3.1 PT故障实例

2014年8月35kV冯庄变附近发生强雷电活动，10kV系统C相接地。接地运行将近2小时后，值班员将Ⅰ段PT退出，投入Ⅱ段PT。在Ⅱ段PT投入过程中，开关柜内发生放电现象，PT绝缘击穿。经现场检查，该PT在试验中各项参数合格，运行时未出现过异常。

3.2 系统接地时切换PT的危害

对上述故障实例进一步分析，在系统接地信号未消失时，對PT进行切换操作，极有可能导致PT发生故障。另外，根据文献[1]研究表明导致PT损坏的主要原因一是接地时的PT非线性电感产生的冲击电流。二是故障消失时电容的放电电流。这也是系统中发生频繁弧光接地现象时，PT发生故障的主要原因之一。

在实际运行中，很多站所依照规程在系统接地期间，每隔2小时就对PT进行切换，目的是在系统电压升高时保护PT的绝缘。

然而，当系统带单相接地故障切换PT时，对PT而言相当于接地故障的产生或消除，在操作瞬间会产生饱和涌流，超过PT允许的极限输出电流。对于10kV中性点不接地系统，线路对地电容电流只能与电压互感器中性点的电感电流形成回路，当接地故障消失时若放电电流较大，同样会导致PT发生故障。

因此在系统单相接地故障未消除时，对PT进行切换操作，往往适得其反，更容易造成PT的故障。

3.3 电压互感器参数不符合要求

油田电网为中性点非有效接地系统，因此对于PT要求额定电压因数为1.2时持续运行，1.9时可持续运行8小时。

通过调研后发现，部分PT额定电压因数为1.5 Un，30S，不符合规程要求。一些站所中的电压互感器为中性点有效接地系统中所使用，因此即使系统发生正常的单相接地故障，当非故障相电压升高为线电压时就会导致PT绝缘击穿。

4PT运行中存在误区的防范措施

4.1 避免系统接地时对PT的操作

由上述PT故障误区分析可知，系统发生单相接地故障时应避免对PT进行操作。当系统单相接地运行2小时，接地现象仍未消失时，应将接地故障线路断开，待接地信号消除后再对PT进行切换操作。

4.2 减少系统接地期间线路的分合操作

目前，油田电网在查找系统单相接地故障点时，采用传统的拉路分合法较多。若依然采用原有的方法查找故障点，势必要频繁的操作10kV线路开关或站所内的开关柜。操作过程中产生的系统内部过电压也会对PT的绝缘带来影响，甚至直接导致PT故障。

4.3 严格使用参数特性符合要求的电压互感器

根据调研情况，PT故障一部分是由于PT本身的参数不符合电网特性导致的，这一结果在以往的事故分析中往往被忽略。对PT的故障分析也经常归结为系统故障时产生的各种过电压现象导致[2-3]。因此，不仅要严格按照规程使用参数特性符合要求的PT，而且在故障分析中要更加重视PT本身的参数特性。

5结束语

以往对PT的故障分析大多归因为工频过电压等外部条件，主要采取一次消谐器等措施保护PT。本文根据近年发生的PT故障分析比较，找出目前PT运行中存在的主要 “误区”，提出了避免PT切换操作、减少线路分合操作，对PT参数特性综合考虑等措施，有效减少了PT故障发生频率，提高了电网的运行可靠性。

参考文献

[1] 王军兵.10kV单相接地引起电压互感器损坏的机理研究[D].重庆大学，2012.

[2] 陈珩.电力系统稳态分析（第三版）[M].北京：中国电力出版社， 2007：227-236.

[3] 电磁式电压互感器的补充技术要求：GB20840.3-2013[S].北京：中国标准出版社，2014.