三相单柱式电压互感器高压一相断线电压简析

温吉红

【摘要】目前，在变电站的日常电力运行中，经常会出现三相单柱式电压互感器高压一相断线的问题，影响电压互感器的正常工作。而对于断线相绕组的电压，有的研究认为是零，也有的研究者通过实验得出不同的结论，并能够提供真实的实验数据。三相单柱式电压互感器高压一相断线电压到底是零或是不是，成为困扰电压互感器进行回路短线处理的因素。本文就该问题进行分析，并结合电压互感器断线现象和原因提供了几点建议。

【关键词】三相单柱式；电压互感器；断线；电压

一、电压互感器电磁回路

（一）电压互感器电磁回路

在三相单柱式电压互感器中，主要由三个单相电压互感器组成，且这三个单相电压互感器之间没有磁路关联。就三相单柱式电压互感器的电气回路来看，其高压侧绕组U、V、W的末端都是直接接地的，而首端都是与相应的电源连接。三相副绕组U、V、W中，线电压回路、零序电压回路以及单相相电压回路都连接在内，这些回路穿过测量、计量、保护等元器件的电路，构成电流通路，实现有效运行。

（二）三相单柱式电压互感器高压一相断线电压原理分析

在三相单柱式电压互感器中，U相高压侧断线后，由三相副绕组组成的回路连接关系依然成立，因此，U相电压互感器的电压需要同时满足前三组回路中各组回路中更多电流与电压关系，以及三相副绕组回路在U相电压互感器中每个电流相量以及该电压下的励磁电流。

假设在三相副绕组的回路中，负载端和U相电压互感器绕组的首端连接，此时需要选取各个绕组中电流和锻压为关联参考方向，都从同极性端指向末端。而选取负载中的电流和电压作为关联的参考方向，则是U相电压互感器绕组首端指向末端。这时进行回路电压方程的公式编辑中就要选择回路绕组方式和U相电压互感器电压参考方向相同。根据对于相关方程式的计算得出，一般在变电站中，三相单柱式电压互感器使用中，因为相关的三个单相电压互感器之间没有磁路关联，而其高压侧断线的单相电压互感器中，它的副绕组往往和有点远的三组回路处于连接状态，三组回路中的阻抗必须要在满足特殊的条件状态下，才能实现电压互感器的电阻为零，而一般这种特殊的条件是很难出现的，因此，基本上可以确认三相单柱式电压互感器高压一相断线时的电压为零。

二、电压互感器回路断线现象及原因

电压互感器的回路断线现象主要表现为三个方面：第一、有功功率表指示异常，电压表指示为零或三相电压不一致，电能表不转或转得慢，低电压继电器动作。第二、高压熔断器熔断时还可能有接地信号出现，绝缘监视电压较正常值偏低，而正常相监视电压表上的指示仍正常。第三、“电压互感器回路断线”光字牌亮，警铃响。

而就电压互感器回路断线发生的原因進行分析，对应的原因也包括三方面，第一、电压互感器一、二次侧熔断器熔断。第二、电压切换回路辅助触点及切换开关接触不良。第三、回路中导线接头松动或断线。

三、电压互感器回路断线造成的影响

一般情况下，电压互感器的铁芯片间的绝缘子出现机能或直接的损坏，绕组断线的情况较少，但是其回路断线现象十分常见。在电压互感器的二次回路中，连接的负载比较多，这些负载还包括连接在母线上的相关元器件的保护装置，因此在电压互感器的回路出现异常情况时，能够传输到相关保护装置中的电压就会明显下降，或者直接接近于零，这时相关的保护装置和测量装置就很可能出现误差和错误的计量。

目前，电网中应用最多的输配电线路为10kV及以上线路，这些线路的继电保护中都需要用到电压互感器，在电压互感器出现二次回路的断线故障时，就会造成回路中的相电压和线电压出现显著下降甚至消失，相应的测量阻抗夜壶素质下降，就会导致装置的误动和错误发生。

很多线路保护装置会在电压互感器出现回路断线问题时进行重合闸放电，造成重合闸出现失效现象，特别是在单向重合闸方式下出现单向瞬时性的故障问题时，不能单挑单重，实现及时的电力恢复目标，甚至还会造成线路的非全相运行，严重影响其区域电网的安全、稳定运行。

四、电压互感器回路断线处理方法

电压互感器出现断线问题，对于相关的保护装置和测量装置会产生一定的影响，还会造成区域用电安全和稳定对于影响，对此，需要进一步提升电压互感器的回路断线问题解决，针对电压互感器的回路断线问题，相关技术人员要做好检查工作，仔细检查高、低压熔断器是否熔断。如高压熔断器熔断时，应拉开电压互感器隔离开关，取下低压熔断器，在验、放电后更换高压熔断器，并测量电压互感器绝缘，确认合格后方可恢复送电。如低压熔断器熔断，更换熔丝后即可使用。熔断器更换后再次熔断，需进一步查清原因并处理后再更换。当电压互感器出现回路断线问题时，要尽可能快速停用有关保护和自动装置，以防止保护误动作。此外，如果变电站中存有备用设备，可以尽快停止使用出现故障的设备，并将新的备用设备立即投入运行。

五、结语

三相单柱式电压互感器高压一相断线问题是电压互感器使用中常见的故障问题，出现故障时，电压基本上可以判断为零，因此，要结合情况进行回路断线问题的解决，做好相应的保护措施，及时恢复线路。

参考文献

[1]李井阳，王大亮.电压互感器不宜采用三相三柱式结构原因分析[J].变压器，2018，55（06）：41～43.

[2]李井阳，李鸿博.三相五柱式电压互感器高压一相断线电压分析[J].电子世界，2018（06）：108，110.