摘要：随着我国综合国力的增强，社会经济不断发展和进步，人们的工作和日常生活已离不开电能，与此同时人们对供电质量的要求也更加严格。母线谐振过电压事故在电力系统运行工作过程中时有发生，对社会经济以及人们的工作生活造成严重的影响。本文通过分析探索10kV母线谐振过电压事故的发生及其预防措施，为将来我国电力系统的正常工作运行和发展提供科学有效的方案。
关键词：母线；谐振过电压；事故分析；预防措施
近年来，随着我国社会的不断发展，电力行业也随之不断进行发展和改革，当前，10kV电网广泛应用在人们的工作和日常生活中，作为电力系统中重要的连接部分，母线有很多功能特点，例如对电能的分配、汇集和传送等等。但在电路运行过程中，10kV母线谐振过电压事故，以及各种内在和外在因素等都会影响电力系统的正常运行过程。所以，应该高度重视电力系统在运行过程中出现的事故，并对其进行有效的分析、解决和预防，来提高10kV母线对我国电力行业发展的积极影响，并且为电力系统的正常运行提供保障。
一、母线谐振过电压事故分析
2019年3月23日11时58分，在我院科研楼发生了第16GP母线上电压互感器（PT）铁磁谐振烧毁的事件，现场高压室内烟雾弥漫，且伴有剌鼻气味，导致消防烟感报警及停电事件，我们打开PT柜进行检查，发现熔断器C相已完全炸裂、A相从熔断器中间断裂、B相相对较为完整，但三相熔断器卡口上端均有烧蚀迹象；三只电压互感器中，A相和C相互感器下端均有液体流出，B相互感器无液体流出。图略。后经查综保装置后台系统和18GP进线柜综保装置，发现11时50分后台装置报母线PT及避雷器柜3GP的TV异常、发出预告总信号（总告警信号），8分钟后电源进线柜18GP报线路过流，母线I段动作，动作电流值为A相55.822A、B相80.053A、C相92.303A。我们又到上级输变电站查看，综保装置无故障跳闸信息，也没有故障报警信息。但在上级电站的110KV控制室的后台监控系统上看到，在11时58分2#主变间隔低后备和高后备有起动接点动作。570mS后复位，未完成动作。且在11时50分，ABC三相电压波形均出现异常波动。经过我们综合分析，发现是10KV母线的谐振过电压造成PT铁芯磁饱和，从而造成此次故障，后决定选用4PT消谐法对PT柜的抽出单元进行改造，并选用了JSZFR-10型电压互感器（该型号电压互器具有较强的抗磁饱和能力），经过1年多的运行，至今未出现任何异常。
电力系统在工作运行中，铁磁谐振现象经常发生，进而引发过电压事故，在220kV以下的任意一个系统中都可能会发生铁磁谐振过电压事故，尤其是在10kV运行的的电网中更为常见。它主要是由于电压互感器的线圈电感与电网对地电容能够构成谐振条件，导致运行中产生铁磁谐振，从而引起内部过电压，如果这种情况持续时间过长，可能导致电压互感器烧损、避雷器爆炸、甚至电压互感器高压熔丝熔断。对于谐振过电压事故应该采取正确的措施进行预防，不然会造成大面积的停电事故，严重时会导致电气设备的大量损坏[1]。
变电站的运行方式通常为单母分段，当母线谐振过电压事故发生时，一相的电压值骤降，而其它两相电压值将会有所升高，最高值会接近系统的相间电压值，说明该系统存在瞬间单相接地问题，这是常见故障。另外在一般情况下，变电站所在位置多为乡镇地区，10kV母线的出线较多，而且出线的外部环境都不一样，线路复杂、负荷用户多等因素提高了瞬间单相接地的发生机率。
系统的扰动可导致电磁电压互感装置出现饱和现象，当电磁电压互感装置出现相应的饱和程度达到一定数值后，其励磁感抗性能将会变小，此时如果励磁感抗与对地容抗相符合，可能形成共振回路，出现铁磁式谐振过电压的现象。铁磁式谐振过电压出现在10kV电网的系统中时，其具备以下两个条件：首先是对地容抗与励磁感抗比值匹配。另外是电网系统中有谐振的激发因素，如电压出现扰动、间歇性接地问题等。在电力系统稳定运行的过程中，励磁感抗值远超过对地容抗值。激磁性能不好的电压互感装置、电力系统单相接地常常因为电磁式电压互感装置的铁芯处于饱和状态，降低了励磁感抗值，使得对地容抗与励磁感抗值相近，进而出现谐振过电压。互感装置、对地电容和参数不同的影响，导致电网系统中性点不接地，一般有以下两种情况：当基波共振发生时，通常电力系统一相电压骤然降低、其他两相电压升高，此时中性点电压数值比相电压数值略高。其次当基波谐振发生时，三相电压的稳态数值不对称，对地电压数值通常高于相电压数值。基波谐振的持续时间较长，电压互感器等装置的绝缘性、耐受力的要求必然提高。
二、母线谐振过电压事故预防措施
10kV电力系统采用中性点未接地的运行方式，是当前供电系统中十分重要的型式，当电力系统在运行过程中，某些电感和电容元件会出现一些故障，进而会出现振荡回路，在一定的因素作用下，就会发生谐振过电压现象。如果谐振过电压这种现象持续的时间过长，以及不能快速恢复其运行功能，电力系统中的部分元件就会出现十分严重的谐振过电压事故，影响整个电力系统的正常工作和安全。因此，变电站在设计前和工作运行过程中都应该充分考虑谐振过电压的预防措施[2]。
（1）安装新型智能化电力谐振消除装置
随着社会的不断发展进步，科学技术也随之不断革新，信息化技术渗透到各行各业中。目前，我国电力系统在发展过程中存在诸多挑战，安装新型智能化电力谐振消除装置将会有效促进我国电力系统的发展。例如KSX196-HA型消谐设备，其工作原理就是检测回路中变化的电压数值，当数值低于30 V时，电力系统的各项装置的工作状态处于稳定状态。当其数值超过30 V 时，消谐装置就会出现警告提示，这个时候电力系统的正常运行状态就会打破。而通过多项处理技术如放大和检测等就可以对电压数据进行重新分析计算以及整理，在分析电力系统的运行故障后，该装置会发出相应的指示。电力系统会由于多种因素导致出现不同的故障，当谐振事故发生时，装置会立即启动消谐电路来有效的消除谐振事故。在电力系统运行工作过程中，为了有效的遏制母线谐振过电压事故的发生，各相关人员应该坚持防患于未燃的基本理念，根据变电站装置设备实际运行状况进行充分考虑，有效预防和安全快速消除事故两种方式相结合，推动我国电力系统发展前进的脚步。
（2）选择适宜的二次谐振消除设备
二次谐振消除设备的合理应用，对电压互感器中产生的铁磁谐振现象能够有效的进行消除。因此在电力系统的二次谐振消除设备进行选择时，对该设备在安装程序上是否便捷、谐振消除的反应是否快速以及该设备的抗干扰能力等多方面应该充分考虑。传统的电力系统在降低谐振过电压事故发生几率，通常利用白炽灯等方式去消除电容中的能量。随着现代化信息技术的不断发展，当前电力系统突破了传统电力系统的局限性，在生产管理和安全性能上得到了极大的提升，多功能的新型消谐设备被大部分的变电站广泛应用。当前谐振消除设备的种类繁多，其生产厂商和型号都有所差异，所以相关人员应该依据变电站具体情况，选择适宜的二次谐振消除设备。
（3）合理设置消弧线圈，降低中性点接地数量
首先，在电力系统中设置消弧线圈，同时变电站应使用接地变压器。利用消弧线圈可以使电力系统中的中性点接地，从而达到接地保护的作用。当单相接地的事故发生时，这种接地保护会出现感性电流，对接地的电容以及电流量达到补偿效果，进而对接地点电弧能够有效地消除，避免了铁磁式谐振过电压事故的发生。其次，在10kV不接地或者经过消弧线圈接地的电力系统中，降低中性点接地数量，如必要的电压互感器中性点接地，其余电压互感器中性点应该尽量不接地，以此来降低铁磁谐振过电压事故的发生几率。若10kV母线都安装电磁电压互感装置，该装置属于电感构件，同样可以有效的避免系统发生瞬间单相接地、间歇性接地问题。最后，相关的工作人员应该严格按照规范进行倒闸工作，通过倒闸操作对电气设备和电力系统的运行状态、方式、参数等进行改变，从根本上降低谐振过电压事故的发生[3]。
结束语：
综上所述，电力系统的正常运行关乎着社会的发展和我们每个人的工作和生活，电力系统在运行过程中，如果出现母线谐振过电压的故障，并且持续的时间过久，不仅会阻碍电力系统和电气设备的运行工作，而且对供电过程也会造成严重的影响。所以，工作人员对母线谐振过电压事故应该高度重视，结合事故发生的特点和电力系统运行工作的实际情况，进行全面考虑和分析。通过安装新型智能化电力谐振消除装置、选择适宜的二次谐振消除设备以及合理设置消弧线圈等多种预防措施，从根本上遏制谐振过电压事故的发生，有效的推动我国电力系统的稳步发展。
参考文献：
[1]禤志哲. 10 kV母线谐振过电压事故分析及预防措施[J].电工电气, 2017, 000(002):70-72.
[2]胡金,张海霞,韩海龙,等. 10kV系统单相接地故障引起铁磁谐振事故分析[J].内蒙古电力技术, 2019, 37(01):84-87.
[3]连杰. 10kv系统谐振过电压事故分析[J].西北水电, 2016.