35kV變電站PT柜中TV熔斷器熔絲熔斷原因分析

周恒虎

(國家新聞出版廣電總局2022臺,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

(國家新聞出版廣電總局2022臺,新疆喀什 844000)

本文結合我臺變電站設備存在的故障,介紹了35kV變電站中性點不接地系統中的三相五芯柱三繞組的電壓互感器發生鐵磁振蕩的原因,并由此引發PT柜中熔斷器熔絲頻繁熔斷,經過分析,總結出我們在維護過程中應該重點關注的一些問題,采取必要措施,最大限度的來抑制惡性事故的發生。

PT 熔斷器 鐵磁諧振 熔斷 電抗器

1 前言

在電力系統運行時，發生PT熔斷器斷裂的原因主要有以下幾點：(1)系統運行環境變化，出現危及系統安全運行的鐵磁諧振，引起電壓互感器一、二次側熔斷器熔斷。(2)一次系統發生單相接，產生弧光接地過電壓。(3)二次負載過重，將導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接地情況是否良好。

2 事故現象及分析處理

而在我臺近期卻出現了PT柜中熔斷器頻繁斷裂的情況，自去年8月份開始，共出現了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PT柜高壓側C相TV熔斷器斷裂，測量儀表上顯示C相電壓為19kV左右，并且還繼續成抖動下降趨勢(A、B兩相電壓均為21.5kV左右)。

在故障剛發生時，由于消諧器動作指示燈亮，立即對電壓互感器的開口三角形兩端電壓進行了測量，零序電壓為0.6V，說明只是瞬時過電壓，隨后將消諧器動作指示燈恢復。在做好各項安全措施之后，搖出PT柜小車，取下C相燒壞的熔斷器(我臺所用熔斷器型號為XRNP1-40.5/0.5A)，用萬用表測得其電阻為無窮大，正常相同型號的熔斷器阻值為19Ω，另用2500V兆歐表測得其阻抗為200M Ω，測得電壓互感器的阻抗為50MΩ，兩者在同一數量級上，說明該熔斷器既不處于在正常工作范圍(阻抗為零)，又沒有完全燒斷(阻抗無窮大)。該阻抗與電壓互感器形成分壓回路，導致測量儀表顯示電壓值偏低，且隨著時間的推移，熔斷器的阻抗會越來越大，測量儀表顯示值也就越來越低。

我們首先通過全面巡視、清理了架空線路廊道，對電壓互感器進行耐壓試驗，并且加固了PT一次側的N端接地等措施，隨后更換了相同型號的熔斷器，但是把原熔絲的額定電流由0.5A提高到1A。至此，運行至今，再也沒有出現任何異常現象。

3 判斷PT熔斷器熔斷上的一些誤區

我們在發生PT熔斷器斷裂時我們決不能只是局限于一些常規性的認知，我們可以從自身設備上徹查原因，首先是不要過多的相信、依賴消諧裝置，由于過去是在互感器的開口三角形兩端串接一個白熾燈泡，通過燈泡來吸收系統中存在的能量，隨著技術的革新，才更新為加裝消諧裝置，但是一定要確定消諧裝置的完好，我臺就出現過由于消諧裝置動作指示燈經常性的動作，但是一直認為動作原因是因為瞬時性的系統接地或者系統中出現的諧振，從而花費大量的人力查找架空線路和高壓設備可能出現的單相接地點，直到有一次，動作指示燈無法恢復了，隨后，測量開口三角形兩端電壓，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一次側的N端接地線是否有松動，必要時要用專用的接地電阻測試儀進行測量一下設備接地電阻情況，盡可能的排除這種因接地不良而出現電壓互感器飽和過電壓。

最后，電力系統發生故障的原因有時并不是單一的一個故障點造成的，有可能是一種綜合性的問題，系統的暫態特性以及PT高壓熔斷器熔斷特性都會成為熔斷器斷裂的因素，所以我們在出現這種故障時，考慮問題就要全面，避免走入誤區，保障設備的安全穩定運行。

圖1 TV一次側中性點串接抗器對的接線圖

4 PT熔斷器斷裂對系統運行存在的一些危害

首先，對變電設備的危害：一般情況下，10kV、35kV系統中最常發生的異常現象是諧振過電壓。雖然諧振過電壓幅值不高，但可長期存在。尤其是低頻諧波對電壓互感器線圈設備影響的同時可能會危及變電其它設備的絕緣，嚴重的可使母線上的其它薄弱環節的絕緣擊穿，造成嚴重的短路事故甚至大面積停電事故。其次，對運行方式和人員產生危害。最后，會降低供電可靠性和少計電量。

5 PT熔斷器頻繁斷裂的抑制措施

(1)由于PT熔斷器是一次設備，我們要從系統的接地保護和PT保護兩方面來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串聯電抗器R，使回路電阻加大，能避免諧振過電壓，減少回路電流。若是由于系統單相接地故障(幾率較大)時，在故障時，有固定的接地通道，PT的高壓繞組不會流過涌流，也就不會產生鐵磁諧振了，但是在單相接地故障結束的那一時刻，由于那個固定的地電位消失，大量的存儲電荷只能從PT的高壓繞組流通，從而產生大量的勵磁涌流，此時二次側的消諧裝置一定會動作，則會產生更大的涌流幅值，而無助于抑制涌流。只有在高壓繞組中性點安裝消諧電抗器R，才能將高壓繞組中的涌流抑制在很小的水平，從而避免發生熔斷器斷裂的情況。如圖1所示。(3)采用勵磁特性較好的電壓互感器，改善其伏安特性。

6 結語

在實際運行中35kV電壓互感器高壓熔斷器熔斷情況時有發生，我臺上級供電站也是時常出現類似情況，給電力系統穩定運行帶來很大危害。但是目前國內相關技術水平限制，對系統出現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，提高設備的穩定性和抵御系統故障能力。其次，發生故障時，要快速正確處理，防止故障的進一步擴大。再次，要不斷總結使用的經驗和故障處理的方法，才能保證系統的安全穩定運行。