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1、韶钢宽板开关站 10kV 母线电压互感器烧毁的原因分析摘要：本文介绍了韶钢宽板开关站发生的一起 10kV 母线电压互感器烧毁的事故， 对事故的原因进行了分析，同时对存在的问题进行了整改，提出了事故对策。关键词：电压互感器、铁磁饱和、烧毁、事故对策1 、前言 韶钢宽板开关站于 2004 年 10 月投入运行，其 35kV 进线有 2 条，分别来自 220kV柏山站35kVl母和口母，35kV母线采用单母线分段的运行方式。两台主变 压器接线方式为星形-三角接法，采用中性点不接地方式运行，主变变低侧带 10kVl母和口母分列运行，出线柜均采用电缆线路，在运行过程中，发生过铁磁 谐振过电压，导致 10
2、kV 母线电压互感器烧毁的事故，严重破坏了配电网的安全 供电。2、事故现象 韶钢宽板开关站共有两段 10kV 母线，每段装有三台 JDZJ-10 型电压互感器组成的电压互感器组。当10kV母线分段投入试运行时，遇到奇怪的现象：第I段 母线送电后，该段母线上的电压互感器二次侧电压值很不平衡，而且开口三角处 出现了很高的电压。立即停电对 10kV 母线及电压互感器等做全面的检查和测试， 没有发现任何问题。当再次投入运行时，使该组互感器中的两相烧毁。怀疑是电 压互感器质量有问题，换上不同厂家、经试验合格的互感器进行试投，二次侧电 压值有时正常，有时不正常，而且每次投入电压值也不相同，并伴随有接地信号
3、， 连续试投 5 次（见表 1）后试运行，不久再次烧毁。当电网正常运行时， LT 很大， C0 三相是对称的，因此零序电压值很小，接近 零，当突然开关合闸或电网中单相接地故障突然消失时，电压互感器的三相电抗 LT中有一相（或两相）将突然下降至LT造成饱和。即中性点位移电压大于相 电压，则必有 B、C 两相对地电压大于线电压，造成过电压。此过电压将可能维 持电压互感器B、C两相处于过励磁状态，而长时间的过励磁电流有可能烧毁电 压互感器。3.1.2 谐波谐振过电压 电磁式电压互感器在饱和状态下是一个非线性电感元件，因此它将使一部分 工频电源能量转变成谐波能量。这一过程可用图 3 表示。由图3可知，
4、当电网线路很长，即对地电容C0很大时，该电容有可能与电压互感器电感 LT发生分频谐振；当电网线路较短、即对地电容C0很小时，则有可能与电压互感器电感LT 发生高频谐振。但不管发生何种谐振，均将造成电网中性点电压U0增大，相应对地电压也 将增大。由于电压互感器磁饱和引起的工频或谐波谐振过电压幅值均不很高，故对设备的绝缘威 胁不大。但此过励磁电流尤其是电压互感器的分频谐振频率低、感抗小，使其励磁电流大大 增加，可达到额定励磁电流的数十倍甚至上百倍，极易烧毁电压互感器一次高压保险或使电 压互感器自身过热，进而喷（冒）油，甚至烧毁、爆炸。铁磁谐振对供电系统的危害很大，它可以引起供电系统中供电线路的三相
5、、两相或单相 对地电压升高，使电气设备或线路中的绝缘薄弱点被击穿，造成接地或短路，从而引起大面 积停电事故；还可使变压器、断路器的套管发生闪络和损坏，或避雷器爆炸等。3.2 10kV 母线电压互感器烧毁原因由于在10kV母线试送电时没有投入其他供电回路，母线本身只有十几米长，所以每相对 地的电容C0值很小，即各相的容抗XC较大。单组电压互感器各相的感抗XL值也较大，两 者数值接近，就发生了铁磁谐振，造成铁磁饱而烧毁电压互感器。 出现各相电压不平衡，而且每次投入时电压数值又不断变化的原因是，由于各相母线对 地的相对位置不同，故各相对地电容的大小有差异；另外，每次投入电压互感器时，各相的 接触电阻
6、及同期性都随手车推入的速度、力量大小的变化而变化，所以引起的各相谐振程度 就不一样。由于各相电压在铁磁谐振时的严重不平衡，使电压互感器组二次侧开口三角处感应出很 高的电压。4、事故对策4.1 抑制因饱和引起过电压的措施 根据国内经验介绍，消除谐振的措施有以下几种4，各有其优缺点，具体采用哪种方式 应根据具体条件而定。(1) 在电压互感器开口三角绕组上加装性能良好的消谐器；(2) 选用励磁特性好的电压互感器，使铁芯不易饱和；(3) 在电压互感器开口三角绕组并接200500W灯泡；(4) 采取临时倒闸措施，改变运行方式，使网络参数满足XC0/XLV0.01条件，限制谐 振发生。韶钢宽板开关站10k
7、V母线电压互感器烧毁事故发生后，经专业技术人员商议后决定采用 改变供电系统电气参数的办法，以此来破坏产生谐振的条件。采取直接在宽板开关站10kV 母线电压互感器开口三角处并接50-60Q、500W左右的阻尼电阻，改造完成后，有效地消除 了铁磁谐振，再也未发生电压互感器烧毁的事故。5、几点建议 (1)造成铁磁谐振过电压的内在原因是电压互感器励磁特性不好、铁心截面偏小、易进 入铁磁 VA 曲线饱和区。所以，在电压互感器选型时，应尽量选取励磁特性好的产品，以 根本上解决谐振问题；(2)造成谐振过电压的另一个原因是电压互感器组的Y0/Y0/A结线组别。电压互感器的 一次线圈采用Y0接法为发生谐振提供了“通道”。对于同一系统电气连结的电压互感器组按上 述接法越多，XL越小，越容易满足XC0/XL0.01条件，所以，建议运行单位将该种接法降 低到最底限度。并实测网络在正常运行电容C0,予以调整，以防止产生谐振。参考文献：1周敦锋，电工调试M,北京：中国建筑工业出版社，1995.2范锡普，发电厂电气部分M，北京：水利电力出版社，1987.
韶钢宽板开关站10kV母线电压互感器烧毁的原因分析
