10～35kv电压互感器多相熔丝熔断分析

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1、10～35kv电压互感器多相熔丝熔断分析2008-8-2216:17:00来源：中国自动化网网友评论条点击查看摘要　　本文以110kv淤溪变电站为例，论述了中性点不接地系统中电压互感器一次侧熔丝在雷击时熔断的各种原因和处理方法，重点阐明了安装在电压互感器一次绕组中性点的消谐电阻不能限制电压互感器入口电容冲击电流的原理，并用此理论解释了1998年3月江苏省沿江地区变电站数百相次l0～35kv电压互感器熔丝熔断这一典型现象。关键词：雷击；不接地系统；电压互感器；熔丝熔断；消谐器；电容电流　　安堰巾供电公司110kv淤溪变电站10kv系统为中性点不接地系统，2003年7月10日发生10kv母线电压互

2、感器一次侧三相熔丝熔断的故障，事后检查，中性点所接消谐电阻正常，中性点绝缘正常，励磁特性在正常范围，二次回路绝缘正常，更换高压熔丝后，电压互感器又恢复正常运行。雷击时多相熔丝熔断的原因何在?如何解决这类问题?只有查清雷击时通过高压熔丝的电流，明白此电流导致高压熔丝熔断的机理，才能找出有针对性的办法。1铁磁谐振过电压可引起电压互感器一次侧熔丝熔断1.1铁磁谐振产生的原理　　在中性点不接地系统中，正常运行时，由于三相对称，电压互感器的励磁阻抗很大，大于系统对地电容，即xl>xc，两者并联后为一等值电容，系统网络的对地阻抗呈现容性，电网中性点的位移基本接近于零。但会对系统产生扰动，如：①单相接地，使

3、健全相的电压突然升高，电压升至线电压；②单相弧光接地，由于雷击或其他原因，线路瞬时接地，使健全相电压突然上升，产生很大的涌流；③当电压互感器突然合闸时，其一相或两相绕组内出现巨大的涌流；④电压互感器的高压熔丝不对称故障等。总之，系统的某些干扰都可使电压互感器三相铁心出现不同程度的饱和，系统中性点就有较大的位移，位移电压可以是工频，也可以是谐波频率(分频、高频)，饱和后的电压互感器励磁电感变小，系统网络对地阻抗趋于感性，此时若系统网络的对地电感与对地电容相匹配，就形成三相或单相共振回路，可激发各种铁磁谐振过电压。　　铁磁谐振过电压分为工频、分频和高频谐振过电压，常见的为工频和分频谐振。当电压互感

4、器的激磁电感很大时，回路的自振频率很低，可能产生分频谐振；当电压互感器的铁心激磁特性容易饱和时或系统中有多台电压互感器、并联电感值较小、回路自振频率较高时，则产生高频谐振。1.2铁磁谐振过电压的危害及现象　　工频和高频铁磁谐振过电压的幅值一般较高，可达额定值的3倍以上，起始暂态过程中的电压幅值可能更高，危及电气设备的绝缘结构。工频谐振过电压可导致三相对地电压同时升高，或引起"虚幻接地"现象。分频铁磁谐振可导致相电压低频摆动，励磁感抗成倍下降，过电压并不高，一般在2倍额定值以下，但感抗下降会使励磁回路严重饱和，励磁电流急剧加大，电流大大超过额定值，导致铁心剧烈振动，使电压互感器一次侧熔丝过热烧毁

5、。　　电网发生铁磁谐振过电压较明显的现象为系统有接地信号，电压表计指针不停地摆动，电气设备有较强烈的电晕声。1.3防止铁磁谐振的措施　　在电力系统中，消除铁磁谐振的措施主要有以下几种方法：①选用励磁特性较好的电压互感器或使用电容式电压互感器；②增大对地电容，破坏谐振条件；③在零序回路加阻尼电阻，即在一次绕组中性点或开口三角绕组处加装消谐器或非线性电阻。1.4淤溪变电站10kv电压互感器一次熔丝熔断并非铁磁谐振引起，根据以上铁磁谐振产生的原理和现象分析，并通过现场检查和试验发现：①变电站(无人值班)遥信库中未发现有母线接地信号；②产生谐振过电压的一个必要条件是一次绕组中性点必须直接接地，而淤溪变

6、电站10kv电压互感器一次绕组中性点装有性能良好的ixq(d)ⅱ-10型消谐器，消谐器全部项目试验合格，电压互感器铁磁谐振零序过电压的大部分电压降落在消谐器上，从而避免了铁心饱和，限制了铁磁谐振过电压的发生；③现场检查电压互感器空载励磁特性良好，满足根式电压下的空载电流不大于额定电压下的空载电流的10倍，且相差不大于50的标准；④检查三相电压互感器绝缘良好，未受到严重过电压的冲击。由此可见，尽管在雷雨天气，淤溪变电站10kv系统有可能受到来自雷击造成的某些干扰的激发条件，但电压互感器一次熔丝熔断并非谐振引起。2低频饱和电流可引起电压互感器一次熔丝熔断　　在中性点不接地电网中，电磁式电压互感器高

7、压熔丝熔，断，并不一定都是由铁磁谐振过电压引起的。当电网对地电容较大，而电网间歇弧光接地或接地消失时，健全相对地电容中贮存的电荷将重新分配／它将通过中性点接地的电压互感器一次绕组形成电回路，构成低频振荡电压分量，促使电压互感始终饱和，形成低频饱和电流。它在单相接地消失后1／4～1／2工频周期内出现，电流幅值可远大于分频谐振电流(分频谐振电流约为额定励磁电流的百倍以上)，频率约2～5hz。由于具有幅