1PT高壓熔斷器熔斷的原因

結合我公司6KV系統近來實際運行情況和PT高壓熔斷器熔斷進而發展到PT爆炸造成公司6KV系統全部失壓的故障原因分析，其中，電力系統發生單相弧光接地使系統產生鐵磁諧振是主要原因。

2公司目前電壓互感器使用情況介紹

公司6KV供電系統目前共有33個配電房裝有電壓互感器96組另2個。現投入運行的PT有69組另加2個。具體使用情況見下表(冷鋼6KV供電系統電壓互感器運行情況統計表)。

3冷鋼一起6KV系統

PT故障2016年2月10日19∶41分，110KV變電Ⅰ站預告電鈴響，“6KVⅠ母線段接地”、“6KV母線Ⅱ段接地”、“掉牌示未復歸”光字牌亮，6KVⅠ、Ⅱ段母線單相接地信號繼電器動作，不能復歸。19∶46分，110KV變電Ⅰ站全站失壓，Ⅰ站105燒結Ⅰ回256、Ⅱ回266聯絡斷路器速斷動作跳閘，4#發電機聯絡248斷路器速斷動作跳閘、1#主變低壓側限時速斷—過流Ⅰ段動作200斷路器跳閘，2#主變低后備204斷路器過流Ⅰ段動作;105燒結6KV配電房256斷路器速斷動作跳閘;220KV變電Ⅱ站110KV鐵聯線光纖差動保護相間距離Ⅱ段動作506斷路器跳閘，全廠6KV供電系統全部失壓。經檢查:①105燒結6KV配電房Ⅰ段母線2×14PT柜內左側A相電壓互感器燒毀炸裂，PT小車動觸頭全部爆炸燒毀;②110KV變電站Ⅰ站新6KV室———105燒結6KV配電房Ⅰ回電纜錢部燒毀，Ⅱ回電纜B相絕緣燒穿;③110KV變電Ⅰ站新6KV室256斷路器上、下端觸頭爆炸燒毀，斷路器燒毀，整個開關柜因短路電動力大，全部變形損壞。

46KV電壓互感器單相接地與鐵磁諧振的區別

4.1電壓互感器發生單相接地。在6KV中性點不接地系統中，當系統發生單相接地故障時，系統仍可在故障狀態下運行一段時間(2h)，有供電邊連續性高的優點。但此時非故障相會產生較高的過電壓，影響系統設備的絕緣性能和使用壽命，從而導致列頻繁的故障。電壓互感器單相接地主要有兩種情況:①當中性點不接地系統中發生金屬性永久單相接地時(如A相接地)，此時電壓互感器二次UAN=0V，非故障相UBN和UCN電壓升高(由正常的57.7V升高壓線電壓100V)，PT開口三角兩端出現約100V電壓(正常時只有5V左右)，這個電壓將啟動絕緣監察繼電器發出接地信號并報警;②當中性點不接地系統中發生非金屬性短路時(如A相弧光接地)，此進UAN比正常電壓低，非故障相UBN和UCN電壓為58-100V，PT開口三角兩端出現約70V電壓(正常時只有5V)，這個電壓也能啟動絕緣監察繼電器發出接地信號并報警。

4.2電壓互感器諧振。在系統諧振時，PT產生過電壓使電流激增，此進除會造成PT一次側熔斷器熔斷外，還會導致PT燒毀。個別怦況下，還會引起避雷器、變壓器、斷路器的套管發生閃絡或爆炸。在下列條件下，中性點不接地系統中發生單相接地進可能引發鐵頭磁諧振:①當中性點不接地系統中發生單相接地時，故障點流過電容電流，非接地相電壓升高，這將嚴重影響線路和電氣設備的安全運行。如果引進接地點消除，非接地相在故障期間已充的電荷只能通過PT高壓線圈經其自身的接地點接入大地。在這一瞬間電壓突變過程中，PT非接地兩相的勵磁電流會突然增大，甚至飽和，由此構成相間串聯諧振。由于接地電弧熄滅時間不同，故障點切除也不一樣，因此，不一定每次出現單相接地時PT高壓線圈中都會產生很大的勵磁電流，故PT高壓熔斷器也不會每次都會熔斷;②由于小型變壓器的絕緣老化，以致線圈絕緣擊穿引起匝間、層間短路。雖然中性點不接地，單相接地電流不大，但較之變壓器的一次負荷電流要大的多。當配電變壓器內部發生單相接地故障時，故障電流通過電抗電能力強的絕緣油對地放電，也會產生不穩定的電弧激發電網諧振;③當系統發生鐵磁諧振時，PT也會產生過電壓使電流激增，導致PT高壓熔斷器熔斷，甚至PT本身燒毀;④誤操作引發諧振。如隨意帶負荷拉開線路隔離開關或帶負荷拉開配電變壓器的高壓跌落開關，造成刀閘間弧光短路而引發諧振。綜上所述，單相接地與諧振現象有著根本區別。正常情況下，當接地引發鐵磁諧振時，產生的過電壓對設備的影響很大，會造成PT高壓熔斷器熔斷，PT燒毀等重大事故。

5PT高壓熔斷器熔斷的原因分析

PT高壓熔斷器的熔斷，都是在接地消失時發生的，分析系統三相對地電容電流在接地過程中的充放電過程，就可看出其中原因。由于6KV系統中性點不接地，Y0接線的電磁式PT的高壓線組就成為系統三相對地的唯一金屬通道。熔斷的原因有:①系統單相接地時(如A相)，A相直接與地接通，另兩相(B、C相也有良好的金屬通道(如主變繞組)。此進三相對地電容電流的充放電通道不會走PT高壓繞組，因此PT高壓繞組中不會產生大電流。同進由于A相已成為固定的地電位，也不會產生鐵磁諧振;②當系統單相接地消失時，固定的地電位(A相)已消失，三相對地的金屬通道就只能走PT的高壓繞組，既此進三相對地電容中存儲的電荷對PT高壓繞組電感L放電，相當于一個直流源作用在帶有鐵芯的電感線圈上，鐵芯會深度飽和。對于接地相(A相)，更是相當于一個空載的變壓器突然合閘，疊加出更大的暫態涌流(可達3A注1)，從而將PT高壓熔斷器(額定0.5A)熔斷。因此，系統單相接地時，如果PT高壓繞組中性點的消諧電阻還未起作用時，接地點突然消失，就容易產生鐵磁諧振熔斷PT高壓熔斷器。

6防止PT高壓熔斷器熔斷可燒毀的措施

除PT本身內部出現單相接地或匝間、層間、相間短路故障和PT二次側發生短路，而二次側熔斷器未熔斷(二次空氣開關未跳開)，造成高壓熔斷器熔斷這兩個原因外，造成PT高壓熔斷器熔斷的主要原因就是系統單相接地引起鐵磁諧振。而防止鐵磁揩振的措施有:①在PT開口三角回路中裝設消諧燈泡(220V/200W，注2)或消諧器。原因是發生諧振時的電壓是相電壓的3倍，則在開口三角處會產生100-200V的電壓，加裝消諧燈泡或加諧振阻尼。但這一措施不能根治諧振的產生源，實際運行中難以發揮作用;②在PT高壓繞組中性點安裝消諧電阻器(接地變壓器和消弧線圈)。鐵磁諧振過電壓產生的根本原因是電流中性點對地絕緣，而PT一次繞組中性點直接接地。因此，在PT高壓繞組中性點經消弧電阻器(接地變壓器和消弧線圈)接地方式，則該系統零序回路的電感參數將主要由消諧電阻器的零序阻抗決定。而零序阻抗遠小于PT的勵磁阻抗，相對地穩住了系統中性點電位，即使PT勵磁阻抗發生突變，也不會出現鐵磁諧振。同時這一措施還可補償系統接地電容電流，抑制弧光過電壓，提高系統穩定性，實踐證明該方案是有效的。

7結語

綜上所述，PT高壓熔斷器熔斷或PT爆炸的主要原因是系統單相接地時產生鐵磁諧振過電壓，PT高壓繞組中產生大電流。而防止鐵磁諧振的有效措施是在PT高壓繞組中性點加裝消諧電阻器。因引建議公司在6KV系統中采用Y型接地的PT在其高壓繞組中性點加裝消諧電阻器，防止系統發生單相接地是發生鐵磁諧振產生過電壓，進而引起PT爆炸。

作者:王祺 單位:冷水江鋼鐵有限責任公司