电压互感器高压熔断器熔断原因分析

电压互感器高压熔断器熔断原因分析　付翔　（国网湖南省电力公司永州供电分公司湖南永州４２５０００）　摘要：通常情况下，发电机的中性点利用消弧线圈实现与地相接，而在电机运行过程中，由于高压作用，电压互感器熔断器经常　发生烧断（爆保险）的现象。作为变电站中保护和计量的主要设备，电压互感器在变电站工作时起巨大作用。其熔断器的频繁熔断在电　网安全运行中埋藏了巨大隐患。通过科学研究分析中性点接地的方式及特点，找到了造成ＰＴ爆保险的主要原因是中性点电位发生偏　移。总结了Ｐｒ二次电压回路故障产生的原因和危害，并提出了相应的解决对策，为今后可能出现的类似问题提供参考和借鉴，并保证　电网的安全稳定运行。　关键词：电压互感器：爆保险；中性点位移电压；对策　中图分类号：ＴＭ４５１　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００４—７３４４（２０１３）２１—００４２—０２　引言　在发电厂中，发电机变压器的保护、励磁系统、计量仪表、调速器等　重要设备都会利用到ＰＴ装置。然而在发电厂运行时，时常发生电压互感　器高压熔断器熔断的现象，造成励磁系统，测量仪表等不能正常工作的　结果，进而严重影响到电力系统的安全、稳定和可靠运行。对ＰＴ装置的　更换同样是一项复杂的工作，因此，对发电厂ＰＴ爆保险问题的研究具有　重大意义。　图２系统单相接地接线示意图　１　Ｐｒｒ爆保险的原理分析　（２）变压器的老化导致线圈绝缘击穿引起匝间、层间短路，在变压器　１．１高压熔断器的工作原理　内部发生故障后，故障电流会对地放电，导致产生了不稳定的电弧激发　高压熔断器主要由外壳、触头及金属熔件组成。金属熔件的作用是　电网谐振。系统发生铁磁谐振，导致电压互感器产生过电压引起线路电　当电路超负荷短路时，在设备被损坏前加热熔断，来达到保护设备的目　流突增，使ＰＴ高压熔断器熔件熔断。　的。高压熔断器的熔断实际上是其熔件的熔断，它的作用是在电压互感　２中性点的接地与电位位移　器回路出现短路时，通过熔断熔件来切断电路，使电压互感器受到的影　２．１中性点的接地方式　响降到最低。　通常用熔断器的保护特性来表示其熔断特性，用ｔ＝Ｆ（Ｉ）曲线来表　目前发电厂的发电机的中性点通过消弧线圈来接地。而消弧线圈作　示，如图ｌ。　为一种可调节大小的电抗器，当发生非对称短路接地故障时，会产生电　感电流抵消发电机因故障产生的对地电容电流，从而把故障电流尽可能　的在发电机正常工作的允许范围内，解决因间歇性电弧而导致弧光　过电压产生的问题，从而起到保护发电机的作用。　消弧线圈的补偿方式可具体分为过补偿、全补偿以及欠补偿三类　从电流角度来看，过补偿、欠补偿都能达到使电流稳定在发电机适用范　围内的效果，从电压角度来分析，那么补偿方式就会出现很大的区别。电　压决定着发电机消弧线圈的补偿方式，在配电网中，当考虑到某条线路　停电退出后对地电流减少这种情况时，则选择过补偿整定电流；而若采　ｏ　用欠补偿整定，就可能变为全补偿引发串联谐振的后果　通过分析过电　图１熔断器的保护特性曲线　压产生原因即电磁感应、电容耦合等，综合考虑后选取欠补偿为主要的　图１中：横坐标Ｉ表示经过熔断器的电流值，纵坐标ｔ表示熔断器熔　消弧线圈补偿方式　断用的时间，Ｉ。为熔断器额定工作电流，０　、０　是熔断器连续工作状态下　２．２中性点电位位移　电压互感器　对二次系统的正常运行非常重要，虽然Ｐｒｒ二次回路　的温度。由此图得知：　（１）熔断器正常工作时，当电流小于其正常工作时的电流，那么熔断　接线不复杂，设备也不多，但是却经常出现故障，导致保护误动或拒动的　器不会被烧断。　结果。发电机的中性点电位偏移主要是ＰＴ二次电压回路接线错误、　（２）当流经熔件的电流大于其额定工作电流时，熔件熔断需要的时　二次接地方式异常所致　间与其过电流倍数有紧密联系，当过电流倍数非常大时，熔断器会很快　Ｐｒ二次电压回路接线错误会造成ＰＴ二次中性点接地不良，导致胛　烧断。　二次中性点对地有电位偏移。在此情况下，ＰＴ的二次三相电压和中性点　１．２　高压熔断器熔断和铁磁谐振产生原因　的电位偏移叠加后，会改变三相电压对称关系，继而使三相电压的相位　和幅值随之变化。　Ｐｒｒ高压熔断器熔断的原因：　Ｐｒ二次接地方式异常造成的中性点电位偏移。ＰＴ二次接地方式出　①　内部出现单相接地或Ｆｒｒ回路发生短路现象。②ＰＴ二次侧发生　现异常的情况通常有二次未接地（虚接）、二次多点接地两种。虚接除了　了短路的同时熔断器未熔断，从而造成高压熔断器熔断。③电流系统发　发电机中性点接地网的原因，更主要的是因为接线工艺导致的。通常情　生单相间歇性电弧放电、树竹接地等现象，导致系统产生铁磁谐振过电　况下，利用螺丝压接方式来将接地网和接地线连接，这就无法回避一个　压。　问题：螺丝若发生松动情况或者压接处材料腐蚀。出现此种问题会明显　铁磁谐振产生的原因：　使接触电阻变大，产生虚接现象，从而使Ｐｒｒ二次接地相与地网间产生电　（１）由于电压互感器的高压侧中性点接地，如图２，若ｃ。、ｃ　、ｃ　是回　线路三相对低的等值电容，Ｌ　、Ｌｈ、Ｌ是母线电压互感器的一一次侧３个线　压并叠加到保护装置各相电压上，使电压产生幅值和相位变化，导致阻　抗元件及方向元件误动或拒动。一般情况下，变电所的接地网并不是实　圈的对地阻抗，在此以系统发生单相接地作为假设，接线图如图２。　并联电路由电压互感器的铁心线圈和电容器构成，从而可能产生谐　际的等电位面，不同点间会出现电位差，而当较大的接地电流流入地网　时，会产生较大的电位差。如果一个电连通的回路利用不同的点同时接　振，造成电路对地电压升高，使得电压互感器的铁心达到饱和状态，阻抗　变小，产生容抗值与阻抗值相等的状况，这样就使得电压互感器一次侧　地时，地网上的电位差将传递到这个连通的电路回路，从而导致中性点　电流达到最大值，产生并联谐振现象，最终导致产生爆保险现象的后果。　电位位移，电路测量电压不稳定，波形畸变。　智能变电站中智能辅助控制系统的配置　黄怡毅　（国网福建省电力有限公司泉州供电公司）　摘要：智能变电站建立统一的辅助系统监控后台，可对变电站各类辅助系统运行信息进行集中监管和智能控制，实现对变电站　辅助运行信息的集中采集、智能化异常运行分析、集中告警发布、智能化联动。　关键词：智能变电站；智能辅助控制系统：配置　中图分类号：ＴＮ６３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００４—７３４４（２０１３）２１—００４３—０２　终形成国内一流的变电站运行管理新模式，提升变电站辅助系统的作　用，提高变电站运行智能管理和工作效率。　随着我国经济的高速发展，国家电网公司在生产、运营、管理等各个　环节都面临着更大的考验和全新的挑战，提出了建设坚强智能国家电网　３智能辅助控制系统介绍及配置功能　的方针。智能电网需求的不断提升和科学技术的日益进步推动了智能变　智能变电站构建一体化监控系统平台，变电站原图像监控系统，安　电站的建设。通过建设智能辅助控制系统，引入图像智能分析能力，实现　防系统，环境监测系统等辅助系统作为智能变电站一体化监控系统的辅　了变电站图像监视、安全防护、环境监测等辅助系统可看、可测、可控、可　助应用，接入一体化平台系统，与综自等系统共用统一平台，从而实现资　调，真正加强系统自动化，主动性和实用性的水平，是保证变电站远程监　源共享，信息整合，提高工作效率，提高运行安全。　视和控制的基础。　变电站智能辅助控制系统主要考虑对全站主要电气设备、关键设备　安装地点以及周围环境进行全天候的状态监视，以满足电力系统安全生　２建设目标　智能辅助控制系统建设将在国家电网公司坚强智能电网规划的指　产所需的监视设备关键部位的要求，同时，该系统可满足智能变电站安　　导下实施建设，从实际出发，分步实施，逐期完善系统功能，最终实现以　全技术防范的要求。智能辅助控制系统以网络通信（ＤＬ／Ｔ８６０协议）为核心，完成站端视　下建设目标：　（１）建设一个安全可靠、实时动态、深度融合，满足变电站运行管理　频、电力设备在线温度数据、动力环境数据、安全技术防范信息、人员出　和指挥决策等要求的智能辅助决策平台，稳步推进变电站运行管理工作　入信息、图像及火灾报警信息的采集和监控，并将以上信息远传到监控　中心或调度中心。　效率不断提高；　智能辅助控制系统联动控制。基于异常告警，系统应充分体现智能　（２）将变电站图像监控系统、安防系统、灯光系统、空调等辅助系统　有机的整合到智能变电站一体化监控系统中统一管理及联动处理，提高　化的处理过程，实现在线闭环联动，包括设备的闭环控制联动和系统响　应联动两方面　主站监控系统除发出报警外，自动弹出对应监控视频画　应急处理和反应能力；　应自动启动除湿器、加温器或风扇、　（３）以变电站设备为基础、充分利用变电站原有各辅助系统，融合新　面。当站内环境温湿度出现异常时，空调设备，在规定的时间内不能达到控制目标，则自动产生告警，通知相　的智能技术、智能联动机制等技术，形成对变电站运行管理的支持；　　（４）通过变电站一体化监控系统平台的建设，整合原有相互的　关人员处理。当电力设备运行发出异常预警时，能根据设备平面布置图，自动定位对应设备，调用就近的摄像机、红外热成像仪，在值班运行工作　各个子系统，包括智能辅助控制系统等，共享资源，并形成安全分区，最　１引言　选取具有磁保持的设备，以防隔离开关辅助点在运行时接触不良导致继　（１）检查变电站　二次接地方式。科学表明，ＰＴ二次只能有一个接　电器失磁　②要在　二次根部装上不同的空气开关来把仪用设备和保　　地点，所以在检查老旧变电站的时候尤其要注意保证无论有多少ＰＴ，变　护用电压回路彻底分开，避免二者相互影响。③为了及时发现电路问题，电站都只能有一个二次接地点，至少要确保变电站有直接联系的ＰＴ（通　将保护用的电压回的三相联动开关更换为三个单相空开，并且保证每个　　过Ｎ６００联接）二次只能有一个接地点。具体可以采取用直径不小于　空开都有相应的辅助触点。２ｍｍ的铜线分别焊接在接地网和接地小母线上，对于接地线的选择只要　４结语　－　保证有相同电导、强度、相同载流量的金属线则可。需要注意的是，在查　发电机的中性点采用经过消弧线圈的方式接地，并且当中性点与地　找接地点的时候，一定要保证　二次不失去接地。　网相接后，中性点位移电压将被放大及电压位移，使得一相电压和二相　（２）检查　二次绕组、三次绕组的接线情况。对发现的混接情况要　电压高于电机正常电压，从而导致电压互感器高压熔断器熔断事故的发　立即改正，具体做法如下：断开　二次、三次绕组接地相间在开关场的　生，这是重要原因。为此本文从降低中性点位移电压出发，提出相应的发　联线，将二次绕组的四根线和三次绕组的三根线由开关分别隔开引入主　电厂检修措施，来有效地防止ＰＴ爆保险事故的发生。　３对策　控室。　（３）对ＰＴ开口三角电压回路异常提出的两个解决措施：①更换电磁　型变压器，母线保护中零序电压继电器。对于电压继电器最好选择输入　阻抗高并且容易规划的集成电路型继电器，同时还要进一步加快变母线　保护及变压器等相关设备的微机化进程，达到出现事故，便于发现，便捷　处理的效果。需要强调的是要注意选择抗电磁干扰能力强的集成电路型　产品，而且在未更换继电器之前要把电流继电器及时改装为电压继电　器，并在改装的电压继电器中加入相应的限流电阻以保护设备。电阻的　取值可根据数据分析以及现场的实际运行经验值来适当采用。②全面测　量一次　开口三角电压值。在测量过程中，要对比过往经验值来建立原　始记录数据库，当在对ＰＴ开口三角电压回路的维护过程中，如若发现电　压有系统事故后，保护维修人员，要及时对开口三角电压进行测量，并拿　出原始记录进行对比，做好维护工作，防止发生短路或短路的现象未被　检测出。　（４）改善电压回路的运行条件。①要根据运行的实际情况，在设计选　型和订货环节上，选取运行情况较好的设备。在切换继电器的选择上，要　参考文献　【１］－￣柳明，文远芳，周挺．高压限流熔断器熔断过程及过电压研究『－Ｊ１．高电　压技术，２００８（０４）．　［２］周小梅，杨以涵，谭伟璞．配电系统　高压熔断器熔断的原因分析ｆＪ］．　现代电力，２００７（０４）．　【３］刘酤．配电网消弧及铁磁谐振监测与控制技术的研究『Ｄ］．华北电力大　学（北京），２００８．　［４］张宇．浅谈电厂用电中性点接地方式　装备制造技术，２０１１（Ｏ８）．　【５］张玲，郝春娟．电压互感器铁磁谐振过电压及防１１２［Ｊ］．电力自动化设备，　２０００（Ｏ３）．　收稿日期：２０１３—９—２８　作者简介：付翔（１９８６一），男，本科，助理工程师，主要从事电气试验方面　的工作。　固　２０１３年１０月　撞