金家井光伏站电压互感器故障分析报告

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1、金家井光伏站电压互感器故障分析报告一、故障经过:7月15日19时39分，光伏后台机报“PT断线、母线失压”，随即511开关跳闸。检查南瑞综合保护装置报“接地报警”，故障录波器显示波形A相电压降低，B、C相电压升高。随即拉出电压互感器小推车检查，B、C两相电压互感器有烧毁痕迹，A相电压互感器未发现异常。二、故障初步处理向调度汇报后，将518、511开关转冷备并做好安全措施后，摇测线路三相绝缘均为0.4兆欧（10kV线路绝缘标准为不低于10兆欧）。当时天气良好，线路绝缘不合格。徒步巡视线路未发现明显接地点。经过多次摇测线路绝缘发现:白

2、天线路绝缘正常，最高为500兆欧，夜间线路绝缘明显降低，最低为0.4兆欧。经专业人员分析后，一致认为线路绝缘子绝缘等级不够（取约600米的线路摇测绝缘为750兆欧，将此段线路绝缘子更换为新绝缘子后摇测绝缘达到2300兆欧）。更换线路全部绝缘子，测试线路绝缘正常。对B、C相损坏电压互感器进行更换，经高压试验合格后，光伏站恢复运行。三、故障深层次分析：由于铁芯电感的磁通和电流之间的非线性关系，电压升高导致铁芯电感饱和，极容易使电压互感器发生铁磁谐振。一般情况下谐振可分以下几类：1/2分频谐振区域：Xc/XL约为0.01-0.0&分频铁

3、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。基频谐振区域:Xc/XL约为0.08-0.8；高频谐振区域:Xc/XL约为0.6-3.0；基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髙，或引起"虚幻接地"现象。针对金家井光伏站系统配置情况及事故现象，以下几种激发条件可

4、能造成铁磁谐振：在10kV母线段负荷处于空载情况下，由于10kVPT的励磁感抗比较大，而此时系统的电容量较小，容抗值Xc二1/3C也比较大，在系统参数发生波动时，极易产生分频谐振。当系统绝缘降低，会引发接地现象。当一相接地时，另两相电压升高到线电压，他们的对地电容便充上了和其线电压相适应的电荷。接地故障持续时，在线电压的作用下，电荷以接地点为通路在线路和大地间流动，形成电容电流。接地故障消除就相当于此通路被切除，此时各相对地电压恢复到正常运行水平。原先充上的电荷要泄到大地中，但原来接地点已经切断，自由电荷只好通过PT一次绕组泄往大

5、地，此时在电容放电冲击电流下会引起铁心饱和，产生铁磁谐振，铁磁谐振产生的过电压和过电流引起PT熔丝熔断或者PT损坏。四、防范措施(1)提髙电压互感器饱和点，采用饱和点为2.5-3.5的电压互感器，同时选择励磁特性好的电压互感器可以保证励磁线圈的稳定性；(2)在电压互感器髙压侧中性点与地之间加装智能开关装置PTK,当系统出现闪络、弧光接地、谐振，装置控制器根据系统状况实现快速动作，并输出相应的开关量接点，用于报警，如是接地产生的铁磁谐振，激磁涌流过大，PTK瞬间切断激磁涌流，不至于PT保险熔断、PT烧毁；(1)控制Xc/Xl的比值，

6、尽量躲开谐振区。当Xc/XW0・01或Xc/X&3时不产生铁磁谐振，改变运行方式，以改变网络参数，消除谐振，每段10kV母线出线侧加装容性元件(如阻容吸收装置或无功补偿装置)，或在系统中加感性元件(如在系统中性点加装消弧线圈)。(2)提髙系统的绝缘，加装过电压保护器，减少接地故障对系统的损害。新天科创公司安全生产部2012-8-14