10kV電壓互感器單相接地與諧振(20211109170001)

1、10kV 電壓互感器單相接地與諧振在電力系統(tǒng)中，電壓互感器PT是一、二次系統(tǒng)的聯(lián)絡(luò)元件，它能正確 地反映電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和故障情況。PT的一次線圈并聯(lián)在高壓電路中，其作用是將一次高壓變換成額定 100 V低電壓，用作測(cè)量和保護(hù) 等的二次回路電源，在正常工作時(shí)二次繞組近似于開(kāi)路狀態(tài)，所以， 正常運(yùn)行中的PT二次側(cè)不允許短路。1PT單相接地及處理在10kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，為了監(jiān)視系統(tǒng)中各相對(duì)地的絕緣狀況以 及計(jì)量和保護(hù)的需要，在每個(gè)變電站的母線上均裝有電磁式PT。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，將產(chǎn)生較高的諧振過(guò)電壓，影響系統(tǒng)設(shè)備的 絕緣性能和使用壽命，進(jìn)而出現(xiàn)更頻繁的故障。1.1 在中性點(diǎn)不接地

2、系統(tǒng)中，當(dāng)其中一相出現(xiàn)金屬性接地時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生激磁涌流，導(dǎo)致PT鐵芯飽和。如A相接地，那么Uan的電壓為零，非接 地相Ubn、Ucn的電壓表指示為100V線電壓。PT開(kāi)口三角兩端出現(xiàn)約 100V電壓正常時(shí)只有約3V，這個(gè)電壓將起動(dòng)絕緣檢查繼電器發(fā)出接 地信號(hào)并報(bào)警。1.2 當(dāng)發(fā)生非金屬性短路接地時(shí)，即高電阻、電弧、樹(shù)竹等單相接地。如A相發(fā)生接地，那么Uan的電壓低于正常相電壓，Ubn、Ucn電壓那么大 于58V,且小于100V, PT開(kāi)口三角處兩端有約70V電壓，到達(dá)絕緣檢 查繼電器起動(dòng)值，發(fā)出接地信號(hào)并報(bào)警。1.3PT二次側(cè)熔斷器熔斷或接觸不良時(shí)，中央信號(hào)屏發(fā)出電壓回路斷線 的預(yù)告信號(hào)，同時(shí)光

3、字牌亮，警鈴響。查電壓表可發(fā)現(xiàn)：未熔斷相電 壓表指示不變，熔斷相的電壓表指示降低或?yàn)榱?。遇到這種情況，可 檢查PT二次回路接頭端子排處有無(wú)松動(dòng)、斷頭、電壓切換回路有無(wú) 接觸不良等現(xiàn)象和PT二次熔斷器是否完好，找到松動(dòng)、斷線處應(yīng)立即 處理；假設(shè)更換熔斷器后再次熔斷，應(yīng)查明原因，不可隨意將其熔絲增 大。1.4PT高壓側(cè)熔斷器熔斷。其原因有：電力系統(tǒng)發(fā)生單相間歇性電弧 放電、樹(shù)竹接地等使系統(tǒng)產(chǎn)生鐵磁諧振過(guò)電壓。PT本身內(nèi)部出現(xiàn)單相接地或匝間、層間、相間短路故障。 PT二次側(cè)發(fā)生短路，而二次 側(cè)熔斷器未熔斷，造成高壓熔斷器熔斷。因此，在更換PT 一、二次熔斷器時(shí)一定要選用符合規(guī)格的熔斷器。需要指出的是

4、當(dāng)高壓某相熔斷器熔斷時(shí)，如C相熔斷，那么Ucn的電壓表指示本應(yīng)為零，其余兩相 Uan、Ubn的電壓表指示仍為100V電壓。 但在實(shí)際檢修工作中，因?yàn)镻T的二次回路通過(guò)計(jì)量用的有功、無(wú)功電 能表電壓線圈與保護(hù)回路中的電壓繼電器線圈串聯(lián)構(gòu)成回路， 故使 Ucn 有一定電壓指示，但其數(shù)值很小。此外，當(dāng)PT熔斷器熔斷時(shí)，應(yīng)首先用萬(wàn)用表檢查二次側(cè)各相熔斷器的 進(jìn)、出線端相電壓是否有58V線電壓100V,或?qū)⑷蹟嗥魅∠掠萌f(wàn)用表 電阻檔測(cè)量通斷，判斷出熔絲是否熔斷。如果熔絲完好，那么故障發(fā)生 在一次高壓側(cè)。處理的方法是：先拉開(kāi) PT高壓側(cè)隔離刀閘，取下低壓 二次熔斷器，經(jīng)確證無(wú)電后，做好現(xiàn)場(chǎng)平安措施，再仔細(xì)

5、檢查PT 一次 套管、端蓋處有無(wú)破裂、滲油、異物和絕緣油的異常氣味等。當(dāng)檢查到有異常時(shí)，應(yīng)用兆歐表測(cè)量絕緣電阻。在確認(rèn)PT正常后，戴上絕緣手套更換符合標(biāo)準(zhǔn)的高壓熔斷器，進(jìn)行試送電。如再次熔斷，那么應(yīng)考 慮PT的內(nèi)部故障，并進(jìn)一步作直流電阻、變比等試驗(yàn)來(lái)決定PT好壞。 而在停用PT前，應(yīng)考慮到對(duì)繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置和計(jì)量的影響，在取 得調(diào)度和有關(guān)負(fù)責(zé)人的許可后將保護(hù)裝置、自動(dòng)裝置暫時(shí)停用，以防 其它設(shè)備誤動(dòng)作。2PT諧振及處理2.1PT諧振對(duì)于yo/yo電磁式PT,在正常情況下線路發(fā)生單相接地不會(huì)出現(xiàn)鐵磁 諧振過(guò)電壓，但在以下條件下，就可能引發(fā)鐵磁諧振。(1) 對(duì)于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相

6、接地時(shí)，故障點(diǎn)流過(guò)電容電流，未接地的兩相相電壓升高 3 倍。但是，一旦接地故障點(diǎn)消除， 非接地相在接地故障期間已充的線電壓電荷只能通過(guò)PT高壓線圈經(jīng)其自身的接地點(diǎn)流入大地，在這一瞬間電壓突變過(guò)程中，PT高壓線圈的非接地兩相的勵(lì)磁電流就要突然增大，甚至飽和，由此構(gòu)成相間串聯(lián) 諧振。(2) 系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振。近年來(lái)，由于配電線路用戶PT電子控制電焊機(jī)、調(diào)速電機(jī)等數(shù)量的增加，使得10kV配電系統(tǒng)的電氣參數(shù)發(fā)生了很 大的變化，導(dǎo)致諧振的頻繁出現(xiàn)。在系統(tǒng)諧振時(shí)，PT將產(chǎn)生過(guò)電壓使電流激增，此時(shí)除了造成一次側(cè)熔斷器熔斷外，還將導(dǎo)致PT燒毀。個(gè) 別情況下， 還會(huì)引起避雷器、 變壓器、斷路器的套管發(fā)生閃絡(luò)或爆

7、炸。(3) 線路檢修，事先不向調(diào)度部門(mén)申請(qǐng)辦理停電手續(xù)，隨意帶負(fù)荷拉開(kāi) 分支線路隔離刀閘或帶負(fù)荷拉開(kāi)配電變壓器的高壓跌落開(kāi)關(guān)，造成刀 閘間弧光短路而引發(fā)諧振。(4) 當(dāng)配電變壓器內(nèi)部發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障電流將通過(guò)抗電能力 強(qiáng)的絕緣油對(duì)地放電，也會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定的電弧激發(fā)電網(wǎng)諧振。(5) 運(yùn)行人員送電操作程序不對(duì)，未拉開(kāi) PT高壓側(cè)刀閘就直接帶PT向 空母線送電，引起PT鐵磁諧振。2.2 諧振的處理(1) 當(dāng)出現(xiàn)空母線諧振時(shí)，不宜拉開(kāi) PT的隔離刀閘，應(yīng)考慮增大母線電 容和并聯(lián)電感，即合上一條空載線路或者空載的變壓器來(lái)破壞諧振條 件，可使三相電壓恢復(fù)平衡。(2) 在PT高壓線圈中性點(diǎn)的接地線中串

8、接一只約5k&Omega阻尼電阻(在一次側(cè)中性點(diǎn)串接阻尼電阻會(huì)影響二次側(cè)反映單相接地故障的靈敏 度，且在相電壓有同期裝置的回路中一般不宜采用 )。相當(dāng)于在零序阻 抗上并聯(lián)一個(gè)電阻，可以有效地抑制單相接地故障引起的諧振。(3) PT 發(fā)生諧振時(shí)的電壓是相電壓的 3 倍，那么在開(kāi)口三角處將會(huì)產(chǎn)生 100200V電壓，因此在PT開(kāi)口三角處可并聯(lián)一只 220V/200W消諧燈 泡(或選用220V/800W/60&Omega標(biāo)準(zhǔn)電阻。消諧電阻功率不得大于 PT 極限容量的2.4倍，并做好消諧電阻的安裝絕緣措施，防止 PT二次側(cè) 多點(diǎn)接地)，也可在PT零序回路中裝設(shè)專(zhuān)用KFX-10消諧器。(4) 變電站值班人員在恢復(fù)送電時(shí)，