35kV變電站PT柜中TV熔斷器熔絲熔斷原因分析

周恒虎

(國(guó)家新聞出版廣電總局2022臺(tái),新疆喀什 844000)

35kV變電站PT柜中TV熔斷器熔絲熔斷原因分析

周恒虎

(國(guó)家新聞出版廣電總局2022臺(tái),新疆喀什 844000)

本文結(jié)合我臺(tái)變電站設(shè)備存在的故障,介紹了35kV變電站中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中的三相五芯柱三繞組的電壓互感器發(fā)生鐵磁振蕩的原因,并由此引發(fā)PT柜中熔斷器熔絲頻繁熔斷,經(jīng)過(guò)分析,總結(jié)出我們?cè)诰S護(hù)過(guò)程中應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注的一些問(wèn)題,采取必要措施,最大限度的來(lái)抑制惡性事故的發(fā)生。

PT 熔斷器 鐵磁諧振 熔斷 電抗器

1 前言

在電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，發(fā)生PT熔斷器斷裂的原因主要有以下幾點(diǎn)：(1)系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境變化，出現(xiàn)危及系統(tǒng)安全運(yùn)行的鐵磁諧振，引起電壓互感器一、二次側(cè)熔斷器熔斷。(2)一次系統(tǒng)發(fā)生單相接，產(chǎn)生弧光接地過(guò)電壓。(3)二次負(fù)載過(guò)重，將導(dǎo)致電壓互感器熔斷器熔斷。

(4)低頻飽和電流可引起電壓互感器一、二次熔斷器熔斷。(5)電壓互感器一、二次繞組絕緣降低、短路故障或消諧器絕緣下降可引起一、二次側(cè)熔斷器熔斷。(6)電壓互感器X端絕緣水平與消諧器不匹配。

(7)電壓互感器的一次中性點(diǎn)接地情況是否良好。

2 事故現(xiàn)象及分析處理

而在我臺(tái)近期卻出現(xiàn)了PT柜中熔斷器頻繁斷裂的情況，自去年8月份開(kāi)始，共出現(xiàn)了8次熔斷器熔斷情況(不同相)，以2013年1月1日故障為例，變電站35kV主用線路明廣線側(cè)PT柜高壓側(cè)C相TV熔斷器斷裂，測(cè)量?jī)x表上顯示C相電壓為19kV左右，并且還繼續(xù)成抖動(dòng)下降趨勢(shì)(A、B兩相電壓均為21.5kV左右)。

在故障剛發(fā)生時(shí)，由于消諧器動(dòng)作指示燈亮，立即對(duì)電壓互感器的開(kāi)口三角形兩端電壓進(jìn)行了測(cè)量，零序電壓為0.6V，說(shuō)明只是瞬時(shí)過(guò)電壓，隨后將消諧器動(dòng)作指示燈恢復(fù)。在做好各項(xiàng)安全措施之后，搖出PT柜小車，取下C相燒壞的熔斷器(我臺(tái)所用熔斷器型號(hào)為XRNP1-40.5/0.5A)，用萬(wàn)用表測(cè)得其電阻為無(wú)窮大，正常相同型號(hào)的熔斷器阻值為19Ω，另用2500V兆歐表測(cè)得其阻抗為200M Ω，測(cè)得電壓互感器的阻抗為50MΩ，兩者在同一數(shù)量級(jí)上，說(shuō)明該熔斷器既不處于在正常工作范圍(阻抗為零)，又沒(méi)有完全燒斷(阻抗無(wú)窮大)。該阻抗與電壓互感器形成分壓回路，導(dǎo)致測(cè)量?jī)x表顯示電壓值偏低，且隨著時(shí)間的推移，熔斷器的阻抗會(huì)越來(lái)越大，測(cè)量?jī)x表顯示值也就越來(lái)越低。

我們首先通過(guò)全面巡視、清理了架空線路廊道，對(duì)電壓互感器進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，并且加固了PT一次側(cè)的N端接地等措施，隨后更換了相同型號(hào)的熔斷器，但是把原熔絲的額定電流由0.5A提高到1A。至此，運(yùn)行至今，再也沒(méi)有出現(xiàn)任何異?，F(xiàn)象。

3 判斷PT熔斷器熔斷上的一些誤區(qū)

我們?cè)诎l(fā)生PT熔斷器斷裂時(shí)我們決不能只是局限于一些常規(guī)性的認(rèn)知，我們可以從自身設(shè)備上徹查原因，首先是不要過(guò)多的相信、依賴消諧裝置，由于過(guò)去是在互感器的開(kāi)口三角形兩端串接一個(gè)白熾燈泡，通過(guò)燈泡來(lái)吸收系統(tǒng)中存在的能量，隨著技術(shù)的革新，才更新為加裝消諧裝置，但是一定要確定消諧裝置的完好，我臺(tái)就出現(xiàn)過(guò)由于消諧裝置動(dòng)作指示燈經(jīng)常性的動(dòng)作，但是一直認(rèn)為動(dòng)作原因是因?yàn)樗矔r(shí)性的系統(tǒng)接地或者系統(tǒng)中出現(xiàn)的諧振，從而花費(fèi)大量的人力查找架空線路和高壓設(shè)備可能出現(xiàn)的單相接地點(diǎn)，直到有一次，動(dòng)作指示燈無(wú)法恢復(fù)了，隨后，測(cè)量開(kāi)口三角形兩端電壓，仍然近似為零，這才確定為消諧裝置的故障，系統(tǒng)不再具備消諧功能，更換備件，隨后熔斷器斷裂的情況得到很大的改善。

另外一種情況，我們首先要檢查PT一次側(cè)的N端接地線是否有松動(dòng)，必要時(shí)要用專用的接地電阻測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)量一下設(shè)備接地電阻情況，盡可能的排除這種因接地不良而出現(xiàn)電壓互感器飽和過(guò)電壓。

最后，電力系統(tǒng)發(fā)生故障的原因有時(shí)并不是單一的一個(gè)故障點(diǎn)造成的，有可能是一種綜合性的問(wèn)題，系統(tǒng)的暫態(tài)特性以及PT高壓熔斷器熔斷特性都會(huì)成為熔斷器斷裂的因素，所以我們?cè)诔霈F(xiàn)這種故障時(shí)，考慮問(wèn)題就要全面，避免走入誤區(qū)，保障設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

圖1 TV一次側(cè)中性點(diǎn)串接抗器對(duì)的接線圖

4 PT熔斷器斷裂對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行存在的一些危害

首先，對(duì)變電設(shè)備的危害：一般情況下，10kV、35kV系統(tǒng)中最常發(fā)生的異?，F(xiàn)象是諧振過(guò)電壓。雖然諧振過(guò)電壓幅值不高，但可長(zhǎng)期存在。尤其是低頻諧波對(duì)電壓互感器線圈設(shè)備影響的同時(shí)可能會(huì)危及變電其它設(shè)備的絕緣，嚴(yán)重的可使母線上的其它薄弱環(huán)節(jié)的絕緣擊穿，造成嚴(yán)重的短路事故甚至大面積停電事故。其次，對(duì)運(yùn)行方式和人員產(chǎn)生危害。最后，會(huì)降低供電可靠性和少計(jì)電量。

5 PT熔斷器頻繁斷裂的抑制措施

(1)由于PT熔斷器是一次設(shè)備，我們要從系統(tǒng)的接地保護(hù)和PT保護(hù)兩方面來(lái)考慮將熔斷器的額定電流從0.5A增加至1到2A；(2)在電壓互感器一次側(cè)串聯(lián)電抗器R，使回路電阻加大，能避免諧振過(guò)電壓，減少回路電流。若是由于系統(tǒng)單相接地故障(幾率較大)時(shí)，在故障時(shí)，有固定的接地通道，PT的高壓繞組不會(huì)流過(guò)涌流，也就不會(huì)產(chǎn)生鐵磁諧振了，但是在單相接地故障結(jié)束的那一時(shí)刻，由于那個(gè)固定的地電位消失，大量的存儲(chǔ)電荷只能從PT的高壓繞組流通，從而產(chǎn)生大量的勵(lì)磁涌流，此時(shí)二次側(cè)的消諧裝置一定會(huì)動(dòng)作，則會(huì)產(chǎn)生更大的涌流幅值，而無(wú)助于抑制涌流。只有在高壓繞組中性點(diǎn)安裝消諧電抗器R，才能將高壓繞組中的涌流抑制在很小的水平，從而避免發(fā)生熔斷器斷裂的情況。如圖1所示。(3)采用勵(lì)磁特性較好的電壓互感器，改善其伏安特性。

6 結(jié)語(yǔ)

在實(shí)際運(yùn)行中35kV電壓互感器高壓熔斷器熔斷情況時(shí)有發(fā)生，我臺(tái)上級(jí)供電站也是時(shí)常出現(xiàn)類似情況，給電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)很大危害。但是目前國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)水平限制，對(duì)系統(tǒng)出現(xiàn)的鐵磁諧振并不能完全有效得到抑制，我們要從互感器本身考慮，如加裝合適的消諧裝置和電抗器，提高設(shè)備的穩(wěn)定性和抵御系統(tǒng)故障能力。其次，發(fā)生故障時(shí)，要快速正確處理，防止故障的進(jìn)一步擴(kuò)大。再次，要不斷總結(jié)使用的經(jīng)驗(yàn)和故障處理的方法，才能保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。