电压互感器（精选9篇）
一、演习时间：2017年1月9日 9：00—10：00时
二、演习地点：孙吴县海峰热电有限责任公司发电分公司35KV配电室
三、演习主题：35kVI段PT事故处理
四、演习目的：检查运行检修人员的实际处理事故能力
五、组织机构：
总指挥：王标 副总指挥：王希胜 现场监护：孙建军
成员： 吕岩 孙海龙
于欢欢
周岩
栾云飞
六、演习过程
1、事故前的运行方式：35KV配电室I II段并列运行，1#、2#主变在I段运行，3#主变在II段运行。35kVI段1#、2#主变运行，35kVII段3#主变运行。35kVI段PT投运，35kVII段PT备用状态。工作厂用变全部投入运行，0#厂变与5#厂变是备用状态
2、事故现象：35KV高压柜的微机综保装置显示“PT断线”报警故障。
3、处理经过：接到报警信号后，立刻汇报场长、当班值长。运维人员迅速赶往35kV配电室PT高压柜处检查问题原因，发现I段PT微机消谐装置显示“PT断线”报警。观察到35kVI段各单相PT表面完好，没有异味。PT二次空开未跳闸，经值长同意，运行人员断开35KVI段PT的隔离刀开关，在把手上挂“禁止合闸，有人工作”，迅速投入35kVII段PT，故障消除。检修人员拆下一次保险测量，确认一次保险管烧毁，更换烧毁的保险管。
4、事故原因分析：经过运维人员检查连接PT引线未现短路点，并且PT二次空开未跳闸，判断不是PT二次短路原因造成故障；发生过电压导致铁磁谐振的可能
事故发生时系统进行倒闸操作，排除由于操作过电压导致铁磁谐振的可能；是突发性过电压导致铁磁谐振的原因
七、演习总结：通过此次演习使运维人员掌握了PT事故处理的方法及故障原因的分析过程，对以后此类事故的发生提供了处理依据。
八、演习安全注意事项
1、演习开始前，各参演人员应了解当时运行方式；
2、演习人员不得进行实际操作，所有操作均为模拟操作，在当班值长监督下进行；
3、演习过程中如发生意外事故，应立即停止演习，及时处理事故；
电压互感器工作时相当于一台空载运行的降压变压器;电流互感器是将高压系统中的电流或低压系统中的大电流改变为低压系统标准的小电流, 相当于一台短路运行的变压器。
电压互感器是利用电磁感应原理工作的, 若忽略一、二次绕组的漏阻抗压降, 其一、二次侧电压近似与一、二次绕组匝数成正比, 即U1/U2=N1/N2, 通过选择适当的匝数比, 可将系统的高电压改变为标准的低电压, 所以电压互感器工作时类似于一台降压变压器。又由于电压互感器的低压绕组与二次负载的电压线圈并联, 而电压线圈的阻抗很大, 类似于开路, 所以电压互感器工作时, 相当于一台空载运行的降压变压器。
电流互感器也是利用电磁感应原理工作的, 是一种电流比例在运行中几乎不变的变压器, 由于其二次绕组串联的测量仪表或继电器的电流线圈内阻抗很小, 接近于短路, 因此其二次侧电压很低。也正是由于电流互感器的二次绕组与测量仪表或继电器的电流线圈串联, 而电流线圈的内阻抗很小, 类似于短路, 因此电流互感器运行时, 相当于一台短路运行的变压器。
2 两种互感器一、二次侧工作特征
(1) 电压互感器工作时, 高压绕组与被测电路并联, 低压侧绕组与测量仪表或继电器的电压线圈并联;电流互感器工作时, 一次绕组与被测电路串联。
电压互感器工作时, 高压绕组与被测电路并联, 其匝数很多, 此时高压绕组上所加的电压即为被测线路的高电压。低压侧绕组与测量仪表或继电器的电压线圈并联, 其匝数很少, 但因二次负载的阻抗很大, 通过的电流很小, 电压较低, 其二次负载的阻抗值不得低于规定值。
电流互感器工作时, 一次绕组与被测电路串联, 其匝数很少, 此时一次绕组内流过的电流即为被测线路的大电流。电流互感器的二次绕组与测量仪表或继电器的电流线圈串联, 其匝数很多, 不论电流互感器一次侧电流有多大, 其二次侧额定电流都是标准的小电流。
(2) 电压互感器工作时, 其二次侧不允许短路;电流互感器工作时, 其二次侧不允许开路。
电压互感器工作时, 低压侧绕组与测量仪表或继电器的电压线圈并联, 由于电压线圈的阻抗很大, 电压互感器相当于开路运行, 其二次侧不允许短路。因为电压互感器本身阻抗很小, 如果二次侧短路, 二次侧电流将大大增加, 会造成二次侧熔断器熔断, 导致表计少计量和继电保护误动。
电流互感器工作时, 其二次绕组与测量仪表或继电器的电流线圈串联, 由于电流线圈的阻抗很小, 二次侧总阻抗很小, 电流互感器相当于短路运行, 其二次侧不允许开路。因为电流互感器正常运行时, 一次磁势与二次磁势基本平衡, 励磁磁势很小, 铁心中的磁通以及二次绕组的感应电势都很小。如果二次侧开路, 则一次磁势全部用来励磁, 铁心将过度饱和, 磁通波形变为平顶波, 二次电势则变为尖顶波, 二次绕组将出现很高的电压, 危及操作人员和设备的安全。
3 互感器的负载特性
互感器的容量是指二次负载总视在功率。
电压互感器的容量分额定容量和最大容量。与一般电力变压器不同的是, 它的额定容量不是根据发热程度来规定的, 而是为了满足测量精度。测量精度越高, 允许的误差范围越小, 准确等级就越高, 根据电压互感器的允许误差范围, 可以把电压互感器的准确度分为0.2级、0.5级、1级和3级4个等级, 基数越大, 误差越大。电压互感器在每一准确度等级下都有其对应的额定容量。除此以外, 电压互感器还根据长期工作的容许发热条件, 规定了一个最大容量, 电压互感器在使用过程中, 在任何情况下都不允许超过此最大容量。
电流互感器在每一准确等级下都有其对应的额定容量, 额定容量可表示为:SN=I22NZ2N, 其中I2N为二次额定电流, 其值为5 A或1 A, Z2N为某一准确度等级下的二次额定负载阻抗, 由于二次电流为标准值, 且只随一次电流变化而变化, 故可用二次额定负载阻抗值来表示电流互感器的额定容量大小。电流互感器工作时, 二次侧的负载阻抗不能大于铭牌上规定的二次负载阻抗, 以保证测量的准确性。
4 互感器二次回路一点接地
【关键词】接地；谐振；互感器
【中图分类号】TM3 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2012）09-0076-01
1、引言
我们有很多变电站主变的10kV侧采用的是中性点不接地系统，在变电运行实际中，经常出现当线路发生单相接地或单相接地消失的瞬间，电压互感器一次侧熔断器熔断现象。或者是在进行正常的倒闸操作中，带电压互感器投入空载母线时，往往发现母线电压指示不正常或出现接地信号，但检查后却没有接地发生，分析其原因主要是由于电压互感器的铁磁谐振造成的。这种情况经常会使值班人员误判为电压互感器故障或是变电所内母线系统发生接地故障，影响了正常的运行工作。
2、电压互感器产生谐振的原因分析
2.1 在中性点不接地系统中，虽然电源侧的中性点不直接接地，但电压互感器的高压侧中性点是接地的，若ca，Cb，cc为各回线路（包括电缆出线和架空线路）三相对地的等值电容，而La，TJb，Lc则为母线电压互感器的一次侧三个线圈的对地阻抗（忽略其线圈电阻），假设系统发生单相接地（如A相），其接线图如图1所示。
此时，电压互感器的铁心线圈相当于与电容器并联，构成了可能产生谐振的并联电路，由于相对地电压升高1.732倍，有可能使得电压互感器的铁心出现饱和或接近饱和，阻抗变小，电路中出现容抗和阻抗相等的情况，从而产生了并联谐振，此时互感器一次侧的电流最大，这样有可能使电压互感器的高压侧熔断件熔断，或者烧坏电压互感器。此种情况往往在变电所投产初期（线路出线回路少）不是很明显，但随着线路出线回路的增多（各回线路对地的等值电容量增大，容抗增大）出现谐振的情况较多。
2.2 倒闸操作时，由于电压互感器的谐振而造成母线电压不平衡。此种情况往往是在设备进行关合空载母线时发生，其等值电路图可由图2表示。
图2中L是电压互感器一次线圈的电感，c是各相母线对地电容，由于电压互感器的中性点是接地的，且各相对地电容的一端也是接地的，在正常情况下，三相电容是对称的，但当母线充电时，就存在着以下两种情况：
①由于合闸瞬间的三相触头不同期性，此时最慢接触的一相在触头问相当于串联上一个电容（如A相）。
当电容的容抗等于互感器的感抗时即产生谐振，但该状态下只是使中央信号装置的电铃响了一下，仪表摆动一下，但随着操作的完成该现象随之消失。
②由于合闸过程中产生操作过电压，此时假设断路器在合闸操作过程中A相出现过电压，则有可能使A相电压互感器铁心出现饱和，使A相电压互感器线圈感抗变小，从而三相的总阻抗出现不平衡，使电压互感器的中性点对地电压发生位移现象。
3、消除铁磁谐振的措施和方法
3.1 采用质量好，技术性能优，铁心不易饱和的电压互感器。
3.2 提高断路器的检修质量，确保合闸操作的同期性，减少操作过电压。
3.3 必要时可采用改变操作顺序，以避免操作过程中产生谐振的条件。
3.4 对在空载母线的充電中产生的谐振，可以采用投入空载线路的方法，以改变其谐振的条件。
3.5 传统采用消谐的措施是在电压互感器的开口三角侧接上一个灯泡，该方法属于较为原始的方法，随着系统容量的增大和电缆线路的增加，实践运行表明该方法的消谐效果不是很明显。
3.6 另一种方法是采用在电压互感器二次侧的开口三角上加装一种可控硅多功能消谐装置的方法，但该方法需要采用外加交流电源，有时由于装置的电子器件发生短路也会影响消谐效果。
3.7 目前使用的另外一种消谐装置是在电压互感器的一次侧中性点上串接LXQ型非线性电阻，以限制其产生谐振的方法，由于该方法具有安装简便、结构简单、消谐效果明显的特点，目前得到广泛的应用，具有较高的推广使用价值。
4、结语
(二)[教学目的]
1.练习正确使用电压表。
2.研究串、并联电路中电压的关系。
(三)[教学重点]
正确使用电压表。
(四)[教学方法]
学生分组实验。
(五)[教具]
电压表一只，不同规格的小灯泡两个，干电池二个，电池夹二个，开关一个，导线若干。
(六)[教学过程]
(一)引入新课
由学生复述电压表的使用规则。
(二)新课教学
实验前仍需强调接线柱的正确使用，量程的选择、指针调零以及连接电路的要求等注意事项。
1.测电源电压
(1)分别测出每一节干电池的电压值，并记下数值(教科书第79页图6-11)。
(2)把两节干电池串联起来测总电压，并记下电压值(教科书第79页图6-12)。
(3)把两节干电池并联起来测总电压，并记下电压值(教科书第79页图6-13)。
(4)对测量值进行比较小结。
表1
2.测串联电路的电压
(1)按图1所示连好灯l1和l2的串联电路，并在图中标出电流方向。
(2)把电压表的两个接线柱分别接在a、b两点，闭合开关，测出l1两端电压u1并把它记录下来。
(3)断开开关，拆下电压表，再把两个接线柱先后分别接在c、d两点和a、d两点，分别测出灯l2两端电压u2，l1和l2两灯串联后的总电压uad，把测量值分别填入表2中。
表2
(4)分析串联电路两端的总电压跟各段电路两端电压之间的关系。
(5)结论：串联电路两端的总电压等于各段电路两端电压之和。
3.测并联电路的电压
(1)按图2所示连好灯l1和l2的并联电路，并在图中标明电流方向。
(2)把电压表的两个接线柱分别与l1、l2和ab两端相接，分别测出l1、l2及ab间的电压，把测量值填入表3中。
表3
(3)分析电压值u1、u2、uab，并找出它们之间的关系。
(4)结论：并联电路两端的电压与各支路两端的电压相等。
(5)实验完毕，整理仪器。
(三)巩固新课
引导学生解答教科书第81页习题第6题
(四)布置作业
完成教科书第80页习题1~5题。
(七)[板书设计]
三、实验：用电压表测电压
1.测电池的电压
画出表1。
2.测串联电路的电压
画出图6-3-1和表2。
3.测并联电路的电压
(一)教材 人教社九年义务教育初中物理第二册
(二)教学目的
1．会按照电压表使用规则正确使用电压表，会选择电压表的量程和试触，会正确读出电压表的示数。
2．会用电压表测量电池的电压。通过实验研究串联电池组和并联电池组的电压跟每节电压的关系。
3．通过实验研究串联电路、并联电路中的电压关系。
(三)实验器材
学生实验：每组一个学生电源(或三节干电池)，一只学生电压表，两个阻值不同的小灯泡，一个开关，导线若干。
演示实验：教学电压表一只，电源一个，开关一个。
(四)教学过程
1．复习
提问：
(1)怎样区分电压表和电流表？
(2)电压表和电流表在使用规则上，有哪些不同之处？有哪些相同之处？
2．引入新课
演示实验：将教学电压表通过开关与电源的正、负极相连，见图①。
提问：
(1)这种接法行不行？测出的是哪个元件两端的电压？
(2)在接线过程中要注意哪些问题？(注意：开关断开；并联在被测电路两端，电流从电压表“+”接线柱流进，从“-”接线柱流出；量程的选择和试触。)
(3)读出电压表的示数。
这个示数就是电源的电压。
3．进行新课
介绍这堂课的实验目的和所研究的内容。
实验的目的是：
(1)练习用电压表测干电池电压和一段电路两端的电压。
(2)研究干电池串联和并联时的电压关系；串联电路、并联电路中的电压关系。
这次实验分两个部分进行。
第一部分：测干电池电压，研究干电池串联、并联时的电压关系。
一、先取三节干电池，分别测出每节电池的电压。再将这三节干电池按图②串联成电池组，测出串联电池组的电压，将测得的数据记到表1内。分析串联电池组的电压跟各节干电池电压之间的关系，写出结论。
二、将两节相同的干电池按图③并联组成电池组，用电压表测这个并联电池组的电压，将测量数据填入表2内。分析并联电池组的电压跟每节电池的电压之间的关系，写出结论。
表1：串联电池组的电压
结论：________________。
表2：并联电池组的电压
结论：__________________。
第二部分：研究串联电路和并联电路的电压关系
一、按图④将l1、l2组成串联电路，用电压表分别测出：灯泡l1两端的电压u1，灯泡l2两端的电压u2，灯泡l1与l2串联的总电压u。要求：
先在作业本上画出将电压表接入电路的三幅电路图，并标出电压表的“+”、“-”接线柱。学生自己设计记录表格，做好记录后，分析实验结果，写出结论。
二、按图⑤，将l1、l2组成并联电路，用电压表分别测出灯泡l1两端的电压u1，灯泡l2两端的电压u2，a、b两点之间的总电压u。要求：
先在作业本上画出将电压表接入电路的三幅电路图，并标出电压表的“+”、“-”接线柱。学生自己设计记录表格；做好记录后，分析实验结果，写出结论。
实验完毕，断开电源，整理仪器，进行讲评。
4．小结
由学生汇报实验数据和所得到的结论。
(1)串联电池组的电压等于各节电池的电压之和。并联电池组的电压等于每节电池的电压。
(2)串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和。在并联电路里，各支路两端的电压相等，并且总电压等于各支路两端的电压。
练习题：(1)一个小电动机工作时，要求电源电压是6伏，要用几节干电池，怎样连接？
(2)在图⑥甲中，va=6伏，vb=______，vc=______，在乙图中，v1=2伏，v=6伏，v2=______。
(四)说明
用电压表测电压的实验，对于大多数学生来说，并不困难。教师在教学中应注意：
1．严格要求学生按电压表使用规则进行实验操作。
【教学目标】知识目标
1、知道电压的作用、电源是提供电压的装置；
2、知道电压的单位伏特、千伏、毫伏及相互关系；
3、记住干电池和家庭电路的电压。能力目标
培养学生想象、类比、推理能力，搜集信息能力。情感目标
1、体会类比是科学研究的常用方法。
2、培养学生学科知识联系实际的意识。【教学建议】教材分析
教材首先从学生熟悉的“灯泡发光、电动机砖动”现象提出问题：灯泡发光、电动机转动，都需要电流，那么电流是怎样形成的呢？引起学生思考。学生在思考后得不出结论的情况下，需要教师的讲解点拨。电流是看不见、摸不着的，怎样让学生对其有一个形象的了解，教材用水流类比电流、阀门类比开关、涡轮类比电灯、抽水机类比电源、水位差类比电压。让学生体会用“水位差是形成水流的原因”类比“电压是形成电流的原因”；用“抽水机是形成水位差的原因”类比“电源是形成电源的原因”；用“流动的水冲动水轮机转动”类比“流动的电荷使灯泡发光”。在学生初步知道电源、电压、电流的作用后，介绍了电压有高低、电压的单位；介绍了生产、生活中的用电器的电压值，是学生感觉到“电压”就在我们身边。电压概念的初步建立过程充分体现了“类比的科学方法”，把难懂的概念用通俗的方法说明使学生容易理解。教法建议
演示一个显示电路通电的实验（小灯泡发光），启发指出电路中有电流。提问电流是怎样产生的？若学生回答是因为电路中接有电源，则可进一步提问：有电源为什么就会有电流呢？学生的回答一般是不完全的，在指出它们的正确方面以后，就此引入新课。1．用类比法讲解电流形成电流原因对初中学生可以采用类比方法，说明电压使电路中形成了电流，电源是提供电压的装置。首先作好课本图6-1演示实验，让学生看到A、B两杯水面高度不同是形成水流冲动涡轮转动的原因，当水面相平后，水就停止了流动。要让水持续流动，就需要用抽水机把B杯中的水抽到A杯，使两杯水面再次形成液面差。接下来演示课本图6-2实验并用挂图与图6-1进行类比说明：
由以上类比，启发学生归纳出：水的流动是因为有水压，电荷作定向移动是因为有电压。因此可知电压使电路中形成了电流，电源使提供电压的装置。注意：讲授电压时，还需着重指明是那段电路两段的电压。常说的“电路上的电压”，指的是“这段电路两端的电压”。2． 电压的高低和单位先从水压有大小引出电压也应有大小（高低），在做下面的实验：（1）用1节、2节、3节干电池分别给同一个小灯泡通电（选用额定电压为3.8V的灯泡），小灯泡的亮度不一样。（2）用手摇发电机给一个小灯泡通电，改变手摇的快慢，小灯泡的亮度不同。从小灯泡的亮度不同，说明不同电源产生的电压不同。（3）介绍电压的单位：伏特（V）。一接干电池电压1.5V，家庭电路电压220V。比伏大的单位有千伏（kV），高压输电线间的电压达几千伏甚至到几万伏。比伏小的单位友毫伏（mV）。（4）在讲完电压的单位之后，认真地介绍课本图6-4的几种电压值，还可以多介绍一些生产、生活中用电器的额定电压值，可以布置查找记录电源、用电器额定电压值的家庭作业，培养学生搜集信息的能力。（5）讨论“想象议议”中的问题，可以起到巩固、归纳本节知识的作用：用电器工作需要通过电流，产生电流需要在用电器两端加上电压，提供电压需要电源。教学设计方案教学过程应当体现出“以学生发展为本，师、生互动”的新理念，为避免教师“一言堂，满堂灌”的注入式教学，教师应当根据教学内容、学生知识水平和接受能力，设计一系列能引起学生思考的问题提出，引导学生思考、寻找解决问题的方法，在解决问题的过程，学习知识、巩固知识、学习方法、片杨能力。
一、提出问题，引起学生思考电灯发光、电冰箱制冷等用电器工作时都有电流通过，电荷是怎样定向移动形成电流的呢？在学生思考不得其解的时候，教师进行下面的活动。
二、类比说明，讲解电压1．演示水流冲动涡轮机转动实验，提出问题：水为什么会流动？怎样才能使水持续流动？两容器水面有高度差，水才会流动；抽水机不断地把低处的水抽到高处，使两容器内保持一定的水面高度差。2．演示小灯泡发光实验，用类比方法讲解“电压使电路形成电流，电源是提供电压的装置”。类比的方法要具体，可以参考下面的方式：
3．对电压高低的认识，要从具体现象入手，使学生对电压的高低有直观的认识。可以演示“利用不同节数干电池给同一小灯泡供电，观察其亮度的变化。”由此说明，灯泡两端的电压越高，表现出灯泡发光越亮。在此基础上，再演示用手摇发电机给一个小灯泡通电，改变手摇的快慢，小灯泡的亮度不同。从小灯泡的亮度不同，说明不同电源产生的电压不同。
三、电压的单位1．电压的单位教学可以直接给出定义，但对伏特、千伏、毫伏间的换算要通过具体实例让学生落实。2．对电压单位的初步认识，可以从生产、生活中的一些电源、用电器的电压标值中确认识、去了解。以上教学要求和方法，是对教学的基本要求，对一般的学校和学生都应该能做到。如果有的学校没有小抽水机和涡轮，可以用下面的实验加以说明：如图2，两个玻璃杯容器底部用一根软胶管相连，中间用卡子卡住，两边的水面不相平，当把卡子打开后，看到水从A容器流向B容器。A、B容器水面相平后，水停止了流动。由此说明水面的高度差是使水定向流动的原因。接下来可以提问：要让水持续不断地流动，应当采取什么方法？不断地把B容器中的水舀到A容器中，使A、B容器保持稳定的水面高度差。接下来说明，舀水的工作可以用抽水机来完成，给出挂图说明。对于基础较好的学生可以讨论电压和电流的关系。典型例题可以组织学生讨论。例题关于电压，下列说法正确的是：（）A.电路两端有电压，电路中就一定有电流B.电路中无电流，电路两端就一定无电压C.电路两端必须有电压，才可能有电流D.电路中有电流，电路两端就一定有电压对于基础较差的学生，练习电压单位换算。如：220V=______kV, 4.5V=______mV。板书设计探究活动【课题】查阅关于“列车速度”的资料【组织形式】学生小组【参考题材】
中性点不接地10kV电力系统的优点为发生单相接地时可带故障运行, 从而工作人员可及时排除接地故障使系统恢复运行, 缺点是母线上用于测量和监视系统对地绝缘的电压互感器 (PT) 因铁磁线圈饱和引起的铁磁谐振过电压常有发生, 具体表现在高压熔断器熔断或电压互感器直接烧毁, 以致电源侧高压开关跳闸, 变电所停电, 严重危害供电系统的安全运行。
1 铁磁谐振过电压产生机理
在电力系统内部, 由于断路器的操作、故障或其他原因使得系统参数发生变化, 引起内部电磁能量的振荡转化或传递而出现的电压升高, 称为内部过电压。内部过电压的能量来源于电网本身, 并在额定电压的基础之上振荡产生。铁磁谐振过电压即为内部过电压的一种。
含铁芯元件 (如电压互感器) 的回路, 由于铁磁元件的磁饱和现象, 使它的电感呈现非线性特征, 从而导致铁磁谐振现象。这种谐振的频率不固定, 同样回路中, 既可能产生等于电源频率的基波谐振, 也可能产生高次谐波 (例如2次、3次、5次等) 和分次谐波如1/2、1/3、1/5次等谐振。具有各种谐波谐振的可能性是铁磁谐振的一个重要特点。
为了使问题便于讨论, 利用图1中最简单的L-C串联谐振电路。L为一只带铁芯的非线性电感, 电感值为一变数, 因而回路没有固定的自振频率, 既可能产生振荡频率等于电源频率的基频谐振, 也可以产生高次谐波和分次谐波。
当铁芯电感两端的电压受到很大的冲击扰动时, 铁芯磁饱和。电感值L减小, 最终如图2所示, 两条伏安特性最终交于一点, 设为P点。
上面的平衡式也可以表示如式 (2) :
电势E和ΔU的曲线相交点, 即满足上述平衡方程的点。我们这样考虑平衡点:a1, a2, a3。对于点a1, 若回路中电流稍有增加, ΔU>E, 电压降大于电势使回路电流减小, 回到a1点。a1点是稳定的, 即若在某点的状态受扰动后, 经过一段时间可以回到此点。则此点就是平衡点 (稳定点) 。可以判定a3是稳定点, a2不是稳定点。
同时从图2中可以看出, 当电势较小时, 回路同时存在着两个可能的工作点a1, a3。而当E超过一定值以后, 可能只存在一个工作点, 当有两个工作点时, 若电源电势是上升的, 则能处在非谐振工作点a1, 为了建立稳定的谐振点a3, 回路必须经过强烈的扰动过程, 例如发生故障, 切除故障等。这就是铁磁谐振的“激发”, 而且一旦“激发”起来, 谐振状态就会保持很长时间, 不会衰减。
总之, 铁磁谐振过电压与以下因素有关:
(1) 激发程度。实际激发试验表明, 即使阻抗参数落在谐振区域内, 也并不是每次都能激发起稳定的谐振。这是因为谐振的产生不仅与阻抗参数有关, 还与电压冲击、涌流大小、合闸相角等激发因素有关。激发程度不同时, 互感器饱和程度有异, 因此谐振特性就不相同。
(2) 回路的阻尼作用。当激发起中性点不稳定过电压后, 元论是基波、三次谐波还是1/2分次谐波谐振, 总是由电源供给谐振所需的能量。如果输入和输出的能量得以平衡, 谐振将维持下去;如果能量平衡关系一旦被破坏, 则谐振便会自动消除。
(3) 电网频率的变动。电网频率的变化, 使谐振回路中的阻抗参数发生变化, 是导致谐振现象不稳定的重要原因。电网频率变动可能使谐振现象突然发生, 突然消失, 也可能使谐振由一种状态转变为另一种状态。
2 PT铁磁谐振过电压数据采集
2.1 过电压采集系统设计
现场采集中性点不接地10kV电力系统过电压数据波形, 数据采集结构框图如图3所示, 电压信号经交流电压传感器转换为0~5V信号, 然后传输至数据采集卡, 通过USB接口将采集到的电压信号传输至计算机。保存数据至硬盘, 供后期分析研究。
交流电压器传感器采用直流电源供电, 一端连接USB数据采集卡, 一端连至电压互感器二次侧出线端, 而数据采集卡则利用数据线通过USB插槽与计算机进行通信。计算机利用专门编写的程序将采集到的电压信号波形以二进制文件形式存盘。
2.2 过电压数据采集实现
由于采集到的过电压数据存储类型为二进制数据文件, 其可处理性较差, 作者通过Visual C++6.0基于多线程方式编写处理程序, 将二进制数据转换为文本格式并将文件导入MATLAB工作区, 绘制波形, 得到如图4所示的电压波形。
现场波形为我们明确展示了过电压的存在, 该过电压峰值最高可达40kV, 有效值为额定电压的2.8倍。更具有电压尖峰叠加、持续震荡等特点。
3 小波分析铁磁谐振过电压波形
对于电力系统中非稳态的谐波分析, 采用离散小波变换, 其中小波函数的选取很重要, 根据研究发现db小波簇具有较好的处理效果和作用[2,3]。经多次对比选择, 最终采用db5小波, 分解尺度为2, 则s=a2+d2+d1, 如图5。
电压检测数据的采样频率为20480Hz, 根据采样定理, 对该数据进行分析可得到的最高频率为0.5×20480=10240Hz。将原始信号s最高频率归一化为1, 则a1的频率范围为0~0.5, d1的频率范围为0.5~1, a2的频率范围为0~0.25, d2的频率范围为0.25~0.5。鉴于原始信号的最高频率为10240Hz, 则信号a1的频率范围为0~5120Hz, 信号d1的频率范围为5120~10240Hz, 信号a2的频率范围为0~2560Hz, 信号的d2频率为2560~5120Hz。
经图6所示, 对实测数据进行小波分析可以得到, 产生过电压的高频谐波电压分量位于2560Hz以上的频带内。考虑到目前采样频率只有20480Hz, 对于高于10240Hz的谐波电压分量无法分辨, 所以实际产生过电压的高频谐波电压分量的频率会更高。
4 结论
通过对电压互感器产生的铁磁谐振过电压进行理论研究及现场实测波形分析, 可得出以下结论:
中性点不接地10kV电力系统电压互感器线圈饱和引起的铁磁谐振过电压的主要特点是高幅值、高频率、持续震荡。该过电压 (有效值) 可达额定电压的2.8倍, 高频谐波电压分量集中于2560Hz以上的频带。以上数据为下一步研究该10kV中压系统电压互感器铁磁谐振过电压的抑制措施提供了重要的依据。
摘要：基于电压互感器铁磁谐振过电压危害, 理论分析过电压产生机理, 现场采集过电压波形数据, 并将过电压波形展开讨论, 利用小波分析的方法确定了过电压的频率分布范围。
关键词：电压互感器,铁磁谐振过电压,小波分析
参考文献
[1]解广润.电力系统过电压[M].水利电力出版社, 1985.
[2]杨福生.小波变换的工程分析与应用[M].科学出版社, 1999.
【关键词】电压互感器 供电系统 谐振
【中图分类号】D1.；M54 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）03-0078-02
1、电压互感器工作原理
电压互感器的主要结构和工作原理类似于变压器。，基本结构也是铁心和原、副绕组。特点是容量很小且比较恒定，正常运行时接近于空载状态。如图1所示，电压互感器的一次线圈匝数N1很多，并接于被测高压电网上，二次线圈匝数N2较少，二次负荷比较恒定，接于高阻抗的测量仪表和继电器电压线圈，正常运行时，电压互感器接近于空载状态。电压互感器本身的阻抗很小，一旦副边发生短路，电流将急剧增长而烧毁线圈。为此，电压互感器的原边接有熔断器，副边可靠接地，以免原、副边绝缘损毁时，副边出现对地高电位而造成人身和设备事故。电压互感器和变压器很相像，都是用来变换线路上的电压。但是变压器变换电压的目的是为了输送电能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安为计算单位；而电压互感器变换电压的目的，主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电，用来测量线路的电压、功率和电能，或者用来在线路发生故障时保护线路中的贵重设备、电机和变压器，因此电压互感器的容量很小，一般都只有几伏安、几十伏安，最大也不超过一千伏安。图2单相电压互感器的接线方式
两个电压互感器分别接于线电压UAB和UBC上，一次绕组不能接地，二次绕组为安全，一端接地，这种接线方式适用于中性点非直接接地或经消弧线圈接地系统。
1）只用两个单相电压互感器可以得到对称的三个线电压；
2）不能测量相电压；
3）一次绕组接入系统线电压，二次绕组电压为100V。当继电保护装置和测量表计只需用线电压时，可采用这种接线方式。
（2）电压互感器的V，v接法 如图3所示图3 电压互感器的V，v接法
V，v接法就是将两台全绝缘单相电压互感器的高低压绕组分别接于相与相间构成不完全三角形。这种接法广泛用于中性点不接地或经消弧线圈接地的35kV及以下的高压三相系统中，特别是10kV的三相系统中。V，v接法不仅能节省一台电压互感器，还能满足三相表计所需要的线电压。这种接线方法的缺点是不能测量相电压，不能接入监视系统绝缘状况的电压表。
（3）电压互感器的Y，yn接法 如图4所示图4 电压互感器的Y，yn接法
这种接法是用三台单相电压互感器构成一台三相电压互感器，也可以用一台三铁芯柱式三相电压互感器，将其高低压绕组分别接成星形。Y，yn接法多用于小电流接地的高压三相系统，可以测量线电压，这种接线方法的缺点是：
① 当三相负载不平衡时，会引起较大的误差；
② 当一次高压侧有单相接地故障时，它的高压侧中性点不允许接地，否则，可能烧坏互感器，故而高压侧中性点无引出线，也就不能测量对地电压。
（4）电压互感器的YN，yn△接法 如图5所示。图5 电压互感器的YN，yn△接法
口泉地区地处七峰山下，地形地貌复杂多样，其中大部为郊区及城乡结合部，地域面积较广，农户居住分散，因此面临着供电网络点多面广地形复杂等环境情况。同时，电力负荷节节攀高，同期进行的城市道路改造、建设也为地区供电提出了更大的挑战。为此，口泉供电支公司审时度势，上下一心，将优质服务摆在重要位置，使员工从心底里理解客户，重视客户，服务客户。
一封感谢信，浓浓用户情
2009年12月20日，口泉供电支公司收到了来自辖区内金凤凰商城管委会及全体经营户的一封感谢信。
信上说，南郊口泉花园街近几年用电负荷增长较快，金凤凰商城又是一个集批发与零售一体的大型集贸市场，商场内的个体户很多，冰箱和冷库也很多，加上空调安装、各种电器的安装使用，造成了近年来的负荷急剧增长，电压降低，导致冰柜、冷库不能正常启动。该支公司了解到这一情况后，及时赶赴现场查看，经过3天多的紧张施工，完成了商场内低压线路的改造，使电压达到合格，商场内电灯、冰柜和空调终于能够正常使用。商城对该支公司这种全心全意为客户排忧解难，帮助客户解决实际困难的服务精神，表示了衷心的感谢。一面锦旗，一份赞誉
2010年7月26日上午，口泉支公司迎来了几位特殊的客人，怀仁县秀女村农户代表把一幅写有“心系特困服贫 情暖百家支农”的锦旗，送到了支公司经理手中。感谢他们急用户之所急，解决了困扰大家的用电困难。
入夏以来，大同地区持续高温，部分地区旱情严重，口泉供电支公司秉承着“想客户之所想，让客户满意”的宗旨，积极行动，全力做好农村灌溉用电保障工作。
秀女村属于该支公司用电服务区域中地理位置较偏远的一个村，也是怀仁县最为贫穷的一个村。今年以来，面对严峻的旱情，秀女村的农田灌溉已经无法满足需求。得知这一情况后，口泉支公司安排筹措，迅速行动，在多方配合努力下，在最短的时间内为秀女村新上了一台排灌变压器，并及时组织验收、装表、送电，为农田灌溉提供了保障。水流徐徐流向干旱的麦田，农户们望着潺潺的水流，脸上露出了欣慰的笑容。解决“低电压”，欢欣度春节
2009年7月20日，南郊区郊城村村民安连生反映，用电高峰期间电压低。口泉供电支公司农电科会同高庄供电所立即前往郊城村实地了解，并把有关情况向口泉供电支公司领导做了汇报。
经了解，郊城村村民安连生反映电高峰期间电压低的情况是：近日郊城村村南在建国投热电厂，大约有300余名施工人员带家属租住在郊城村村民闲房，这些人员日常生活用电，特别是做饭都用电磁炉，造成郊城村用电负荷激增，郊城村本村居民有500余户，70%的村民家都有闲房出租给施工人员及家属，因此，造成郊城村村西315KVA变压器严重过复荷，而且该台区低压主干线线径是50平方的裸导线，致使用电负荷与导线线径不匹配，郊城村村西台区部分用户在用电高峰期间电压低，村东台区所带用户用电正常。
鉴于上述情况，口泉供电支公司对郊城村目前负荷分布和电源布点情况进行了实地勘察，根据勘察情况，口泉供电支公司制定如下解决方案：一是从长远上根本解决问题考虑，须在郊城村村南增加电源点，此方案已列入2010年低压设备改造储备项目，马上实施的可能性不大，解决不了当前燃眉之急；二是从解决当前“低电压”问题考虑，拟把郊城村村西台区所带的150户用户负荷倒到村东台区，可暂时缓解目前电压低的情况，实施本方案须把村
东台100KVA变压器更换为315KVA变压器、主干线导线更换为LGJ-120MM以及更换横担金具等。
为了郊城村村民让高高欣欣欢度春节2010年春节，先解决当前燃眉之急，即“低电压”问题。口泉供电支公司农电科决定把郊城村村西台区所带的150户用户负荷倒到村东台区，可暂时缓解目前电压低的情况。2009年12月口泉供电支公司领导责成泉电实业公司完成此项工作。泉电实业公司线路班9名班员不畏严寒、克服冬季施工的各种困难，终于于2010年春节前完工，村民用上了放心电，高高兴兴欢度春节。
口泉支公司领导又从长远上根本解决问题考虑，决定在郊城村村南增加电源点，并把方案列入2010年口泉供电支公司农村低压设备改造储备项目，2010年初，公司农电处正式批准了这一项目，2010年五月口泉供电支公司领导责成泉电实业公司施工，尽快完成此项工作，造福郊城村村民.泉电实业公司线路班全体员工出动，加班加点，终于于2010年7月完工送电.彻底解决了郊城村“低电压”问题。
该支公司经过多方努力，彻底解决了郊城村“低电压”问题，为郊城村居民生活用电、农村经济发展用电提供了可靠的保证，一方面造福了郊城村村民，另一方面通过迅速解决村民反映的具体问题，实践了“优质、方便、规范、真诚”的服务理念，同时，口泉供电支公司也树立了“国家电网”良好的企业形象。
提高供电质量，服务新农村建设
为适应新农村建设对电力的需要，加快农村配电网建设及农村农田抗旱工作，口泉支公司认真组织相关部门和人员落实规划项目、统筹实施，积极开展新农村电气化建设工作。该支公司结合本区农村实际情况，认真组织相关部门和人员落实规划项目、统筹实施、积极开展新农村电气化建设工作，因此成立了综合计量箱安装突击队。
2010年7月16日，工作启动建设。该支公司加强领导、精心组织、加大投入，广大施工人员发扬连续作战的精神，不怕疲劳、不怕辛苦，战高温、顶酷暑，克服人员少、时间紧、任务重等困难，千方百计加快工程建设进度。
入夏以来，大同市烈日高照、酷热难当，本区农田大部分出现旱情，但对农田灌溉的电力供应充足，电网运行安全平稳。然而，老百姓能够放心用电的背后，是口泉供电支公司突击队七名员工顶烈日、冒酷暑，在田野村庄、平原丘陵，挥汗拼搏，全力工作的结果。为确保农田抗旱用电高峰期的正常供电，虽然天气非常热，但同志们在工作中严格执行安规两票及各相安全规定，为了避开排灌与居民用电高峰期的停电时间，大家只能每天早出晚归。他们每天早上7点不到，便在工地开始施工，采取实地了解、精心组织、合理调配与用电高峰打时间差，直到晚上8点多收工，回到家吃过晚饭已是10点多。一头躺在床上，伴着星星，“享受”这酷热下的宁静时光。黝黑的脸庞在阳光下晃动，紫铜色的臂膀在烈日下挥舞，那是供电人在用最朴实的语言书写着人民电业为人民的新篇章。
7月中旬气温最高的时候，田野上、玉米地里又闷又热，蚊虫叮咬，头上烈日当空，身上衣服已湿透，安全帽下汗水不停流淌。这样的日子对他们来说已是家常便饭。如果不亲身体验，人们很难感受到户外高温难耐的滋味，在无遮无挡太阳暴晒的工地上, 地表如烤炉一般，在烈日的蒸烤下，同志们的衣服湿了又干，干了又湿，工作服被汗水浸透，但同志们仍然坚持奋战在施工一线，黝黑红亮的脸庞，却透露出一样憨厚质朴的笑容。有人问：“热吗?累不累?”“习惯了。”同志们坦然答道。
截止到8月10日工作圆满完成，在这26天里共更换高耗变计量箱55台、101工程计量箱12台共计67台，改善了本区农村电网供电网络，解决供电质量问题，满足农村用电需求，为农村经济发展和农民生活水平的提高，提供了强有力的电力保障。
服务引黄工程，造福人民百姓
2010年7月18日，口泉支公司根据省公司电力系统优先服务于2010大型工程的电视电话会议精神，组织安生科等相关人员深入引黄工程施工现场，了解工程施工中需要电力部门配合的情况以及现阶段电力运行情况等。
引黄工程施工人员提出，引水工程管道施工过程中有树木影响，同时周围有电力线路。为了安全起见，需要暂停相应的高压设备，同时针对施工过程中有高压电杆影响下引水管道等问题，需要电力系统的配合。了解情况后，支公司积极安排人员深入现场与施工单位沿施工线路看方案，统计影响移树的相关线路、影响施工进度的电杆等，并积极协调停电。按照特事特办的方针，支公司分别于7月17日、20日对10KV泉赵线大路辛庄支线和10KV三韩线东肖河支线进行了配合施工停电，并将需要改线的方案及时上报到了相关公司的管理部门。通过主动深入现场，解决引黄施工过程中的电力配合问题，受到了引黄工程指挥部的好评。
保护世界文化遗产，彰显大型国企风范
“急市政所急，想政府所想”。云冈石窟是国家5A级旅游景区，同时被列为世界文化遗产，是非常宝贵的文化遗产。口泉支公司按照市政府关于石窟保护的电力设施改线等的相关要求，从经理到一线员工，从生产一线到后勤保障，每个部门都积极行动，全力以赴。由于工期紧，任务重，大家顾不上休息，甚至把吃饭的时间也利用起来，集思广益，想方设法地解决问题、排除困难。
在施工现场，共产党员冲到最前线，发挥党员模范带头作用，干部员工们不怕辛苦，没有一个人怨声载道，只有埋头苦干。泥水溅在了身上，汗水滴到了地上……也没有一个人叫苦喊累。
经过大家的共同努力，该支公司仅用了两天半的时间就顺利完成了8个变台的安装任务，架设低压电缆2000多米，同时还圆满完成了挖沟、拆除旧配电室等多项工作。为云冈的顺利改迁，为周边环境的整治赢得了宝贵时间，受到有关领导的一致好评。
优质服务，永无止境。口泉供电支公司时刻铭记，优质服务是国家电网生命线。该支公司重民生、保安全、提质量、强队伍、勤监督，全面推出供电优质服务“民心”工程建设，积极倡导阳光作业，不断树立一流意识，深化一流标准，营造一流氛围，提高企业整体素质，以扎实的工作作风、优质的电力服务手段，努力做到 “让群众满意、让政府放心”，树立了电力企业的良好形象。
多措并举 全力推进电压质量整治
湖北省电力公司认真贯彻国家电网公司决策部署，大力实施“新农村、新电力、新服务”农电发展战略，服务于广大农村客户，想用户所想，急用户所急，对用户关心的热点问题和矛盾突出的问题，及时研究，尽力解决。随着农村经济的发展，农网用电负荷增加。2009年上半年，涉及农网电压质量的投诉较往年大幅增加。特别是夏季高峰期间，由于湖北遇到多年不遇的持续高温天气，配电网承受空前的压力，电压质量成为用户投诉的热点问题。此现象引起了湖北公司领导的高度重视，迎峰度夏期间针对用户电压问题开展了专项整治，大大改善了供电质量，也受到社会的广泛好评。现对迎峰度夏农村配网低电压专项整治情况汇总报告如下：
一、农网电压质量问题概况
由于高温导致的高负荷的影响，在此期间对农网供电质量的投诉随之剧增，7月仅95598服务电话接到的投诉电压质量问题达7750起，较08年同期暴增7倍。
根据09年上半年农村配网分析报告显示，全省农网低电压台区数量已高达11059台，变压器容量900893 千伏安，占全省农网台区总台数8.92%。其中瞬间最低电压在175伏及以下有4993台。
为有针对性地解决农网电压质量的问题，我们在高温、高负荷期间组织开展电压的实测工作，通过实测发现在夏季用电高峰时间农网较为严重的低电压台区（175伏以下）7088台，占全省农网台区总台数123967的5.72%。主要原因有以下四个方面：一是负荷过高，配变卡口，导致电压质量下降、本次统计范围内的配变负载率大于80％的台区3755台。二是由于低压线路质量问题和线径过细导致压降损失大的台区5129台。三是中、低压配电半径过长导致电压偏低，其中中压配电半径超过15km的台区964台，低压供电半径超过0.8千米的台区5685台。四是部分单位配网运行管理不到位，三相负荷不平衡，设备未处于最优运行状态，导致电压质量不稳定，三相负荷不平衡大于20％的台区有421台。
二、迅速部署，强化措施，综合治理
针对全省农网电压质量问题的普遍性和低电压投诉猛增的严峻形势，省公司迅速召开“供电单位紧急电视电话会议”。公司领导紧急动员，要求各单位以对广大用户高度负责的态度，认真处理电压问题，保证供电质量，并就低电压和客户报修投诉等工作提出明确要求。
一是提高认识、强化责任。公司把解决电压质量问题作为“保民生、保稳定”、体现供电企业社会责任的工作。要求各单位加强领导，明确责任，落实措施，严格考核，确保取得实效。在此期间省公司启动应急机制，开辟快速通道，特事特办。领导分片督办各单位整改进度。各部门通力合作，积极协调解决资金和物资方面的困难。公司每天发布低电压整治快报，通报各单位整改进度和相关信息，交流各单位做法。
二是开展调查摸底工作，全面掌握情况。根据95598的投诉记录，重点对08年以来客户反映的低电压和报装投诉问题进行清理摸底。结合负荷实测对电压质量差的台区进行低电压普查。利用电压监测装置，对各配电台区低电压数据记录和分析，查找原因。对用户电压投诉，及时到达现场进行核实，并与用户沟通。对客户投诉比较集中、情况特别严重的的台区特事特办、及时处理。
三是明细措施，分类治理。按照造成电压质量问题的原因，需要进行技术整改的，按照轻重缓急进行技术改造。10千伏供电卡口的，采取转移供电负荷、增设无功补偿、增大导线截面等措施；10千伏供电半径偏大，采取设置10千伏调压器的措施；低压供电半径偏大的台区，采取配变分容、新增布点的措施；配变、导线供电卡口的，采取更换配变、增大导线截面的措施；对因局部线径细或接头多而引起的低电压立即更换导线。
四是加强运行管理，优化运行方式。对属于管理原因造成的电压质量问题，主要通过加强运行管理，优化运行方式的手段改善电压质量。根据电压情况及时调整配电变压器分接头，兼顾首端和终端电压质量；对配电三相负荷严重不平衡的台区，迅速制定负荷转移方案，均衡三相负荷。
三、快速响应，集中攻坚
在公司领导的统一部署下，广大农电职工高温、冒酷暑，发扬特别能吃苦、特别能战斗的精神，全省农网共投入78235人次，大力开展低电压整治工作，并取得了阶段性的成果。通过16天时间的突击整治，全省农网共完成4678个台区的改造整治工作，而这4678个低电压台区，主要是通过两大类措施解决：一是通过低压线路修理、负荷调整、配变调压等技术手段处理解决，共处理1823个台区，二是通过工程手段处理解决，主要是新增配变布点和配变增容，此类台区共有2855个。本次整治行动共投入资金3.154亿元，解决用户电压质量有效投诉5641起，整改完成率99.95%。惠及用户453666户。
省公司开展的此项活动，在全省社会上引起积极的反响，省内各大媒体纷纷正面报道电力职工冒着酷暑日夜奋战在电力抢修的一线，为广大客户排忧解难感人事迹。公司领导也顶着烈日赴抢修现场慰问奋战在抢修一线的职工，送去一片清凉，也送去安全作业的叮嘱。此次低电压专项整治涉及面广，用户反响热烈，在此期间不断有客户给供电公司和供电所送锦旗和感谢信表达感激之情。
四、巩固成果，不断完善
通过本次专项整治，用户电压质量得到改善，但由于农网网架薄弱，中、低压供电半径过长，农村负荷增长速度快，且配网负荷分布和增长有不确定性等因素的综合影响，导致部分用电电压未得到有效保障。
下一步为巩固电压整治的成果，积极服务于“家电下乡”，满足农村用电需求。我们将从两个方面加强农网电压质量管理，特别是客户端电压质量的管理：一是进一步加强运行分析工作。在运行分析的基础上，建立保障电压质量的常态机制。每个季度要对配网的用户电压质量问题进行专题分析，完善配网电压质量监测，在运行分析的基础上，提出有效的整改措施和相关项目，并在夏季高峰到来前，提前实施，确保不发生大面积的电压质量问题。二是建立低电压整治快速响应机制。对低压负荷分布和增长不确定性导致的电压质量问题，生产运行部门建立与95598联动的低电压整治快速响应机制，一旦确认为有效的电压质量投诉，相关公司就要提出有针对性的解决方案，并迅速整改到位。省公司在资金安排和项目审批程序上开辟绿色通道。
