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，用作測量和保護 等的二次回路電源，在正常工作時二次繞組近似于開路狀態(tài)，所以， 正常運行中的PT二次側(cè)不允許短路。1PT單相接地及處理在10kV中性點不接地系統(tǒng)中，為了監(jiān)視系統(tǒng)中各相對地的絕緣狀況以 及計量和保護的需要，在每個變電站的母線上均裝有電磁式PT。當系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，將產(chǎn)生較高的諧振過電壓，影響系統(tǒng)設(shè)備的 絕緣性能和使用壽命，進而出現(xiàn)更頻繁的故障。1.1 在中性點不接地

2、系統(tǒng)中，當其中一相出現(xiàn)金屬性接地時，就會產(chǎn)生激磁涌流，導致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開口三角兩端出現(xiàn)約 100V電壓正常時只有約3V，這個電壓將起動絕緣檢查繼電器發(fā)出接 地信號并報警。1.2 當發(fā)生非金屬性短路接地時，即高電阻、電弧、樹竹等單相接地。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開口三角處兩端有約70V電壓，到達絕緣檢 查繼電器起動值，發(fā)出接地信號并報警。1.3PT二次側(cè)熔斷器熔斷或接觸不良時，中央信號屏發(fā)出電壓回路斷線 的預告信號，同時光

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為零。遇到這種情況，可 檢查PT二次回路接頭端子排處有無松動、斷頭、電壓切換回路有無 接觸不良等現(xiàn)象和PT二次熔斷器是否完好，找到松動、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、樹竹接地等使系統(tǒng)產(chǎn)生鐵磁諧振過電壓。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、二次熔斷器時一定要選用符合規(guī)格的熔斷器。需要指出的是

4、當高壓某相熔斷器熔斷時，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。 但在實際檢修工作中，因為PT的二次回路通過計量用的有功、無功電 能表電壓線圈與保護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PT熔斷器熔斷時，應(yīng)首先用萬用表檢查二次側(cè)各相熔斷器的 進、出線端相電壓是否有58V線電壓100V,或?qū)⑷蹟嗥魅∠掠萌f用表 電阻檔測量通斷，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 PT高壓側(cè)隔離刀閘，取下低壓 二次熔斷器，經(jīng)確證無電后，做好現(xiàn)場平安措施，再仔細

5、檢查PT 一次 套管、端蓋處有無破裂、滲油、異物和絕緣油的異常氣味等。當檢查到有異常時，應(yīng)用兆歐表測量絕緣電阻。在確認PT正常后，戴上絕緣手套更換符合標準的高壓熔斷器，進行試送電。如再次熔斷，那么應(yīng)考 慮PT的內(nèi)部故障，并進一步作直流電阻、變比等試驗來決定PT好壞。 而在停用PT前，應(yīng)考慮到對繼電保護、自動裝置和計量的影響，在取 得調(diào)度和有關(guān)負責人的許可后將保護裝置、自動裝置暫時停用，以防 其它設(shè)備誤動作。2PT諧振及處理2.1PT諧振對于yo/yo電磁式PT,在正常情況下線路發(fā)生單相接地不會出現(xiàn)鐵磁 諧振過電壓，但在以下條件下，就可能引發(fā)鐵磁諧振。(1) 對于中性點不接地系統(tǒng)，當系統(tǒng)發(fā)生單相

6、接地時，故障點流過電容電流，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PT高壓線圈經(jīng)其自身的接地點流入大地，在這一瞬間電壓突變過程中，PT高壓線圈的非接地兩相的勵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，由于配電線路用戶PT電子控制電焊機、調(diào)速電機等數(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，導致諧振的頻繁出現(xiàn)。在系統(tǒng)諧振時，PT將產(chǎn)生過電壓使電流激增，此時除了造成一次側(cè)熔斷器熔斷外，還將導致PT燒毀。個 別情況下， 還會引起避雷器、 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)度部門申請辦理停電手續(xù)，隨意帶負荷拉開 分支線路隔離刀閘或帶負荷拉開配電變壓器的高壓跌落開關(guān)，造成刀 閘間弧光短路而引發(fā)諧振。(4) 當配電變壓器內(nèi)部發(fā)生單相接地故障時，故障電流將通過抗電能力 強的絕緣油對地放電，也會產(chǎn)生不穩(wěn)定的電弧激發(fā)電網(wǎng)諧振。(5) 運行人員送電操作程序不對，未拉開 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) 當出現(xiàn)空母線諧振時，不宜拉開 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破壞諧振條 件，可使三相電壓恢復平衡。(2) 在PT高壓線圈中性點的接地線中串

8、接一只約5k&Omega阻尼電阻(在一次側(cè)中性點串接阻尼電阻會影響二次側(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 )。相當于在零序阻 抗上并聯(lián)一個電阻，可以有效地抑制單相接地故障引起的諧振。(3) PT 發(fā)生諧振時的電壓是相電壓的 3 倍，那么在開口三角處將會產(chǎn)生 100200V電壓，因此在PT開口三角處可并聯(lián)一只 220V/200W消諧燈 泡(或選用220V/800W/60&Omega標準電阻。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) 多點接地)，也可在PT零序回路中裝設(shè)專用KFX-10消諧器。(4) 變電站值班人員在恢復送電時，