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10kV PT高压熔断器频繁熔断原因及处理方法

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分享到: 本站编辑:admin 日期: 2010-09-22 16:36 点击:

摘要:本文先介绍电压互感器的作用、概述电压互感器熔断器熔断的常见原因,然后就某变电站更换10KV母线PT后出现高压熔断器频繁熔断这一现象进行原因分析,提出处理方法并消除故障,为今后可能出现的类似问题提供参考和借鉴。
关键词:电压互感器、PT高压熔断器、频繁熔断、解决措施
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0 引言
10kV配电系统的电压互感器经常出现高压熔断器一相或两相熔断等异常故障,这不仅影响了电能表的准确计量,而且还容易造成保护装置和安全自动装置的误动作,严重危及配电网的安全可靠运行。
2009年2月某变电站更换两组10kV 互感器,将型号JSJW-10Q油浸式PT更换型号JDZX9-10Q干式PT后,该电压互感器多次出现高压熔断器熔断现象,本人结合自己多年变电运行经验,就该站10kV电压互感器高压熔断器熔断这故障现象产生的原因、危害、故障分析及处理方法进行了分析和探讨。
1 电压互感器的作用
①将一次回路的高电压转为二次回路的标准低电压,监视母线电压及电力设备运行状况,并提供测量仪表、继电保护及自动装置所需电压量,保证系统正常运行。
②使二次回路可采用低电压控制电缆,且使屏内布线简单,安装、调试、维护方便,可实现远方控制和测量。
③使二次与一次高压部分隔离,且二次可设接地点,确保二次设备和人身安全。
2 电压互感器损坏及高压熔断器熔断的危害
①对变电设备的危害:一般情况下,10kV系统中最常发生的异常运行现象是谐振过电压。虽然谐振过电压幅值不高,但可长期存在。尤其是低频谐波对电压互感器线圈设备影响的同时可能会危及变电其它设备的绝缘,严重的可使母线上的其它薄弱环节的绝缘击穿,造成严重的短路事故甚至大面积停电事故。
②对运行方式的危害:出现电压互感器烧坏及高压保险熔断现象后,如不能马上修复,将导致10kV母线不能分段运行。
③对人员的危害:一旦发生电压互感器损坏或高压保险熔断现象,将会给运行人员巡视设备时造成人身伤害。
④降低供电可靠性和少计电量:若电压互感器损坏或高压保险熔断,则无法准确计量,直接造成电量损失或计量不准确。同时保护电压的消失将严重危及供电设备的安全运行。
3 PT高压熔断器熔断的常见原因
在实际运行中,电压互感器高压熔断器经常会发生熔断现象,其原因主要有以下几种:①系统运行环境变化,出现危及系统安全运行的铁磁谐振,引起电压互感器一、二次侧熔断器熔断。②一次系统发生单相接,产生弧光接地过电压。③二次负载过重,将导致电压互感器熔断器熔断。④低频饱和电流可引起电压互感器一、二次熔断器熔断。⑤电压互感器一、二次绕组绝缘降低、短路故障或消谐器绝缘下降可引起一、二次侧熔断器熔断。⑥电压互感器X端绝缘水平与消谐器不匹配导致一、二次侧熔断器熔断。⑦操作方法不当,不按规程操作。
4 实际案例
2009年2月,某变电站两组型号JSJW-10Q10kV 油浸式互感器更换型号JDZX9-10Q的干式互感器。投运后不久,该电压互感器的高压熔断器多次出现熔断现象(见表1)
表1 两组电压互感器故障情况

日期/项目
PT名称
故障相别
备注
2009-03-12
56PT
A、B
有线路故障
2009-03-15
56PT
A、B、C
有线路故障
2009-03-16
56PT
A、C
有线路故障
2009-03-22
51PT
B、C
无线路故障

2009年3月12日56PT开始出现高压熔断器熔断。故障出现时,变电站运行人员依据《变电站现场运行规程》进行处理,及时更换已熔断的高压熔。3月15日,56PT又出现A相、B相高压熔断器熔断,有关人员对56PT器身进行全面检查和高压试验,结果没有发现任何异常。3月16日,10kV Ⅵ母线互感器56PT出现A相、C相高压熔断器熔断。对这次高压熔断器熔断,我们采取了加固56PT一次N端接地,并再次对56PT进行高压试验。由表1可见,56PT这三次高压熔断器熔断时,该段母线均有10kV线路接地。
该站10KV母线PT高压熔断器的频繁熔断,不仅严重影响电度计量的准确性,而且对系统的安全运行也造成了影响。因此对这种现象进行分析并找出解决方案具有十分重要的意义。
5 故障分析
根据PT高压熔断器熔断的常见原因,结合现场的故障现象以及相关的高压试验结果,排除了由PT本身绝缘降低及操作不当等原因造成的高压熔断器熔断,经过分析与讨论,初步认为故障主要原因可能是系统产生铁磁谐振引起的。
电力系统的任一回路都可简化成电阻R、感抗wL、容抗1/wC的串并联回路。不管是串联还是并联回路,当容抗1/wC和感抗wL相等时,这个回路就会发生谐振。回路中的电感元件和电容元件就会产生过电压和过电流,此时的电场能量(电容)与磁场能量交换达到最大值。在高压回路中,由于线路等电气设备对地存在分布电容,再加上电压互感器之类的非线性铁磁元件电感的存在,具备了构成谐振的必要条件,一旦系统电压发生扰动,有可能会激发谐振,由于铁磁元件的非线性(如铁芯饱和时感抗会变小),这一谐振会进一步增大,当出现wL=1/wC时,这种谐振称为铁磁谐振。铁磁谐振对地产生很高的过电压,此电压可能是额定电压的几倍至几十倍,致使瓷绝缘放电,绝缘子、套管等的铁件出现电晕,电压互感器一次熔断器熔断,严重时将损坏设备。在实际运行中产生铁磁谐振的具体原因,可能有以下几方面:①中性点不接地系统发生单相接地、单相断线或跳闸,三相负荷严重不对称等。②与电压互感器铁芯的饱和程度有关。在中性点不接地系统中使用中性点接地的电压互感器时,若其铁芯过早饱和则更容易产生铁磁谐振。③倒闸操作过程中由于运行方式恰好构成谐振条件,如三相断路器不同期分合时,都会引起电压、电流波动,引起铁磁谐振。
由于本次电压互感器高压熔断器熔断的故障是更换电压互感器后才频繁产生,因此进一步认为:由于新旧PT结构的不同,致使该变电站10kV设备在外界系统发生不对称接地时更容易发生谐振,结果导致56PT、51PT的高压熔断器频繁熔断。
6 解决措施
防止铁磁谐振一般采用的方法:①改变XC/XL的比值,如使用电容式电压互感器(CVT)或在母线上接入一定大小的电容器,使XC/XL﹤0.01来避免谐振。②电压互感器开口三角绕组两端连接一适当数值的阻尼电阻R(约为几十欧)。③通过改变操作顺序来避免谐振电压的产生。
由于该变电站10kV系统是中性点不接地系统,决定在PT与中性点之间安装一次消谐装置,来解决因铁磁谐振引起过电压而导致10kV母线PT高压熔断器频繁熔断这一故障问题。2009年4月22日,在10kV 56PT及51PT的中性点与接地之间各安装一个型号为 LXQⅡ-10(6)的消谐装置。消谐装置投运后至现在,再也没有发生PT高压熔断器熔断故障。
7 结束语
在实际运行中10kV电压互感器高压熔断器熔断情况时有发生,给电力系统稳定运行带来很大危害。首先,要从互感器本身考虑,如加装合适的消谐装置,提高设备的稳定性和抵御系统故障能力。其次,发生故障时,要快速正确处理,防止故障的进一步扩大。再次,要不断总结使用的经验和故障处理的方法,才能保证系统的安全稳定运行。
参考文献:
[1] 解广润,电力系统过电压[M],北京:水利电力出版社,1997.
[2] 华北电业管理局组编,变电运行技术问答 第2版[M],北京:中国电力出版社,1997.
[3] 贾绪君,电压互感器(PT)熔断器熔断现象及分析[J],酒钢科技,2005年第3期.
 

  

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