35kV变电站PT柜中TV熔断器熔丝熔断原因分析

周恒虎

(国家新闻出版广电总局2022台,新疆喀什 844000)

35kV变电站PT柜中TV熔断器熔丝熔断原因分析

周恒虎

(国家新闻出版广电总局2022台,新疆喀什 844000)

本文结合我台变电站设备存在的故障,介绍了35kV变电站中性点不接地系统中的三相五芯柱三绕组的电压互感器发生铁磁振荡的原因,并由此引发PT柜中熔断器熔丝频繁熔断,经过分析,总结出我们在维护过程中应该重点关注的一些问题,采取必要措施,最大限度的来抑制恶性事故的发生。

PT 熔断器 铁磁谐振 熔断 电抗器

1 前言

在电力系统运行时，发生PT熔断器断裂的原因主要有以下几点：(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。

(7)电压互感器的一次中性点接地情况是否良好。

2 事故现象及分析处理

而在我台近期却出现了PT柜中熔断器频繁断裂的情况，自去年8月份开始，共出现了8次熔断器熔断情况(不同相)，以2013年1月1日故障为例，变电站35kV主用线路明广线侧PT柜高压侧C相TV熔断器断裂，测量仪表上显示C相电压为19kV左右，并且还继续成抖动下降趋势(A、B两相电压均为21.5kV左右)。

在故障刚发生时，由于消谐器动作指示灯亮，立即对电压互感器的开口三角形两端电压进行了测量，零序电压为0.6V，说明只是瞬时过电压，随后将消谐器动作指示灯恢复。在做好各项安全措施之后，摇出PT柜小车，取下C相烧坏的熔断器(我台所用熔断器型号为XRNP1-40.5/0.5A)，用万用表测得其电阻为无穷大，正常相同型号的熔断器阻值为19Ω，另用2500V兆欧表测得其阻抗为200M Ω，测得电压互感器的阻抗为50MΩ，两者在同一数量级上，说明该熔断器既不处于在正常工作范围(阻抗为零)，又没有完全烧断(阻抗无穷大)。该阻抗与电压互感器形成分压回路，导致测量仪表显示电压值偏低，且随着时间的推移，熔断器的阻抗会越来越大，测量仪表显示值也就越来越低。

我们首先通过全面巡视、清理了架空线路廊道，对电压互感器进行耐压试验，并且加固了PT一次侧的N端接地等措施，随后更换了相同型号的熔断器，但是把原熔丝的额定电流由0.5A提高到1A。至此，运行至今，再也没有出现任何异常现象。

3 判断PT熔断器熔断上的一些误区

我们在发生PT熔断器断裂时我们决不能只是局限于一些常规性的认知，我们可以从自身设备上彻查原因，首先是不要过多的相信、依赖消谐装置，由于过去是在互感器的开口三角形两端串接一个白炽灯泡，通过灯泡来吸收系统中存在的能量，随着技术的革新，才更新为加装消谐装置，但是一定要确定消谐装置的完好，我台就出现过由于消谐装置动作指示灯经常性的动作，但是一直认为动作原因是因为瞬时性的系统接地或者系统中出现的谐振，从而花费大量的人力查找架空线路和高压设备可能出现的单相接地点，直到有一次，动作指示灯无法恢复了，随后，测量开口三角形两端电压，仍然近似为零，这才确定为消谐装置的故障，系统不再具备消谐功能，更换备件，随后熔断器断裂的情况得到很大的改善。

另外一种情况，我们首先要检查PT一次侧的N端接地线是否有松动，必要时要用专用的接地电阻测试仪进行测量一下设备接地电阻情况，尽可能的排除这种因接地不良而出现电压互感器饱和过电压。

最后，电力系统发生故障的原因有时并不是单一的一个故障点造成的，有可能是一种综合性的问题，系统的暂态特性以及PT高压熔断器熔断特性都会成为熔断器断裂的因素，所以我们在出现这种故障时，考虑问题就要全面，避免走入误区，保障设备的安全稳定运行。

图1 TV一次侧中性点串接抗器对的接线图

4 PT熔断器断裂对系统运行存在的一些危害

首先，对变电设备的危害：一般情况下，10kV、35kV系统中最常发生的异常现象是谐振过电压。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。其次，对运行方式和人员产生危害。最后，会降低供电可靠性和少计电量。

5 PT熔断器频繁断裂的抑制措施

(1)由于PT熔断器是一次设备，我们要从系统的接地保护和PT保护两方面来考虑将熔断器的额定电流从0.5A增加至1到2A；(2)在电压互感器一次侧串联电抗器R，使回路电阻加大，能避免谐振过电压，减少回路电流。若是由于系统单相接地故障(几率较大)时，在故障时，有固定的接地通道，PT的高压绕组不会流过涌流，也就不会产生铁磁谐振了，但是在单相接地故障结束的那一时刻，由于那个固定的地电位消失，大量的存储电荷只能从PT的高压绕组流通，从而产生大量的励磁涌流，此时二次侧的消谐装置一定会动作，则会产生更大的涌流幅值，而无助于抑制涌流。只有在高压绕组中性点安装消谐电抗器R，才能将高压绕组中的涌流抑制在很小的水平，从而避免发生熔断器断裂的情况。如图1所示。(3)采用励磁特性较好的电压互感器，改善其伏安特性。

6 结语

在实际运行中35kV电压互感器高压熔断器熔断情况时有发生，我台上级供电站也是时常出现类似情况，给电力系统稳定运行带来很大危害。但是目前国内相关技术水平限制，对系统出现的铁磁谐振并不能完全有效得到抑制，我们要从互感器本身考虑，如加装合适的消谐装置和电抗器，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。