電磁式電壓互感器二次側(cè)短路燃燒分析及教學(xué)應(yīng)用

1、電磁式電壓互感器二次側(cè)短路燃燒分析及教學(xué)應(yīng)用作者：葛昆來源：中小企業(yè)管理與科技上旬刊2013年第05期摘要：分析了一例電磁式電壓互感器燃燒爆炸的原因，提出了有效整改和防范措施及其在教學(xué)方面的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：電磁式電壓互感器 短路 事故分析0 引言電磁式電壓互感器使用廣泛，由于其低壓側(cè)的負(fù)載很小，接近于空載狀態(tài)，在正常工作時，當(dāng)回路中電壓或電流突然增大，勵磁電流會因飽和而突然減小，由此引起過電壓。特別在中性點不接地的635kV系統(tǒng)中，由于電壓互感器飽和而產(chǎn)生內(nèi)部過電壓事故最多，嚴(yán)重影響安全發(fā)輸變供電。1 事故情況某企業(yè)煤矸石發(fā)電廠發(fā)電機(jī)（6.3kV、1.5MW、3MW、3MW、6MW、6MW）與系

2、統(tǒng)并網(wǎng)運行，其中一臺6MW發(fā)電機(jī)自動勵磁電壓互感器曾4次發(fā)生燃燒爆炸事故，4次均為A相電壓互感器燃燒爆炸。2 事故現(xiàn)象6MW發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后，投入自動勵磁調(diào)節(jié)裝置（該廠自動勵磁調(diào)節(jié)屬相位補(bǔ)償型怏速自動勵磁調(diào)節(jié)，型號為KFD-2），開始一切正常，約10小時后，發(fā)電機(jī)控制臺靜子電壓表在6.3kV附近劇烈擺動，隨后便降為4kV。與此同時繼電保護(hù)裝置則發(fā)出“靜子接地”預(yù)告信號，電氣運行人員立刻到發(fā)電機(jī)小間進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)自動勵磁電壓互感器A相被擊穿，電氣運行人員隨后將電壓互感器一次刀閘3G斷開并檢查一次側(cè)熔斷器（RN2-10/0.5）發(fā)現(xiàn)A相熔斷器也被熔斷，在退出自動勵磁調(diào)節(jié)裝置后，一切恢復(fù)正常，由于這是該

3、廠第一次發(fā)生這種事故，當(dāng)時推測為發(fā)電機(jī)小間潮濕引起自動勵磁電壓互感器絕緣擊穿，匝間短路，并未引起足夠重視，后又發(fā)生3次這種事故，其中有一次筆者在場，當(dāng)時立即帶人到發(fā)電機(jī)小間檢查，開門即聞到膠木、絕緣漆焦糊味，同時從A相勵磁電壓互感器（單相）發(fā)出“嘶嘶”燃燒聲和間斷電弧光，在緊急切斷一切電源后，我們立即用干粉滅火器滅火。3 事故分析4次事故情況一樣，說明是一種原因造成的，發(fā)生第4次事故后，我們分析推測有以下4種可能：自動勵磁電壓互感器勵磁特性不良；自動勵磁電壓互感器鐵磁諧振過電壓；發(fā)電機(jī)小間潮濕引起自動勵磁電壓互感器絕緣擊穿、匝間短路；自動勵磁電壓互感器二次側(cè)負(fù)荷過大或短路。發(fā)生第3次事故后，我

4、們曾經(jīng)對一臺新更換的自動勵磁電壓互感器勵磁特性進(jìn)行實測，測試過程采用互感器高壓側(cè)勵磁加壓，用精密電流表測取勵磁電流，用分壓器測量互感器高壓側(cè)電壓。具體測量結(jié)果如表1所示：表1 自動勵磁電壓互感器試驗結(jié)果圖1 自動勵磁電壓互感器勵磁曲線圖從圖1中可以看出，該自動勵磁電壓互感器勵磁特性線性度較好，正是該自動勵磁電壓互感器在第4次事故中也被燒毀。經(jīng)過對自動勵磁電壓互感器勵磁特性進(jìn)行一系列認(rèn)真分析，試驗，自動勵磁電壓互感器勵磁特性本身不存在質(zhì)量問題，即不是勵磁特性不良。第一次事故發(fā)生后，我們對所購的自動勵磁電壓互感器進(jìn)行了嚴(yán)格的耐壓等高壓試驗，一切均合格、無異常情況；由于每次發(fā)生事故，電氣運行人員均準(zhǔn)

5、確無誤地記錄下當(dāng)時相應(yīng)儀表的讀數(shù)及指針擺動情況，通過對記錄的儀表的讀數(shù)及指針擺動情況進(jìn)行認(rèn)真分析，可以肯定既不是基波諧振、高次諧波諧振也不是分次諧波諧振即自動勵磁電壓互感器沒有發(fā)生鐵磁諧振過電壓。由此推測前3種可能性較小，最大可能是電壓互感器二次側(cè)負(fù)荷過大或短路引起的，為了更進(jìn)一步查出事故原因，我們查閱了自動勵磁裝置投入運行期間發(fā)電機(jī)一些參數(shù)，通過計算、電壓互感器二次側(cè)負(fù)荷并未超過額定容量。經(jīng)過上述一系列情況，筆者經(jīng)過仔細(xì)分析，推斷為電壓互感器二次側(cè)短路所致。圖2為發(fā)電機(jī)自動勵磁接線圖。圖中KXB為可控相復(fù)勵變壓器、1cb為補(bǔ)償電容器，DK1為移相電抗器，1ZK為自動勵磁投入開關(guān)、3G為電壓互

6、感器一次刀閘及其輔助接點。圖2 發(fā)電機(jī)自動勵磁接線圖當(dāng)自動勵磁電壓互感器2YH一次刀閘3G投入，自動勵磁投入開關(guān)1ZK在工作位置，則自動勵磁裝置投入運行，很快補(bǔ)償電容器1cb兩端電壓為400伏，可控相復(fù)勵變壓器KXB電壓繞組與移相電抗器DK1相串聯(lián)，兩端電壓即圖2中1，12間也為400伏（該廠2YH型號為JDZC 6300/400/伏）。由于移相電抗器DK1質(zhì)量存在問題，通電幾小時后，移相電抗器DK1首端即圖2中1端會出現(xiàn)接地現(xiàn)象，因此造成自動勵磁電壓互感器2YH二次側(cè)A相接地短路，從而引起一次熔斷器RD熔斷、A相電壓互感器燃燒爆炸。4 防止措施更換移相電器DK1（須經(jīng)長時間通400伏交流電試

7、驗合格）。在自動勵磁電壓互感器2YH二次側(cè)加裝一組8安、400伏熔斷器。自從采取上述兩條措施后，該廠未再出現(xiàn)類似故障。5 教學(xué)應(yīng)用本例電磁式電壓互感器二次側(cè)短路燃燒爆炸事故分析涉及到發(fā)電機(jī)、電磁式電壓互感器、自動勵磁等設(shè)備故障診斷技術(shù)，涵蓋了我院多個專業(yè)已經(jīng)開設(shè)的相關(guān)課程和即將開設(shè)的相關(guān)課程，如供配電技術(shù)、工廠供電技術(shù)等教學(xué)內(nèi)容。若能以該例電磁式電壓互感器二次側(cè)短路燃燒爆炸事故分析為案例，在講授供配電技術(shù)、工廠供電技術(shù)等課程時重點向?qū)W生傳輸設(shè)備故障診斷邏輯分析思路，既可促進(jìn)教學(xué)方法的改革、又可促進(jìn)課程建設(shè)的改革，通過對本例電磁式電壓互感器二次側(cè)短路燃燒爆炸事故分析的理解，既可培養(yǎng)學(xué)生靈活應(yīng)用電氣知識的能力，又可培養(yǎng)學(xué)生設(shè)備故障診斷分析能力，從而培養(yǎng)出高素質(zhì)的