電壓互感器故障調(diào)查分析

吳能成（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司防城港供電局，廣西防城港538001）

電壓互感器故障調(diào)查分析

吳能成（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司防城港供電局，廣西防城港538001）

2015年4月15日，220kV竹坪站1號(hào)主變10kV側(cè)901開關(guān)跳閘，220kV竹坪站10kV I段母線電壓互感器故障損壞。經(jīng)資料收集和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，結(jié)合故障錄波圖分析，判斷此次故障為竹坪站1號(hào)主變10kV側(cè)系統(tǒng)A相接地后消失激發(fā)電壓互感器鐵磁諧振，長(zhǎng)時(shí)間諧振導(dǎo)致電壓互感器擊穿，引起短路跳閘。

電壓互感器；諧振

1 事件經(jīng)過(guò)

2015年4月15日中午11：48分，220kV竹坪站1號(hào)主變10kV側(cè)901開關(guān)三相短路跳閘，值班員現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)10kV高壓室內(nèi)有濃煙和燒焦的刺鼻性氣味，I段母線電壓互感器柜門變形，開關(guān)柜頂部泄壓通道打開。

2 現(xiàn)場(chǎng)檢查情況

10kV I段母線轉(zhuǎn)檢修后，供電局電氣試驗(yàn)班對(duì)10kV I段母線電壓互感器間隔進(jìn)行了外觀檢查及試驗(yàn)，情況如下：

（1）A、B、C三相電壓互感器一次接頭處均有金屬燒熔現(xiàn)象，表面殘留有黑色物質(zhì)，本體均有裂縫并從裂縫口處流出黑色膠體。檢查時(shí)電壓互感器表面溫度仍很高，旁邊相關(guān)柜體已經(jīng)變形，熏黑嚴(yán)重。

220kV竹坪站10kV I段母線電壓互感器為上海西門子開關(guān)有限公司2006年4月出廠產(chǎn)品，型號(hào)4MR22BRZI-1。

圖1 本體表面已經(jīng)開裂

圖2 開裂流出黑色物質(zhì)

圖3 整個(gè)PT間隔已經(jīng)熏黑

圖4 螺絲融化

（2）A、B、C相電壓互感器熔斷器已高溫爆裂，接頭卡座嚴(yán)重變形。

（3）10kV避雷器表面被熏黑，但外觀檢查良好，試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示絕緣電阻和泄露電流均符合試驗(yàn)規(guī)程，無(wú)異常。

（4）對(duì)三相電壓互感器進(jìn)行試驗(yàn)，數(shù)據(jù)如表1～2。

表1 絕緣電阻

表2 直流電阻、變比

由現(xiàn)場(chǎng)檢查及試驗(yàn)結(jié)果可知，三相電壓互感器一次部分已損毀，一次繞組已燒斷。

3 錄波圖分析

結(jié)合供電局現(xiàn)場(chǎng)檢查情況，分析故障錄波圖，情況如下：

2015年4月15日10時(shí)28分，竹坪站1號(hào)主變10kV側(cè)系統(tǒng)接地故障，圖5為故障錄波。觀察分析圖5：首先A相出現(xiàn)接地故障，B、C相電壓升高，但很快接地故障消失。A相接地故障后消失致使10kV I段母線電壓互感器飽和，激發(fā)了10kV系統(tǒng)分頻諧振。

11時(shí)43分，B相出現(xiàn)接地故障，電壓降低，A、C相電壓升高（見圖6）。

圖5 10時(shí)28分故障錄波圖

圖6 11時(shí)43分故障錄波圖

11時(shí)48分，A相電壓降為0（見圖7），判斷此時(shí)A相電壓互感器已故障損壞。

圖7 11時(shí)48分故障錄波圖

11時(shí)48分，1號(hào)主變 10kV側(cè)901開關(guān)三相短路跳閘（圖8～9），判斷為長(zhǎng)時(shí)間諧振導(dǎo)致電壓互感器擊穿，致使三相短路跳閘。

圖8 三相短路跳閘電流波形

4 根據(jù)10kV系統(tǒng)參數(shù)核算諧振的可能性

參考H．A．Peterson諧振曲線，該曲線表明系統(tǒng)發(fā)生分頻諧振的區(qū)域?yàn)椋篨C0/XL=0.01～0.08；系統(tǒng)發(fā)生基頻諧振的區(qū)域?yàn)椋篨C0/XL=0.08～0.5。其中XC0為系統(tǒng)的零序電容容抗，XL為電壓互感器單相繞組在額定線電壓下的激磁阻抗。

供電局于2012年10月對(duì)220kV竹坪站10kV I段母線電壓互感器做了勵(lì)磁特性試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表3。

圖9 三相短路跳閘電壓波形

表3 電壓互感器勵(lì)磁特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)

于2014年12月對(duì)220kV竹坪站10kV系統(tǒng)電容電流進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試數(shù)據(jù)如表4。

表4 電容電流測(cè)試數(shù)據(jù)

由以上試驗(yàn)數(shù)據(jù)可得：

A相XC0/XLA=0.0092

B相XC0/XLB=0.0065

C相XC0/XLC=0.0082

A相、C相均已接近H．A．Peterson諧振曲線的分頻諧振區(qū)域。

5 故障原因及改進(jìn)意見

綜上所述，判斷此次故障為竹坪站1號(hào)主變10kV側(cè)系統(tǒng)A相接地故障后接地消失激發(fā)了10kV I段母線電壓互感器鐵磁諧振，長(zhǎng)時(shí)間諧振導(dǎo)致電壓互感器擊穿，引發(fā)三相短路跳閘。所以提出改進(jìn)意見兩點(diǎn)：①在電壓互感器二次側(cè)加裝消諧裝置；②選用勵(lì)磁特性好、抗飽和能力強(qiáng)的電壓互感器。為竹坪站系統(tǒng)正常運(yùn)行提供一定的保障。

［1］谷萬(wàn)明，張浩軍，郭洪強(qiáng)，韓 凱，王曉華.電壓互感器故障的分析與處理［J］.農(nóng)村電氣化，2009（5）：27.

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