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高壓互感器燒壞的五大原因
發(fā)布時間:2021-01-21 09:51:39

高壓互感器燒壞的五大原因


高壓電壓高壓互感器燒壞的常見原因:

1電壓高壓互感器低壓側(cè)匝間和相間短路時,低壓保險尚未熔斷,由于激磁電流迅速增大,使高壓熔管熔絲熔斷或燒壞互感器。

2、當(dāng)10kV出線發(fā)生單相接地時,電壓高壓互感器一次側(cè)非故障相對地電壓為正常電壓值的根號3倍。電壓高壓互感器的鐵芯很快飽和,激磁電流急劇增強,使熔絲熔斷。

3、由于電力網(wǎng)絡(luò)中含有電容性和電感性參數(shù)的元件,特別是帶有鐵芯的鐵磁電感元件,在參數(shù)組合不利時引起鐵磁諧振。如斷路器非同期合閘,帶有變壓器、鐵磁式電壓高壓互感器的空載母線投入,配電變壓器高壓線卷對地短路時,都可能引起鐵磁諧振。在發(fā)生鐵磁諧振時,其過電壓倍數(shù)可達2.5倍以上,這就造成電氣設(shè)備絕緣擊穿,燒毀設(shè)備事故。高壓電壓高壓互感器燒壞的原因。

4、流過電壓高壓互感器一次繞組的零序電流增大(相對于接地電流超標(biāo)的系統(tǒng)而言),長時間運行時,該零序電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)將使電壓高壓互感器的絕緣損壞、炸裂;

5、系統(tǒng)中存在非線性的振蕩(弧光接地過電壓),大大加劇了系統(tǒng)中電壓高壓互感器的損壞進程;

6電壓高壓互感器自身的散熱條件較差。


電壓高壓互感器燒毀的原因有哪些?

互感器是一個帶鐵心的變壓器,它主要由一、二次線圈、硅鋼片鐵心和絕緣部分組成。在雷雨季節(jié),發(fā)生線路落雷、瓷瓶閃絡(luò)等故障,導(dǎo)致電壓高壓互感器的高壓熔斷器熔斷,甚至燒毀互感器。


電壓高壓互感器燒毀的常見原因:

當(dāng)10kV線路出線發(fā)生單相接地時,電壓高壓互感器一次高壓側(cè)非故障相對地電壓為正常電壓值倍。電壓高壓互感器的鐵芯很快飽和,激磁電流急劇增強,使高壓熔斷器熔斷。

電壓高壓互感器二次低壓側(cè)匝間和相間短路時,低壓保險尚未熔斷,由于激磁電流迅速增大,使高壓熔斷器熔斷或燒壞電壓高壓互感器。


由于電力網(wǎng)絡(luò)中含有電容性和電感性參數(shù)的高壓元件,特別是帶有鐵芯的鐵磁電感元件,在參數(shù)組合不利時引起鐵磁諧振。如斷路器非同期合閘,帶有變壓器、鐵磁式電壓高壓互感器的空載母線投入,配電變壓器高壓線卷對地短路時,都可能引起鐵磁諧振。在發(fā)生鐵磁諧振時,其過電壓倍數(shù)可達2.5倍以上,這就造成電氣設(shè)備絕緣擊穿,燒毀電氣設(shè)備事故。


針對以上情況,可以采取以下措施,防止電壓高壓互感器燒壞。


加強巡查力度,杜絕高壓熔斷器用低壓保險代替的現(xiàn)象。


在電壓高壓互感器一次高壓側(cè)接地線上加裝零序接地自動開關(guān),切斷接地線路;二次側(cè)加裝35A的小型空氣開關(guān),避免短路燒毀電壓高壓互感器。


10kV電壓高壓互感器的開口三角處并聯(lián)安裝一次消諧裝置,10KV一次消諧器。


10KV電壓高壓互感器燒毀原因:


10kV電壓高壓互感器爆炸絕大部分是因為諧振導(dǎo)致過電壓和過電流(電壓諧振和電流諧振)使一次設(shè)備的絕緣損壞;另外發(fā)生較多的還有二次發(fā)生短路使之燒毀。


1、絕緣損壞,一次對二次或地擊穿產(chǎn)生大電流;


2、過流,鐵磁諧振導(dǎo)致鐵芯飽和,電流急劇上升;二次短路也會導(dǎo)致;


3、熔斷器安秒特性不好,不能及時熔斷切除故障過流設(shè)備。


附,10千伏電壓高壓互感器燒壞原因分析及解決方法


2510千伏電壓'>電壓高壓互感器'>互感器燒壞的過程中,均有接地故障的存在,且有24次是在規(guī)程答應(yīng)的8小時內(nèi)燒壞。找出電壓'>電壓高壓互感器'>互感器燒壞與接地故障之間的關(guān)系,進而得出電壓高壓互感器燒壞的原因,最后提出解決題目的方法。


據(jù)我局MIS數(shù)據(jù)庫中的統(tǒng)計,自200111日至2003715日的兩年半中,10千伏電壓高壓互感器燒壞共25次。每次燒壞的同時系統(tǒng)中均有單相接地故障存在。


根據(jù)記錄,2001725日,110千伏向家橋變0524電壓高壓互感器是在10千伏系統(tǒng)單相接地故障持續(xù)9小時之后燒壞,其它的均在8小時之內(nèi)燒壞。而根據(jù)都勻電網(wǎng)《調(diào)度治理規(guī)程》(19973)中第三章第七節(jié)明確規(guī)定(不包括弧光接地故障):都勻電網(wǎng)10千伏或35千伏中性點不接地系統(tǒng),當(dāng)發(fā)生單相接地故障時答應(yīng)帶接地故障運行,同時,通知有關(guān)單位盡快查找和排除故障(帶電巡視)10千伏、35千伏系統(tǒng)可答應(yīng)帶接地故障連續(xù)運行8小時。


那么,究竟是什么原因?qū)е逻@些電壓高壓互感器的故障呢?電壓高壓互感器的損壞與接地故障之間又有什么必然聯(lián)系呢?


我局電網(wǎng)的飛速發(fā)展使網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜化。上個世紀(jì)90年代中期以來,我局電網(wǎng)得以飛速發(fā)展,500千伏福泉變的投運,標(biāo)志著我局已經(jīng)進進超高壓、大電網(wǎng)的行列,隨著兩網(wǎng)改造的不斷深進,又進一步使電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、參數(shù)趨于復(fù)雜化。


我們來具體分析一下10千伏系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時的情況。


電力系統(tǒng)的中性點(實際上是發(fā)電機、變壓器的中性點)的運行方式有中性點不接地、中性點經(jīng)消弧線圈接地、中性點直接接地三種。而我局10千伏、35千伏系統(tǒng)正是采用中性點不接地的運行方式。


為了說明電網(wǎng)改造與接地電流增大的關(guān)系,我們可以借助下列公式來理解接地電流:


對于排擠線路:


對于電纜線路:

式中U——電網(wǎng)的線電壓(千伏)

——電壓等級為U的具有電聯(lián)系的線路長度(km)

可見,隨著電網(wǎng)的發(fā)展與兩網(wǎng)改造的深進,10千伏線路及聯(lián)絡(luò)線的增加,線路長度也大大增加。這正是造成單相接地電流增大的主要原因。

高壓試驗班與河北旭輝電氣有限公司對我局市區(qū)五個變電所的丈量結(jié)果表明:五個變電所中有四個站的接地電流超標(biāo)(根據(jù)中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《交流電氣裝置的過電壓保護和盡緣配合》DL/T630-1997中的規(guī)定,在中性點不接地系統(tǒng)中當(dāng)接地電流大于10A時,應(yīng)采用中性點經(jīng)消弧線圈接地的方式),丈量結(jié)果詳見下表:

市區(qū)五個變電所接地電流丈量結(jié)果表

 

當(dāng)中性點不接地系統(tǒng)中發(fā)生單相故障時,流過故障點的接地電流是電容性電流。盡大多數(shù)是以電弧的形式存在的。以前我局電網(wǎng)還是小電網(wǎng)的時候,則接地電流較小,單相故障時電弧可以自行熄滅。現(xiàn)在我局已經(jīng)進進超高壓、大電網(wǎng)的行列,故接地電流增大、超標(biāo),此時電弧就很難以自行熄滅。但這種電弧又不足以形成穩(wěn)定的燃燒電弧,而是形成時燃時滅的電弧,這將導(dǎo)致電網(wǎng)中的電感電容回路的振蕩,造成弧光接地過電壓。其值可達2.5~3.5倍相電壓(根據(jù)國內(nèi)外實測結(jié)果,弧光接地過電壓一般不超過3倍相電壓,但有個別可達3.5倍相電壓)


JDZJ-10系列PT單相接地故障時零序磁通的分布情況圖


再來看接地相電壓高壓互感器的情況。假設(shè)當(dāng)A相接地時,零序磁通的通路為如圖所示。


由于零序磁通經(jīng)過兩邊的芯柱,因而磁阻較小,使得零序磁通增大,則一次繞組的零序阻抗增大,在一定程度上限制流過的零序電流。所以,從設(shè)備的選型和結(jié)構(gòu)上看,是不存在題目的。


存在的題目是,多數(shù)接地故障均會造成弧光接地過電壓,所以接地相中的序磁通的變化是非線性的,其變化率較大,當(dāng)然流過電壓高壓互感器一次繞組的零序電流也會大大增加,使得繞組的發(fā)熱量增加。又由于這些電壓高壓互感器都是澆注式的盡緣方式,繞組密封在內(nèi),所以散熱條件較差,接地故障的時間一長,電壓高壓互感器將不可避免的因過熱而發(fā)生盡緣損壞、炸裂(也有一部分是由于過熱與過電壓同時作用而損壞)。另外,由于零序電流增大,也經(jīng)常造成一相(或多相)高壓保險燒斷。


綜上所述,當(dāng)系統(tǒng)中發(fā)生單相故障時電壓高壓互感器損壞的主要原因有如下三點:


一、流過電壓高壓互感器一次繞組的零序電流增大(相對于接地電流超標(biāo)的系統(tǒng)而言),長時間運行時,該零序電流產(chǎn)生的熱效應(yīng)將使電壓高壓互感器的盡緣損壞、炸裂;


二、系統(tǒng)中存在非線性的振蕩(弧光接地過電壓),大大加劇了系統(tǒng)中電壓高壓互感器的損壞進程;


三、電壓高壓互感器自身的散熱條件較差。


針對第三點,由于電壓高壓互感器的形式、產(chǎn)品質(zhì)量、盡緣等級都沒有題目,所以不能


從實際上加以解決。但從理論上說是可以解決的。如加大鐵芯的截面、采用新型的散熱條件更好的盡緣材料等。


針對以上原因,可以采取如下方法來解決題目:


一、在現(xiàn)階段沒有采取可靠措施以前,建議將可答應(yīng)帶接地連續(xù)運行的時間改為2小時甚至更短的時間(在都勻電網(wǎng)《調(diào)度治理規(guī)程》中規(guī)定沒有弧光過電壓時單接地故障可以連續(xù)運行的時間為8小時),在不影響重要負荷的情況下,最好立即停電處理。


二、在10千伏、35千伏電壓高壓互感器一次側(cè)中性點加裝消諧器。該消諧器為一非線性電阻,起阻尼與限流作用,可有效地抑制發(fā)生接地時電壓高壓互感器與故障回路引起的鐵磁諧振。這種方法能夠在一定程度上緩解電壓高壓互感器的損傷情況。


三、按照根據(jù)中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《交流電氣裝置的過電壓保護和盡緣配合》(DL/T630-1997)中的要求:3千伏~10千伏不直接連接發(fā)電機的系統(tǒng)和35千伏、66千伏系統(tǒng),當(dāng)單相接地故障電容電流不超過下列數(shù)值時,應(yīng)采用不接地方式;當(dāng)超過下列數(shù)值又需在接地故障條件下運行時,應(yīng)采用消弧線圈接地方式:

a)3千伏~10千伏鋼筋混凝土或金屬桿塔的排擠線路構(gòu)成的系統(tǒng)和所有35千伏、66千伏系統(tǒng):10安。


因此,在接地電流超標(biāo)的變電站中性點加裝消弧線圈。該消弧線圈與電壓高壓互感器一次側(cè)中性點的消諧器配合使用,就會比較徹底地解決小接地電流系統(tǒng)中發(fā)生單相故障時的各種題目。


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