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      電磁式電壓互感器運(yùn)行中的異常現(xiàn)象及處理措施

      2012-08-15 00:46:26謝偉強(qiáng)
      電氣技術(shù) 2012年5期
      關(guān)鍵詞:電磁式熔絲中性點(diǎn)

      謝偉強(qiáng) 張 赟

      (保定供電公司,河北 保定 071000)

      目前我國(guó)35kV 及以下中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)主要采用電磁式電壓互感器,其工作原理同一般鐵心式電力變壓器相同,結(jié)構(gòu)和接線方式也相似,主要特點(diǎn)是容量小,一次電壓比較恒定,不受二次負(fù)荷的影響,正常運(yùn)行時(shí)接近于空載狀態(tài)。電磁式電壓互感器基本結(jié)構(gòu)主要是由鐵心和原、副繞組組成,其副邊本身的阻抗很小,如果副邊發(fā)生短路,電流將急劇增長(zhǎng)而燒毀線圈。為此,電壓互感器的原邊接有熔斷器,副邊可靠接地,以免原、副邊絕緣損毀時(shí),副邊出現(xiàn)對(duì)地高電位而造成人身和設(shè)備事故?,F(xiàn)在35kV 及以下中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)電磁式電壓互感器一般二次都做成三繞組結(jié)構(gòu),其原邊電壓為被測(cè)電壓。一個(gè)線圈供計(jì)量使用,一個(gè)線圈供測(cè)量(保護(hù))使用,第三線圈接成開口三角形,開口三角形的兩引出端與接地保護(hù)繼電器的電壓線圈聯(lián)接。正常運(yùn)行時(shí),電力系統(tǒng)的三相電壓對(duì)稱,開口三角輸出電壓為零。如果線路或是母線發(fā)生單相接地故障時(shí),中性點(diǎn)電位出現(xiàn)位移,開口三角產(chǎn)生零序電壓使繼電器動(dòng)作,從而對(duì)電力系統(tǒng)起保護(hù)作用。線圈出現(xiàn)零序電壓則相應(yīng)的鐵心中就會(huì)出現(xiàn)零序磁通。為此,這種三相組合式電壓互感器采用旁軛式鐵心(一般10kV 及以下時(shí)使用)或采用三臺(tái)單相電壓互感器組裝一起使用。對(duì)于這種互感器,第三線圈的準(zhǔn)確度要求不高,但對(duì)電壓互感器的勵(lì)磁特性有一定的要求[1-2]。

      1 電磁式電壓互感器運(yùn)行中的異?,F(xiàn)象

      在電力系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)踐中,發(fā)現(xiàn)電磁式電壓互感器主要有以下幾種異?,F(xiàn)象。

      1)一次保險(xiǎn)熔絲熔斷

      一些變電站電壓互感器出現(xiàn)一次保險(xiǎn)熔絲熔斷現(xiàn)象,有時(shí)候是一相熔斷、兩相熔斷或是三相同時(shí)熔斷,一般以一相熔斷為主。

      2)電壓互感器燒毀

      嚴(yán)重情況的變電站還出現(xiàn)了三相組合式電壓互感器燒毀現(xiàn)象。

      3)開口三角輸出電壓不平衡。

      某110kV 變電站10kV 的5 號(hào)母線所屬設(shè)備投入運(yùn)行后,對(duì)其電壓互感器進(jìn)行電壓值測(cè)量,數(shù)據(jù)如下:UA=63V,UB=63V,UC=55V,UL=6V,開口三角輸出電壓不平衡。

      (4)發(fā)“虛幻接地”信號(hào)。

      輸出電壓不平衡,開口三角繞組兩端的零序電壓大于絕緣監(jiān)察裝置電壓整定值,使得電壓繼電器動(dòng)作,發(fā)接地信號(hào),造成“虛幻接地”現(xiàn)象。

      2 原因分析

      針對(duì)上述幾種異常現(xiàn)象進(jìn)行原因分析,主要原因如下。

      1)一次保險(xiǎn)熔絲熔斷:主要由線路接地所引起,對(duì)于目前的10kV 線路,線路絕緣狀況不良,加上大風(fēng)或是雨季導(dǎo)致線路出現(xiàn)間歇性接地故障,特別是接地消失瞬間極易造成電壓互感器飽和,從而產(chǎn)生較大飽和電流造成一次保險(xiǎn)熔絲熔斷。

      2)電壓互感器燒毀:對(duì)于電磁式電壓互感器燒毀的根本原因是過電流,而過電流又主要是過電壓引起,此外還由于線路長(zhǎng)時(shí)間接地,一次保險(xiǎn)熔絲沒有熔斷導(dǎo)致電壓互感器燒毀。

      3)開口三角輸出電壓不平衡:上述對(duì)應(yīng)事例中,當(dāng)時(shí)認(rèn)為是系統(tǒng)一次電壓不平衡導(dǎo)致,后將該變電站10kV 母聯(lián)545 開關(guān)合上,4 號(hào)與5 號(hào)母線并列運(yùn)行,利用10kV4 號(hào)母線電壓互感器測(cè)量10kV4 號(hào)5號(hào)母線電壓為:UA=UB=UC=61V,UL=0.5V。不難看出,10kV5 號(hào)母線電壓互感器測(cè)量不準(zhǔn),導(dǎo)致開口三角輸出電壓不平衡,電壓達(dá)到6V。

      該110kV 變電站增容時(shí),在原有10kV4 號(hào)母線及所屬設(shè)備基礎(chǔ)上新上10kV5 號(hào)母線及所屬設(shè)備。該母線所用電壓互感器為某廠生產(chǎn)的戶內(nèi)電磁式電壓互感器,型號(hào)為JDZX9-10Q(J-電壓互感器,D-單相,Z-澆注絕緣,X-帶剩余電壓繞組,9-設(shè)計(jì)序號(hào),10-電壓等級(jí),Q-全工況),兩個(gè)二次線圈和一個(gè)輔助線圈,電壓互感器中性點(diǎn)安裝有消諧器,設(shè)備型號(hào)為L(zhǎng)XQ(D)ΙΙΙ-10,但經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)三臺(tái)電磁式電壓互感器的勵(lì)磁特性不一致,在二次額定電壓下各相的勵(lì)磁電流值:A 相為0.48A,B 相0.64A,C相0.38A,按最新試驗(yàn)《電氣設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定相間最大差別不應(yīng)大于30%,而B 相與C 相比值即(0.64-0.38)/0.38=68%>30%,實(shí)際值遠(yuǎn)大于規(guī)定值,正常運(yùn)行后就會(huì)引起開口三角輸出電壓不平衡。

      4)發(fā)“虛幻接地”信號(hào):由于部分廠家生產(chǎn)的電壓互感器本身勵(lì)磁特性不一致,正常運(yùn)行中開口三角輸出電壓就已經(jīng)很高,運(yùn)行中遇上操作過電壓、系統(tǒng)過電壓,導(dǎo)致輸出電壓不平衡值繼續(xù)升高,甚至引起開口三角的電壓繼電器動(dòng)作,從而造成“虛幻接地”現(xiàn)象。

      3 處理措施

      為了避免由于電磁式電壓互感器運(yùn)行中的異常現(xiàn)象對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行造成影響,制定應(yīng)對(duì)措施如下。

      1)嚴(yán)把設(shè)備制造質(zhì)量關(guān),制造廠要從材料檢驗(yàn)著手,使同批次配套使用的電壓互感器所采用的硅鋼片鐵芯性能保持一致,其次在工藝上,使鐵芯的加工方法保持一致,以確保同批次配套使用的電壓互感器勵(lì)磁特性一致。

      2)對(duì)采用三臺(tái)單相電壓互感器組裝一起使用的情況,一次中性點(diǎn)加裝非線性消諧器,實(shí)現(xiàn)正常運(yùn)行是中性點(diǎn)電阻很高,當(dāng)出現(xiàn)中性點(diǎn)電壓升高時(shí)電阻降得很低。減少接地故障或是過電流故障對(duì)電磁式電壓互感器的沖擊。

      3)基建安裝或運(yùn)行管理單位,應(yīng)選用勵(lì)磁特性相同的電壓互感器,按照規(guī)定要求選用勵(lì)磁特性小于30%的組合在一起,最好是接近一致的。一般同一廠家、同一批次的電壓互感器,其勵(lì)磁特性基本相同。

      4)對(duì)所有運(yùn)行的單相電磁式電壓互感器結(jié)合停電機(jī)會(huì)進(jìn)行勵(lì)磁特性測(cè)試,根據(jù)測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)勵(lì)磁特性偏差較大的進(jìn)行互相調(diào)節(jié),將勵(lì)磁特性接近的組合在一起使用。

      [1] 楊時(shí)寬.電磁式電壓互感器原理及應(yīng)用分析[J].貴州電力技術(shù),2008(11):39-40.

      [2] 陳化剛,張開賢,程玉蘭.電力設(shè)備異常運(yùn)行及事故處理[M].北京:中國(guó)電力出版社,2000.

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