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高压电压互感器烧坏的五大原因

来源:电工天下   编辑:小电工发布时间:2017-04-06 19:31:36

高压电压互感器烧坏的五大原因

高压电压互感器烧坏的常见原因:

1、电压互感器低压侧匝间和相间短路时,低压保险尚未熔断,由于激磁电流迅速增大,使高压熔管熔丝熔断或烧坏互感器。

2、当10kV出线发生单相接地时,电压互感器一次侧非故障相对地电压为正常电压值的根号3倍。电压互感器的铁芯很快饱和,激磁电流急剧增强,使熔丝熔断。

3、由于电力网络中含有电容性和电感性参数的元件,特别是带有铁芯的铁磁电感元件,在参数组合不利时引起铁磁谐振。如断路器非同期合闸,带有变压器、铁磁式电压互感器的空载母线投入,配电变压器高压线卷对地短路时,都可能引起铁磁谐振。在发生铁磁谐振时,其过电压倍数可达2.5倍以上,这就造成电气设备绝缘击穿,烧毁设备事故。高压电压互感器烧坏的原因

4、流过电压互感器一次绕组的零序电流增大(相对于接地电流超标的系统而言),长时间运行时,该零序电流产生的热效应将使电压互感器的绝缘损坏、炸裂;

5、系统中存在非线性的振荡(弧光接地过电压),大大加剧了系统中电压互感器的损坏进程;

6、电压互感器自身的散热条件较差。

电压互感器烧毁的原因有哪些?

电压互感器是一个带铁心的变压器,它主要由一、二次线圈、硅钢片铁心和绝缘部分组成。在雷雨季节,发生线路落雷、瓷瓶闪络等故障,导致电压互感器的高压熔断器熔断,甚至烧毁电压互感器。

电压互感器烧毁的常见原因:

当10kV线路出线发生单相接地时,电压互感器一次高压侧非故障相对地电压为正常电压值倍。电压互感器的铁芯很快饱和,激磁电流急剧增强,使高压熔断器熔断。

电压互感器二次低压侧匝间和相间短路时,低压保险尚未熔断,由于激磁电流迅速增大,使高压熔断器熔断或烧坏电压互感器。

由于电力网络中含有电容性和电感性参数的高压元件,特别是带有铁芯的铁磁电感元件,在参数组合不利时引起铁磁谐振。如断路器非同期合闸,带有变压器、铁磁式电压互感器的空载母线投入,配电变压器高压线卷对地短路时,都可能引起铁磁谐振。在发生铁磁谐振时,其过电压倍数可达2.5倍以上,这就造成电气设备绝缘击穿,烧毁电气设备事故。

针对以上情况,可以采取以下措施,防止电压互感器烧坏。

加强巡查力度,杜绝高压熔断器用低压保险代替的现象。

在电压互感器一次高压侧接地线上加装零序接地自动开关,切断接地线路;二次侧加装3~5A的小型空气开关,避免短路烧毁电压互感器。

在10kV电压互感器的开口三角处并联安装一次消谐装置,即10KV一次消谐器。

10KV电压互感器烧毁原因:

10kV电压互感器爆炸绝大部分是因为谐振导致过电压和过电流(电压谐振和电流谐振)使一次设备的绝缘损坏;另外发生较多的还有二次发生短路使之烧毁。

1、绝缘损坏,一次对二次或地击穿产生大电流;

2、过流,铁磁谐振导致铁芯饱和,电流急剧上升;二次短路也会导致;

3、熔断器安秒特性不好,不能及时熔断切除故障过流设备。

附,10千伏电压互感器烧坏原因分析及解决方法

【摘要】在25次10千伏电压'>电压互感器'>互感器烧坏的过程中,均有接地故障的存在,且有24次是在规程答应的8小时内烧坏。找出电压'>电压互感器'>互感器烧坏与接地故障之间的关系,进而得出电压互感器烧坏的原因,最后提出解决题目的方法。
【关键词】单相接地故障接地电流弧光接地过电压

据我局MIS数据库中的统计,自2001年1月1日至2003年7月15日的两年半中,10千伏电压互感器烧坏共25次。每次烧坏的同时系统中均有单相接地故障存在。

根据记录,2001年7月25日,110千伏向家桥变0524电压互感器是在10千伏系统单相接地故障持续9小时之后烧坏,其它的均在8小时之内烧坏。而根据都匀电网《调度治理规程》(1997年3月)中第三章第七节明确规定(不包括弧光接地故障):都匀电网10千伏或35千伏中性点不接地系统,当发生单相接地故障时答应带接地故障运行,同时,通知有关单位尽快查找和排除故障(带电巡视)。10千伏、35千伏系统可答应带接地故障连续运行8小时。

那么,究竟是什么原因导致这些电压互感器的故障呢?电压互感器的损坏与接地故障之间又有什么必然联系呢?

我局电网的飞速发展使网络复杂化。上个世纪90年代中期以来,我局电网得以飞速发展,500千伏福泉变的投运,标志着我局已经进进超高压、大电网的行列,随着两网改造的不断深进,又进一步使电网结构、参数趋于复杂化。

我们来具体分析一下10千伏系统发生单相接地故障时的情况。

电力系统的中性点(实际上是发电机、变压器的中性点)的运行方式有中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点直接接地三种。而我局10千伏、35千伏系统正是采用中性点不接地的运行方式。

为了说明电网改造与接地电流增大的关系,我们可以借助下列公式来理解接地电流:

对于排挤线路:

对于电缆线路:
式中U——电网的线电压(千伏)
——电压等级为U的具有电联系的线路长度(km)
可见,随着电网的发展与两网改造的深进,10千伏线路及联络线的增加,线路长度也大大增加。这正是造成单相接地电流增大的主要原因。
高压试验班与河北旭辉电气有限公司对我局市区五个变电所的丈量结果表明:五个变电所中有四个站的接地电流超标(根据中华人民共和国电力行业标准《交流电气装置的过电压保护和尽缘配合》DL/T630-1997中的规定,在中性点不接地系统中当接地电流大于10A时,应采用中性点经消弧线圈接地的方式),丈量结果详见下表:
市区五个变电所接地电流丈量结果表

市区五个变电所接地电流丈量结果表

当中性点不接地系统中发生单相故障时,流过故障点的接地电流是电容性电流。尽大多数是以电弧的形式存在的。以前我局电网还是小电网的时候,则接地电流较小,单相故障时电弧可以自行熄灭。现在我局已经进进超高压、大电网的行列,故接地电流增大、超标,此时电弧就很难以自行熄灭。但这种电弧又不足以形成稳定的燃烧电弧,而是形成时燃时灭的电弧,这将导致电网中的电感电容回路的振荡,造成弧光接地过电压。其值可达2.5~3.5倍相电压(根据国内外实测结果,弧光接地过电压一般不超过3倍相电压,但有个别可达3.5倍相电压)。

JDZJ-10系列PT单相接地故障时零序磁通的分布情况图

再来看接地相电压互感器的情况。假设当A相接地时,零序磁通的通路为如图所示。

由于零序磁通经过两边的芯柱,因而磁阻较小,使得零序磁通增大,则一次绕组的零序阻抗增大,在一定程度上限制流过的零序电流。所以,从设备的选型和结构上看,是不存在题目的。

存在的题目是,多数接地故障均会造成弧光接地过电压,所以接地相中的序磁通的变化是非线性的,其变化率较大,当然流过电压互感器一次绕组的零序电流也会大大增加,使得绕组的发热量增加。又由于这些电压互感器都是浇注式的尽缘方式,绕组密封在内,所以散热条件较差,接地故障的时间一长,电压互感器将不可避免的因过热而发生尽缘损坏、炸裂(也有一部分是由于过热与过电压同时作用而损坏)。另外,由于零序电流增大,也经常造成一相(或多相)高压保险烧断。

综上所述,当系统中发生单相故障时电压互感器损坏的主要原因有如下三点:

一、流过电压互感器一次绕组的零序电流增大(相对于接地电流超标的系统而言),长时间运行时,该零序电流产生的热效应将使电压互感器的尽缘损坏、炸裂;

二、系统中存在非线性的振荡(弧光接地过电压),大大加剧了系统中电压互感器的损坏进程;

三、电压互感器自身的散热条件较差。

针对第三点,由于电压互感器的形式、产品质量、尽缘等级都没有题目,所以不能

从实际上加以解决。但从理论上说是可以解决的。如加大铁芯的截面、采用新型的散热条件更好的尽缘材料等。

针对以上原因,可以采取如下方法来解决题目:

一、在现阶段没有采取可靠措施以前,建议将可答应带接地连续运行的时间改为2小时甚至更短的时间(在都匀电网《调度治理规程》中规定没有弧光过电压时单接地故障可以连续运行的时间为8小时),在不影响重要负荷的情况下,最好立即停电处理。

二、在10千伏、35千伏电压互感器一次侧中性点加装消谐器。该消谐器为一非线性电阻,起阻尼与限流作用,可有效地抑制发生接地时电压互感器与故障回路引起的铁磁谐振。这种方法能够在一定程度上缓解电压互感器的损伤情况。

三、按照根据中华人民共和国电力行业标准《交流电气装置的过电压保护和尽缘配合》(DL/T630-1997)中的要求:3千伏~10千伏不直接连接发电机的系统和35千伏、66千伏系统,当单相接地故障电容电流不超过下列数值时,应采用不接地方式;当超过下列数值又需在接地故障条件下运行时,应采用消弧线圈接地方式:
a)3千伏~10千伏钢筋混凝土或金属杆塔的排挤线路构成的系统和所有35千伏、66千伏系统:10安。

因此,在接地电流超标的变电站中性点加装消弧线圈。该消弧线圈与电压互感器一次侧中性点的消谐器配合使用,就会比较彻底地解决小接地电流系统中发生单相故障时的各种题目。 

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