发电厂电压互感器高压熔断器熔断原因分析

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1、第34卷第9期华电技术Vo1．34No．92012年9月HuadianTechnologySep．2012发电厂电压互感器高压熔断器熔断原因分析豆占良，邹晖，于蒙(华北电力大学电气与电子工程学院，北京102206)摘要：发电机的中性点一般是经消弧线圈接地的，系统运行过程中有时会发生电压互感器(PT)高压熔断器熔断(俗称爆保险)现象，给系统造成了不利影响。通过分析中性点经消弧线圈接地发电厂的运行特点，发现中性点位移电压的放大是造成P，r爆保险的重要原因。提出了利用电力电子开关串人阻尼电阻来抑制中性点电压的放大，进而防止发电厂PT爆保险的方案。以某水电厂为实例，验证了

2、该方案的有效性。关键词：电压互感器；爆保险；中性点位移电压；阻尼电阻；电子开关中图分类号：TM451文献标志码：A文章编号：1674—1951(2012)09—0023—040引言0t电压互感器(PT)在发电厂中至关重要，发电机i~02>变压器组保护、励磁系统以及同期装置、计量仪表、调速器等重要设备都会用到J。发电厂中有时会发生高压熔断器熔断(俗称爆保险)现象，一严重影响发电机变压器组保护、励磁系统、同期装置、计量仪表和调速器的正常工作，进而影响整个电图1熔断器的保护特性曲线厂的正常运转和对用户的正常供电，这对电力系统(1)正常工作时，若流过熔件的电流小于其额的安

3、全、稳定和可靠运行是十分不利的J。另外，定电流，熔断器永远不会熔断。高压熔断器本身的熔断也是一种损失，更换也比较(2)当熔件流过的电流大于其额定电流时，熔麻烦。因此，研究发电厂中爆保险的问题具有断器熔断所需要的时间与其过电流倍数有密切关非常重要的现实意义。系J：过电流倍数越大，熔断器熔断所需要的时间1P1、爆保险的理论分析就越短；当过电流倍数非常大时，熔断器就会瞬间熔断。1．1高压熔断器的工作原理(3)熔断器的保护特性与熔断器稳定持续工作高压熔断器一般由金属熔件、外壳及触头构成。状态下的温度有很大关系。当熔断器稳定工在电路发生过负荷和短路时，金属熔件在被保护设作状

4、态下的温度升高时，熔断器的保护特性曲线就备未被损坏之前被加热熔断，以达到断开电路保护会左移，熔断器更容易熔断，甚至在流过熔断器的电设备的目的J。一般所说的熔断器熔断实际是其流小于其额定电流时也会造成非选择性熔断。熔件的熔断。电压互感器高压熔断器的作用是：当(4)当熔断器的熔件局部截面面积变小时，流电压互感器回路出现过电流或短路时，熔件熔断后过同样的电流时熔断器熔断所需要的时间就会变自动切断电路，从而保护电压互感器不受损。短_1卜挖]，即熔断器的保护特性曲线会左移。熔断器的熔断特性通常用其保护特性来表示。1．2PT爆保险的原因总结其保护特性为t=．厂(I)，曲线如图

5、1所示J。由熔断器的保护特性可知，造成PrI’爆保险的图1中：横坐标，表示流过熔断器的电流大小；直接条件有：回路发生短路；PT回路长时间有过纵坐标t表示熔断器熔断所需要的时间；，为熔断器电流流过；PT回路瞬时流过很大的冲击电流，例如工作的额定电流；0，0为熔断器稳定持续工作状态遭遇雷击。下的温度。可使PT熔断器的保护特性曲线左移，加速由图1可以得到熔断器的保护特性如下：爆保险的间接条件有：收稿日期：2012—03—16(1)PT熔断器所处环境温度较高。·24·华电技术第34卷(2)P11熔断器的触头表面接触不良，氧化严重，连接螺栓拧不紧，给熔断器带来额外的温升。(

6、3)流过PT熔断器的过电流虽然很小，但长期持续作用会使熔件温度小幅升高。(4)PT熔断器承受冲击后，虽然暂时未熔断，但熔件局部截面积变小。2发电厂的运行特点2．1中性点的接地方式在现阶段，发电机的中性点一般是经消弧线圈接地的。消弧线圈是一种可调节大小的电抗器，图2电压谐振等值回路式中：为失谐度；d为阻尼率；6o为角频率；R为所当发生非对称短路接地故障时，利用消弧线圈产生的电感电流抵消发电机系统的对地电容电流，从而有电阻的等效值。若用有效值表示，则式(I)可以将故障电流限制在发电机允许的范围内，消除问歇表示为性电弧，避免弧光过电压的产生，防止烧毁发电机。：。消弧线圈

7、的补偿方式有过补偿、全补偿和欠补偿3种。若仅从电流补偿角度看，消弧线圈采用2由于发电机的三相电压不完全对称、发电机等种方式都一样，只要使补偿后的电流在允许范围内设备的三相阻抗不完全相等以及系统三相对地电容就可以，但从过电压角度来看，两者就存在区别了。不完全相等，实际的中性点总是呈现一定数值的对在配电网中，消弧线圈按过补偿整定是考虑到当某地电位差¨”，即不对称电压‰。条线路停电退出后对地电容电流会减少，如果按欠由式(2)可知，发电机中性点经消弧线圈接地补偿整定就可能变为全补偿而发生串联谐振。时，中性点的不对称电压会被放大，从而使得中性点而对发电机一变压器回路则相对固

8、定。所以，