10kV系統(tǒng)銅排松動時母線PT爆炸原因分析研究

吳啟全

【摘 ?要】給出了10kV母線PT燒毀的原因，分析并研究了10kV系統(tǒng)中性點接地方式應采用小電阻接地方式，頻繁導致母線PT燒毀的深層次原因，并提出了解決措施。

【關(guān)鍵詞】小電阻接地方式;CT二次側(cè)開路;PT;銅排螺釘漏裝;

35kV變電站的10kV母線PT承擔著為變壓器備自投、10kV線路保護、測量及計量提供電壓的關(guān)鍵角色。一旦10kV母線PT高壓保險熔斷、或PT燒毀時，將會對這些裝置產(chǎn)生很大的影響，引起備自投誤動、保護誤動、拒動、計量電量不準確等嚴重后果。

事件一：35kV城效變電站PT柜一次、二次原理圖見圖1，PT型號為：JDZX10-12，變比： ，精度：0.2S/0.5/3P，容量：50/50/150VA，高壓一次N經(jīng)消諧器后接地，二次側(cè)N經(jīng)氧化鋅避雷器接地，圖紙設計符合變電站設計標準。

2018年6月10日天氣小雨，無閃電打雷，35kV城郊變電站PT燒毀，報10kV母線接地故障，35kV線路重合閘后再次跳閘，全站停電;10kV PT斷線，10KV隔離手車B相動觸頭燒黑，主母排端頭局部燒熔，高壓三相避雷器燒壞，高壓熔管三相燒斷，三相PT炸裂，柜體側(cè)封鈑燒穿，母線室頂蓋變形，PT室二次線完好，見下圖。

分析：檢查二次回路沒有短路現(xiàn)象，二次線路正常，二次側(cè)開關(guān)正常，說明不是二次過載或短路造成PT燒壞，主母排B相損壞嚴重。結(jié)論：設備在運行過程中B相主銅排因為沒有安裝銅排螺釘，造成時而接觸導電時而分離，主母排產(chǎn)生接觸過電壓，從而主母最薄弱環(huán)節(jié)拉弧，柜體側(cè)封鈑燒穿，引起弧光接地，諧振過電壓使PT絕緣受損壞，同時產(chǎn)生零序電流，在開口三角形上產(chǎn)生零序電壓，電壓互感器鐵芯飽和，勵磁電流增加，導致PT炸裂，在PT爆炸后，柜內(nèi)氣壓驟升從而大量氣壓頂開母線室漏壓蓋。

事件二：2019.2月因線路發(fā)生接地故障更換好的PT柜再次爆炸且比第一次嚴重。2月9日凌晨02時27分35秒監(jiān)控顯示不平衡電壓動作，電容器母線接地故障，凌晨03時09分49秒上位機監(jiān)控顯示PT斷線，凌晨03時16分27秒35kV西南線速斷;近半小時PT處于不平衡狀態(tài)，導致PT燒毀，因為零序電壓保護裝置要求整定15V、5S，但是零序保護壓并沒有“投入”，（保護定值單可以看出）。

分析：由于這次比上次嚴重，柜內(nèi)PT室內(nèi)所有設備及二次都燒毀;故障當天天氣睛，再次排除雷閃過電壓引起。全站檢查后發(fā)現(xiàn)電容器出線柜電流互感器二次側(cè)因為沒有配計量表，導致電容饋線柜電流互感器開路運行，一旦負荷加大，電容投入瞬間一次電流加大，二次側(cè)開路再次出現(xiàn)母線過電壓，導致PT諧振過電壓再次爆炸。

小結(jié)：10kV系統(tǒng)普遍采用中性點不接地的運行方式，其優(yōu)點是允許系統(tǒng)帶接地故障運行，但當發(fā)生 10kV線路單相接地時，小電流接地選線裝置往往是只報警不跳閘。系統(tǒng)某處發(fā)生單相接地時，雖會造成該接地相對地電壓降低，其他兩相的相電壓升高，但線電壓卻依然對稱，因而不影響對用戶的連續(xù)供電，系統(tǒng)可繼續(xù)運行1～2小時。10kV系統(tǒng)若在發(fā)生單相接地故障后未得到妥善處理讓電網(wǎng)長時間運行，將會致使非故障相中的設備絕緣遭受損壞，尤其是母線PT，10kV饋線上發(fā)生單相接地故障的使非故障兩相電壓升高同時產(chǎn)生的幾倍于正常電壓的諧振過電壓引起絕緣受損危及到變電設備外，同時檢測到零序電流，在開口三角形上產(chǎn)生零序電壓，電壓互感器鐵芯飽和，勵磁電流增加，如果未能夠得到及時的處理，將燒毀電壓互感器，造成PT炸裂損壞、破壞區(qū)域電網(wǎng)的穩(wěn)定，引發(fā)大面積停電事故。使其壽命縮短，嚴重影響變電設備和配電網(wǎng)的安全經(jīng)濟運行。

根據(jù)《桂電設備[2017]5號》——南方電網(wǎng)公司10kV（20kV）配電系統(tǒng)中性點接地方式選取指導意見“全面收集公司“十二五”期間社會人員觸電事件數(shù)據(jù)，進一步組織進行系統(tǒng)分析觸電原因，重點關(guān)注10kV斷線高發(fā)區(qū)域和10kV線路走廊環(huán)境復雜區(qū)域，優(yōu)先解決該類區(qū)域線路接地故障跳閘問題，提出有針對性的技術(shù)措施在運變電站改造原則：

1、城市1小時核心區(qū)10kV系統(tǒng)中性點接地方式改造為小電阻接地方式，2018 年 12 月 31 日前完成。

2、其它在運變電站應盡快完成小電流接地選線裝置的配置，并投入跳閘功能。供電區(qū)域為 A+、A 及 B 區(qū)應在 2018年12月30日前完成，C區(qū)域應在2019年12月30日前完成，所有改造應在 2020 年年底前完成。

結(jié)束語

10kV 中性點不接地系統(tǒng)中，P T高壓熔斷器熔斷或爆炸的主要原因除了鐵磁諧振，故障恢復后電容放電引起的沖擊電流也是造成PT高壓熔斷器熔斷的又一重要因素，因此運行人員應根據(jù)不同的情況分析處理，除了在一次繞組的接地端串接性能良好的消諧器可有效防止10kV系統(tǒng)接地造成的PT燒外，還要檢查系統(tǒng)上所有銅排釘是否緊固并滿足電氣凈距要求，再者系統(tǒng)上嚴禁電流互感器開路，這些都可能會導致PT的不正常運行。盡快完善小電流接地選線裝置的配置，并投入跳閘功能，最短時間內(nèi)切除故障線路，減少單相接地對系統(tǒng)的危害。

參考文獻：

[1] 桂電設備[2017]5號《關(guān)于印發(fā)《廣西電網(wǎng)有限責任公司10kV系統(tǒng)中性點接地方式選取指導意見（試行）》的通知》2017.1。

[2] 王簫吟，PT 高壓熔斷器熔斷原因分析研究[J]，內(nèi)中國科技信息，2011.17.071。

作者簡介：

吳啟全（1983-），男，廣西春茂電氣自動化工程有限公司司電氣總工，主要從事10kV及以下高、低成套電氣技術(shù)工作。

（作者單位：廣西春茂電氣自動化工程有限公司）