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摘 要：本文通过对发生烧损的线路PT进行各种检查、试验、分析，找出了发生烧损事故的原因，并提出了相应的改进和控制措施。
关键词：PT结构；检查测试；数据分析；原因分析；控制措施
中图分类号：TM755 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）35-0091-02
前 言
线路PT是电力系统常见的设备，PT烧损事故在电力系统并不罕见。2015年，110kV某变电站35kV线路PT出现连续烧损的事故。现场使用的PT型号为：GBA36AL-HY，不同于常规线路PT的结构，该型号的线路PT采用的是一体化的铸造结构，表面全部为金属材质包裹。现通过各种方法对该型线路PT烧损的原因进行查找，分析。
1 PT的原理及结构
虽然各种PT的结构不同，但其基本原理都相同，通常情况下，PT的工作原理如图1～3所示。
2 故障情况
2015年08月15日23时09分58秒，当时雷雨天气，110kV某变电站小电流接地选线装置报35kV母线B相接地，接地信息于2015年08月15日23时36分46秒结束，母线电压Ub=0.02V，Ua=108.2V，Uc=108.2V，具体信息详见图4。
与此同时，35kV坡洪线309与35kV百峰I线307的保护装置均发本线路已接地及控制回路断线信号，监控班随后断开了35kV坡洪线309与35kV百峰I线307开关。
3 检查情况
故障情况发生后，相关人员去现场对35kV坡洪线与35kV百峰I线307的线路PT及保险进行了检查试验。现场的线路PT为全封闭的结构，所有二次端子均密封于PT本体内，现场对PT进行了励磁特性测试和一次绕组的直流电阻测试。两条线路电压均取自PT的A相和B相的相间电压，现场试验数据如下：
（1）直流电阻试验数据
使用仪器：BZC3396直流电阻测试仪：35kV坡洪线的A相是11190Ω、B相是19.14Ω、C相是11050Ω；35kV百峰I线的A相是655.3Ω、B相是24.3Ω、C相是11120Ω。
熔断器电阻值：35kV坡洪线的A、B、C相分别都是8.8Ω；35kV百峰I线的A相出现断线、B和C相分别是8.8Ω。
（2）在端子排处拆除二次接线，进行PT的励磁特性试验，试验情况如图5所示，百峰I线的A、B、C三相分别是：
（3）直流电阻测试（交接数据）
35kVⅠ段母线PT的A相是3323Ω、B相是3316Ω、C相是3323Ω；
35kV百峰I线的A相是10730Ω、B相是10730Ω、C相是10730Ω；
试验日期：2011-10-03报告日期：2011-10-14天气：30℃湿度：60%；
空载电流和励磁特性测试，二次an加电压。单位：电流（A）。
35kVⅠ段母线0351PT柜交接试验报告；
试验日期：2011-10-05报告日期：2011-10-16天气：30℃湿度：60%；
一、空载电流和励磁特性测试，二次1a1n加电压。单位：电流（A）。
二、呈容性测试：（二次1a1n加电压57.7V）使用FA-103互感器综合测试仪、负载箱和相位表。
从以上数据可以看出，百峰I线的A、B相及坡洪线的B相PT匝间已经击穿短路，C相未接入使用，试验数据正常。
（4）相关班组对故障PT的解体检查（另外有1台故障的PT发回厂家解体），从检查情况看出来，一次线圈和绕组中的绝缘已经烧黑（铁芯严重饱和过热导致铁芯材料熔化），碳化：用游标卡尺测量，厂家使用的线径可能是0.18mm，测试熔断电流为2.65A，母线PT使用的线径最小一般是0.23mm。该厂家使用于的线径小于一般厂家的线径。
（5）2014年10月110kV某变电站35kVI、II段母线系统电容电流测试结果合格，试验数据分别是：系统电压的1～4次分别都是35kV；接地电流Ic的第1次6.234A、第2次6.238A、第3次6.236A、第4次6.234A；都是并列运行，无消谐器。
（6）保护录波信号
通过测试根据录波图统计的结果，系统没有接地现象，电压明显升高，3U0有94V左右。
4 原因分析
（1）在电压互感器的突然投入、线路发生单相接地、系统运行方式的突然改变、系统阻抗元件分布不合理等因素诱发下有可能产生铁磁谐振。由于该谐振回路没有固定的谐振频率，因此基波、分次谐波、高次谐波都可能引发铁磁谐振。从而使电压互感器的感抗明显降低、励磁电流明显增大，最终造成电压互感器高压保险熔断，PT烧坏。
（2）从录波结果分析由于当时打雷下雨产生很大的二次谐波，导致发生谐振过电压、由于线路PT励磁电流比较大容易饱和，二次也没有消谐器，所以导致PT少烧坏。母线PT虽然励磁电流比较大，但呈容性不会产生谐振所以熔断器没有熔断。
（3）经过检查有一次绕组已经烧黑，铁芯的材料已溶化，说明一次绕组电流很大，一次绕组匝间短路，铁芯严重饱和导致过热。从PT的结构分析：①厂家由于工艺需要在一次绕组首端和尾端使用比较大的线径防止绕线时拉断。②PT运行时首端和尾端电场不像中间部分那么均匀，在首、尾使用线径比较大的导线，改变电场分布（由于厂家以商业机密为由无法获取绕组线径）。从一次直阻分析，由于二次只有一个绕组，总的输出容量小，所以厂家在一次绕组用的线径比母线PT小，从测量看厂家可能使用国标要求最小的线径，谐振过电压时电场分布不均匀，可能导致匝间短路、PT绕组容易烧坏而熔断器也没有熔断。
5 处理措施
5.1 选择励磁特性较好的PT
由于PT因磁饱和引起的过电压是电力系统中最常见的一种内部过电压，在外部对系统有扰动的情况下容易饱和发生铁磁谐振过电压，导致高压熔断器熔断、PT烧坏。则有必要更换励磁性能好，不易饱和的PT，在一定程度上能明显减少内部过电压的可能。要求厂家改变设计，一次绕组使用线径比较大的导线，即使发生谐振熔断器也能熔断，保护PT不烧坏。
5.2 加装消谐装置
为了防止铁磁谐振，造成PT损坏，而加装消谐装置能够可以很大程度上避免因谐振引发的PT损坏。35kVPT没有安装一次消谐器也没有二次消谐器，可以对线路PT进行一次N端加装消谐器，二次要接成开口三角才能安装二次消谐器，所以二次无法实现。
5.3 投入消弧线圈
当中性点经消弧线圈接地的情况下，其电感值L远比电压互感器的励磁电感小，将在零序回路中旁路电压互感器，使电压互感器保护引起的谐振现象成为不可能。
参考文献
[1]嚴 璋，朱德恒.高电压技术.中国电力出版社，2007，10.
收稿日期：2018-11-1
作者简介：张 诚（1986-），男，汉族，河南人，中级工程师，本科，主要从事电气试验及设备故障查找分析工作。
关键词：PT结构；检查测试；数据分析；原因分析；控制措施
中图分类号：TM755 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）35-0091-02
前 言
线路PT是电力系统常见的设备，PT烧损事故在电力系统并不罕见。2015年，110kV某变电站35kV线路PT出现连续烧损的事故。现场使用的PT型号为：GBA36AL-HY，不同于常规线路PT的结构，该型号的线路PT采用的是一体化的铸造结构，表面全部为金属材质包裹。现通过各种方法对该型线路PT烧损的原因进行查找，分析。
1 PT的原理及结构
虽然各种PT的结构不同，但其基本原理都相同，通常情况下，PT的工作原理如图1～3所示。
2 故障情况
2015年08月15日23时09分58秒，当时雷雨天气，110kV某变电站小电流接地选线装置报35kV母线B相接地，接地信息于2015年08月15日23时36分46秒结束，母线电压Ub=0.02V，Ua=108.2V，Uc=108.2V，具体信息详见图4。
与此同时，35kV坡洪线309与35kV百峰I线307的保护装置均发本线路已接地及控制回路断线信号，监控班随后断开了35kV坡洪线309与35kV百峰I线307开关。
3 检查情况
故障情况发生后，相关人员去现场对35kV坡洪线与35kV百峰I线307的线路PT及保险进行了检查试验。现场的线路PT为全封闭的结构，所有二次端子均密封于PT本体内，现场对PT进行了励磁特性测试和一次绕组的直流电阻测试。两条线路电压均取自PT的A相和B相的相间电压，现场试验数据如下：
（1）直流电阻试验数据
使用仪器：BZC3396直流电阻测试仪：35kV坡洪线的A相是11190Ω、B相是19.14Ω、C相是11050Ω；35kV百峰I线的A相是655.3Ω、B相是24.3Ω、C相是11120Ω。
熔断器电阻值：35kV坡洪线的A、B、C相分别都是8.8Ω；35kV百峰I线的A相出现断线、B和C相分别是8.8Ω。
（2）在端子排处拆除二次接线，进行PT的励磁特性试验，试验情况如图5所示，百峰I线的A、B、C三相分别是：
（3）直流电阻测试（交接数据）
35kVⅠ段母线PT的A相是3323Ω、B相是3316Ω、C相是3323Ω；
35kV百峰I线的A相是10730Ω、B相是10730Ω、C相是10730Ω；
试验日期：2011-10-03报告日期：2011-10-14天气：30℃湿度：60%；
空载电流和励磁特性测试，二次an加电压。单位：电流（A）。
35kVⅠ段母线0351PT柜交接试验报告；
试验日期：2011-10-05报告日期：2011-10-16天气：30℃湿度：60%；
一、空载电流和励磁特性测试，二次1a1n加电压。单位：电流（A）。
二、呈容性测试：（二次1a1n加电压57.7V）使用FA-103互感器综合测试仪、负载箱和相位表。
从以上数据可以看出，百峰I线的A、B相及坡洪线的B相PT匝间已经击穿短路，C相未接入使用，试验数据正常。
（4）相关班组对故障PT的解体检查（另外有1台故障的PT发回厂家解体），从检查情况看出来，一次线圈和绕组中的绝缘已经烧黑（铁芯严重饱和过热导致铁芯材料熔化），碳化：用游标卡尺测量，厂家使用的线径可能是0.18mm，测试熔断电流为2.65A，母线PT使用的线径最小一般是0.23mm。该厂家使用于的线径小于一般厂家的线径。
（5）2014年10月110kV某变电站35kVI、II段母线系统电容电流测试结果合格，试验数据分别是：系统电压的1～4次分别都是35kV；接地电流Ic的第1次6.234A、第2次6.238A、第3次6.236A、第4次6.234A；都是并列运行，无消谐器。
（6）保护录波信号
通过测试根据录波图统计的结果，系统没有接地现象，电压明显升高，3U0有94V左右。
4 原因分析
（1）在电压互感器的突然投入、线路发生单相接地、系统运行方式的突然改变、系统阻抗元件分布不合理等因素诱发下有可能产生铁磁谐振。由于该谐振回路没有固定的谐振频率，因此基波、分次谐波、高次谐波都可能引发铁磁谐振。从而使电压互感器的感抗明显降低、励磁电流明显增大，最终造成电压互感器高压保险熔断，PT烧坏。
（2）从录波结果分析由于当时打雷下雨产生很大的二次谐波，导致发生谐振过电压、由于线路PT励磁电流比较大容易饱和，二次也没有消谐器，所以导致PT少烧坏。母线PT虽然励磁电流比较大，但呈容性不会产生谐振所以熔断器没有熔断。
（3）经过检查有一次绕组已经烧黑，铁芯的材料已溶化，说明一次绕组电流很大，一次绕组匝间短路，铁芯严重饱和导致过热。从PT的结构分析：①厂家由于工艺需要在一次绕组首端和尾端使用比较大的线径防止绕线时拉断。②PT运行时首端和尾端电场不像中间部分那么均匀，在首、尾使用线径比较大的导线，改变电场分布（由于厂家以商业机密为由无法获取绕组线径）。从一次直阻分析，由于二次只有一个绕组，总的输出容量小，所以厂家在一次绕组用的线径比母线PT小，从测量看厂家可能使用国标要求最小的线径，谐振过电压时电场分布不均匀，可能导致匝间短路、PT绕组容易烧坏而熔断器也没有熔断。
5 处理措施
5.1 选择励磁特性较好的PT
由于PT因磁饱和引起的过电压是电力系统中最常见的一种内部过电压，在外部对系统有扰动的情况下容易饱和发生铁磁谐振过电压，导致高压熔断器熔断、PT烧坏。则有必要更换励磁性能好，不易饱和的PT，在一定程度上能明显减少内部过电压的可能。要求厂家改变设计，一次绕组使用线径比较大的导线，即使发生谐振熔断器也能熔断，保护PT不烧坏。
5.2 加装消谐装置
为了防止铁磁谐振，造成PT损坏，而加装消谐装置能够可以很大程度上避免因谐振引发的PT损坏。35kVPT没有安装一次消谐器也没有二次消谐器，可以对线路PT进行一次N端加装消谐器，二次要接成开口三角才能安装二次消谐器，所以二次无法实现。
5.3 投入消弧线圈
当中性点经消弧线圈接地的情况下，其电感值L远比电压互感器的励磁电感小，将在零序回路中旁路电压互感器，使电压互感器保护引起的谐振现象成为不可能。
参考文献
[1]嚴 璋，朱德恒.高电压技术.中国电力出版社，2007，10.
收稿日期：2018-11-1
作者简介：张 诚（1986-），男，汉族，河南人，中级工程师，本科，主要从事电气试验及设备故障查找分析工作。