高壓互感器燒壞的五大原因
高壓電壓高壓互感器燒壞的常見原因:
1、電壓高壓互感器低壓側匝間和相間短路時,低壓保險尚未熔斷,由于激磁電流迅速增大,使高壓熔管熔絲熔斷或燒壞互感器。
2、當10kV出線發生單相接地時,電壓高壓互感器一次側非故障相對地電壓為正常電壓值的根號3倍。電壓高壓互感器的鐵芯很快飽和,激磁電流急劇增強,使熔絲熔斷。
3、由于電力網絡中含有電容性和電感性參數的元件,特別是帶有鐵芯的鐵磁電感元件,在參數組合不利時引起鐵磁諧振。如斷路器非同期合閘,帶有變壓器、鐵磁式電壓高壓互感器的空載母線投入,配電變壓器高壓線卷對地短路時,都可能引起鐵磁諧振。在發生鐵磁諧振時,其過電壓倍數可達2.5倍以上,這就造成電氣設備絕緣擊穿,燒毀設備事故。高壓電壓高壓互感器燒壞的原因。
4、流過電壓高壓互感器一次繞組的零序電流增大(相對于接地電流超標的系統而言),長時間運行時,該零序電流產生的熱效應將使電壓高壓互感器的絕緣損壞、炸裂;
5、系統中存在非線性的振蕩(弧光接地過電壓),大大加劇了系統中電壓高壓互感器的損壞進程;
6、電壓高壓互感器自身的散熱條件較差。
電壓高壓互感器燒毀的原因有哪些?
互感器是一個帶鐵心的變壓器,它主要由一、二次線圈、硅鋼片鐵心和絕緣部分組成。在雷雨季節,發生線路落雷、瓷瓶閃絡等故障,導致電壓高壓互感器的高壓熔斷器熔斷,甚至燒毀互感器。
電壓高壓互感器燒毀的常見原因:
當10kV線路出線發生單相接地時,電壓高壓互感器一次高壓側非故障相對地電壓為正常電壓值倍。電壓高壓互感器的鐵芯很快飽和,激磁電流急劇增強,使高壓熔斷器熔斷。
電壓高壓互感器二次低壓側匝間和相間短路時,低壓保險尚未熔斷,由于激磁電流迅速增大,使高壓熔斷器熔斷或燒壞電壓高壓互感器。
由于電力網絡中含有電容性和電感性參數的高壓元件,特別是帶有鐵芯的鐵磁電感元件,在參數組合不利時引起鐵磁諧振。如斷路器非同期合閘,帶有變壓器、鐵磁式電壓高壓互感器的空載母線投入,配電變壓器高壓線卷對地短路時,都可能引起鐵磁諧振。在發生鐵磁諧振時,其過電壓倍數可達2.5倍以上,這就造成電氣設備絕緣擊穿,燒毀電氣設備事故。
針對以上情況,可以采取以下措施,防止電壓高壓互感器燒壞。
加強巡查力度,杜絕高壓熔斷器用低壓保險代替的現象。
在電壓高壓互感器一次高壓側接地線上加裝零序接地自動開關,切斷接地線路;二次側加裝3~5A的小型空氣開關,避免短路燒毀電壓高壓互感器。
在10kV電壓高壓互感器的開口三角處并聯安裝一次消諧裝置,即10KV一次消諧器。
10KV電壓高壓互感器燒毀原因:
10kV電壓高壓互感器爆炸絕大部分是因為諧振導致過電壓和過電流(電壓諧振和電流諧振)使一次設備的絕緣損壞;另外發生較多的還有二次發生短路使之燒毀。
1、絕緣損壞,一次對二次或地擊穿產生大電流;
2、過流,鐵磁諧振導致鐵芯飽和,電流急劇上升;二次短路也會導致;
3、熔斷器安秒特性不好,不能及時熔斷切除故障過流設備。
附,10千伏電壓高壓互感器燒壞原因分析及解決方法
在25次10千伏電壓'>電壓高壓互感器'>互感器燒壞的過程中,均有接地故障的存在,且有24次是在規程答應的8小時內燒壞。找出電壓'>電壓高壓互感器'>互感器燒壞與接地故障之間的關系,進而得出電壓高壓互感器燒壞的原因,最后提出解決題目的方法。
據我局MIS數據庫中的統計,自2001年1月1日至2003年7月15日的兩年半中,10千伏電壓高壓互感器燒壞共25次。每次燒壞的同時系統中均有單相接地故障存在。
根據記錄,2001年7月25日,110千伏向家橋變0524電壓高壓互感器是在10千伏系統單相接地故障持續9小時之后燒壞,其它的均在8小時之內燒壞。而根據都勻電網《調度治理規程》(1997年3月)中第三章第七節明確規定(不包括弧光接地故障):都勻電網10千伏或35千伏中性點不接地系統,當發生單相接地故障時答應帶接地故障運行,同時,通知有關單位盡快查找和排除故障(帶電巡視)。10千伏、35千伏系統可答應帶接地故障連續運行8小時。
那么,究竟是什么原因導致這些電壓高壓互感器的故障呢?電壓高壓互感器的損壞與接地故障之間又有什么必然聯系呢?
我局電網的飛速發展使網絡復雜化。上個世紀90年代中期以來,我局電網得以飛速發展,500千伏福泉變的投運,標志著我局已經進進超高壓、大電網的行列,隨著兩網改造的不斷深進,又進一步使電網結構、參數趨于復雜化。
我們來具體分析一下10千伏系統發生單相接地故障時的情況。
電力系統的中性點(實際上是發電機、變壓器的中性點)的運行方式有中性點不接地、中性點經消弧線圈接地、中性點直接接地三種。而我局10千伏、35千伏系統正是采用中性點不接地的運行方式。
為了說明電網改造與接地電流增大的關系,我們可以借助下列公式來理解接地電流:
對于排擠線路:
對于電纜線路:
式中U——電網的線電壓(千伏)
——電壓等級為U的具有電聯系的線路長度(km)
可見,隨著電網的發展與兩網改造的深進,10千伏線路及聯絡線的增加,線路長度也大大增加。這正是造成單相接地電流增大的主要原因。
高壓試驗班與河北旭輝電氣有限公司對我局市區五個變電所的丈量結果表明:五個變電所中有四個站的接地電流超標(根據中華人民共和國電力行業標準《交流電氣裝置的過電壓保護和盡緣配合》DL/T630-1997中的規定,在中性點不接地系統中當接地電流大于10A時,應采用中性點經消弧線圈接地的方式),丈量結果詳見下表:
市區五個變電所接地電流丈量結果表
當中性點不接地系統中發生單相故障時,流過故障點的接地電流是電容性電流。盡大多數是以電弧的形式存在的。以前我局電網還是小電網的時候,則接地電流較小,單相故障時電弧可以自行熄滅。現在我局已經進進超高壓、大電網的行列,故接地電流增大、超標,此時電弧就很難以自行熄滅。但這種電弧又不足以形成穩定的燃燒電弧,而是形成時燃時滅的電弧,這將導致電網中的電感電容回路的振蕩,造成弧光接地過電壓。其值可達2.5~3.5倍相電壓(根據國內外實測結果,弧光接地過電壓一般不超過3倍相電壓,但有個別可達3.5倍相電壓)。
JDZJ-10系列PT單相接地故障時零序磁通的分布情況圖
再來看接地相電壓高壓互感器的情況。假設當A相接地時,零序磁通的通路為如圖所示。
由于零序磁通經過兩邊的芯柱,因而磁阻較小,使得零序磁通增大,則一次繞組的零序阻抗增大,在一定程度上限制流過的零序電流。所以,從設備的選型和結構上看,是不存在題目的。
存在的題目是,多數接地故障均會造成弧光接地過電壓,所以接地相中的序磁通的變化是非線性的,其變化率較大,當然流過電壓高壓互感器一次繞組的零序電流也會大大增加,使得繞組的發熱量增加。又由于這些電壓高壓互感器都是澆注式的盡緣方式,繞組密封在內,所以散熱條件較差,接地故障的時間一長,電壓高壓互感器將不可避免的因過熱而發生盡緣損壞、炸裂(也有一部分是由于過熱與過電壓同時作用而損壞)。另外,由于零序電流增大,也經常造成一相(或多相)高壓保險燒斷。
綜上所述,當系統中發生單相故障時電壓高壓互感器損壞的主要原因有如下三點:
一、流過電壓高壓互感器一次繞組的零序電流增大(相對于接地電流超標的系統而言),長時間運行時,該零序電流產生的熱效應將使電壓高壓互感器的盡緣損壞、炸裂;
二、系統中存在非線性的振蕩(弧光接地過電壓),大大加劇了系統中電壓高壓互感器的損壞進程;
三、電壓高壓互感器自身的散熱條件較差。
針對第三點,由于電壓高壓互感器的形式、產品質量、盡緣等級都沒有題目,所以不能
從實際上加以解決。但從理論上說是可以解決的。如加大鐵芯的截面、采用新型的散熱條件更好的盡緣材料等。
針對以上原因,可以采取如下方法來解決題目:
一、在現階段沒有采取可靠措施以前,建議將可答應帶接地連續運行的時間改為2小時甚至更短的時間(在都勻電網《調度治理規程》中規定沒有弧光過電壓時單接地故障可以連續運行的時間為8小時),在不影響重要負荷的情況下,最好立即停電處理。
二、在10千伏、35千伏電壓高壓互感器一次側中性點加裝消諧器。該消諧器為一非線性電阻,起阻尼與限流作用,可有效地抑制發生接地時電壓高壓互感器與故障回路引起的鐵磁諧振。這種方法能夠在一定程度上緩解電壓高壓互感器的損傷情況。
三、按照根據中華人民共和國電力行業標準《交流電氣裝置的過電壓保護和盡緣配合》(DL/T630-1997)中的要求:3千伏~10千伏不直接連接發電機的系統和35千伏、66千伏系統,當單相接地故障電容電流不超過下列數值時,應采用不接地方式;當超過下列數值又需在接地故障條件下運行時,應采用消弧線圈接地方式:
a)3千伏~10千伏鋼筋混凝土或金屬桿塔的排擠線路構成的系統和所有35千伏、66千伏系統:10安。
因此,在接地電流超標的變電站中性點加裝消弧線圈。該消弧線圈與電壓高壓互感器一次側中性點的消諧器配合使用,就會比較徹底地解決小接地電流系統中發生單相故障時的各種題目。