一起35kV線路PT燒損事故的分析

摘 要：本文通過對(duì)發(fā)生燒損的線路PT進(jìn)行各種檢查、試驗(yàn)、分析，找出了發(fā)生燒損事故的原因，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)和控制措施。

關(guān)鍵詞：PT結(jié)構(gòu)；檢查測(cè)試；數(shù)據(jù)分析；原因分析；控制措施

中圖分類號(hào)：TM755 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-7344（2018）35-0091-02

前 言

線路PT是電力系統(tǒng)常見的設(shè)備，PT燒損事故在電力系統(tǒng)并不罕見。2015年，110kV某變電站35kV線路PT出現(xiàn)連續(xù)燒損的事故?，F(xiàn)場使用的PT型號(hào)為：GBA36AL-HY，不同于常規(guī)線路PT的結(jié)構(gòu)，該型號(hào)的線路PT采用的是一體化的鑄造結(jié)構(gòu)，表面全部為金屬材質(zhì)包裹。現(xiàn)通過各種方法對(duì)該型線路PT燒損的原因進(jìn)行查找，分析。

1 PT的原理及結(jié)構(gòu)

雖然各種PT的結(jié)構(gòu)不同，但其基本原理都相同，通常情況下，PT的工作原理如圖1～3所示。

2 故障情況

2015年08月15日23時(shí)09分58秒，當(dāng)時(shí)雷雨天氣，110kV某變電站小電流接地選線裝置報(bào)35kV母線B相接地，接地信息于2015年08月15日23時(shí)36分46秒結(jié)束，母線電壓Ub=0.02V，Ua=108.2V，Uc=108.2V，具體信息詳見圖4。

與此同時(shí)，35kV坡洪線309與35kV百峰I線307的保護(hù)裝置均發(fā)本線路已接地及控制回路斷線信號(hào)，監(jiān)控班隨后斷開了35kV坡洪線309與35kV百峰I線307開關(guān)。

3 檢查情況

故障情況發(fā)生后，相關(guān)人員去現(xiàn)場對(duì)35kV坡洪線與35kV百峰I線307的線路PT及保險(xiǎn)進(jìn)行了檢查試驗(yàn)?，F(xiàn)場的線路PT為全封閉的結(jié)構(gòu)，所有二次端子均密封于PT本體內(nèi)，現(xiàn)場對(duì)PT進(jìn)行了勵(lì)磁特性測(cè)試和一次繞組的直流電阻測(cè)試。兩條線路電壓均取自PT的A相和B相的相間電壓，現(xiàn)場試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：

（1）直流電阻試驗(yàn)數(shù)據(jù)

使用儀器：BZC3396直流電阻測(cè)試儀：35kV坡洪線的A相是11190Ω、B相是19.14Ω、C相是11050Ω；35kV百峰I線的A相是655.3Ω、B相是24.3Ω、C相是11120Ω。

熔斷器電阻值：35kV坡洪線的A、B、C相分別都是8.8Ω；35kV百峰I線的A相出現(xiàn)斷線、B和C相分別是8.8Ω。

（2）在端子排處拆除二次接線，進(jìn)行PT的勵(lì)磁特性試驗(yàn)，試驗(yàn)情況如圖5所示，百峰I線的A、B、C三相分別是：

（3）直流電阻測(cè)試（交接數(shù)據(jù)）

35kVⅠ段母線PT的A相是3323Ω、B相是3316Ω、C相是3323Ω；

35kV百峰I線的A相是10730Ω、B相是10730Ω、C相是10730Ω；

試驗(yàn)日期：2011-10-03報(bào)告日期：2011-10-14天氣：30℃濕度：60%；

空載電流和勵(lì)磁特性測(cè)試，二次an加電壓。單位：電流（A）。

35kVⅠ段母線0351PT柜交接試驗(yàn)報(bào)告；

試驗(yàn)日期：2011-10-05報(bào)告日期：2011-10-16天氣：30℃濕度：60%；

一、空載電流和勵(lì)磁特性測(cè)試，二次1a1n加電壓。單位：電流（A）。

二、呈容性測(cè)試：（二次1a1n加電壓57.7V）使用FA-103互感器綜合測(cè)試儀、負(fù)載箱和相位表。

從以上數(shù)據(jù)可以看出，百峰I線的A、B相及坡洪線的B相PT匝間已經(jīng)擊穿短路，C相未接入使用，試驗(yàn)數(shù)據(jù)正常。

（4）相關(guān)班組對(duì)故障PT的解體檢查（另外有1臺(tái)故障的PT發(fā)回廠家解體），從檢查情況看出來，一次線圈和繞組中的絕緣已經(jīng)燒黑（鐵芯嚴(yán)重飽和過熱導(dǎo)致鐵芯材料熔化），碳化：用游標(biāo)卡尺測(cè)量，廠家使用的線徑可能是0.18mm，測(cè)試熔斷電流為2.65A，母線PT使用的線徑最小一般是0.23mm。該廠家使用于的線徑小于一般廠家的線徑。

（5）2014年10月110kV某變電站35kVI、II段母線系統(tǒng)電容電流測(cè)試結(jié)果合格，試驗(yàn)數(shù)據(jù)分別是：系統(tǒng)電壓的1～4次分別都是35kV；接地電流Ic的第1次6.234A、第2次6.238A、第3次6.236A、第4次6.234A；都是并列運(yùn)行，無消諧器。

（6）保護(hù)錄波信號(hào)

通過測(cè)試根據(jù)錄波圖統(tǒng)計(jì)的結(jié)果，系統(tǒng)沒有接地現(xiàn)象，電壓明顯升高，3U0有94V左右。

4 原因分析

（1）在電壓互感器的突然投入、線路發(fā)生單相接地、系統(tǒng)運(yùn)行方式的突然改變、系統(tǒng)阻抗元件分布不合理等因素誘發(fā)下有可能產(chǎn)生鐵磁諧振。由于該諧振回路沒有固定的諧振頻率，因此基波、分次諧波、高次諧波都可能引發(fā)鐵磁諧振。從而使電壓互感器的感抗明顯降低、勵(lì)磁電流明顯增大，最終造成電壓互感器高壓保險(xiǎn)熔斷，PT燒壞。

（2）從錄波結(jié)果分析由于當(dāng)時(shí)打雷下雨產(chǎn)生很大的二次諧波，導(dǎo)致發(fā)生諧振過電壓、由于線路PT勵(lì)磁電流比較大容易飽和，二次也沒有消諧器，所以導(dǎo)致PT少燒壞。母線PT雖然勵(lì)磁電流比較大，但呈容性不會(huì)產(chǎn)生諧振所以熔斷器沒有熔斷。

（3）經(jīng)過檢查有一次繞組已經(jīng)燒黑，鐵芯的材料已溶化，說明一次繞組電流很大，一次繞組匝間短路，鐵芯嚴(yán)重飽和導(dǎo)致過熱。從PT的結(jié)構(gòu)分析：①廠家由于工藝需要在一次繞組首端和尾端使用比較大的線徑防止繞線時(shí)拉斷。②PT運(yùn)行時(shí)首端和尾端電場不像中間部分那么均勻，在首、尾使用線徑比較大的導(dǎo)線，改變電場分布（由于廠家以商業(yè)機(jī)密為由無法獲取繞組線徑）。從一次直阻分析，由于二次只有一個(gè)繞組，總的輸出容量小，所以廠家在一次繞組用的線徑比母線PT小，從測(cè)量看廠家可能使用國標(biāo)要求最小的線徑，諧振過電壓時(shí)電場分布不均勻，可能導(dǎo)致匝間短路、PT繞組容易燒壞而熔斷器也沒有熔斷。

5 處理措施

5.1 選擇勵(lì)磁特性較好的PT

由于PT因磁飽和引起的過電壓是電力系統(tǒng)中最常見的一種內(nèi)部過電壓，在外部對(duì)系統(tǒng)有擾動(dòng)的情況下容易飽和發(fā)生鐵磁諧振過電壓，導(dǎo)致高壓熔斷器熔斷、PT燒壞。則有必要更換勵(lì)磁性能好，不易飽和的PT，在一定程度上能明顯減少內(nèi)部過電壓的可能。要求廠家改變?cè)O(shè)計(jì)，一次繞組使用線徑比較大的導(dǎo)線，即使發(fā)生諧振熔斷器也能熔斷，保護(hù)PT不燒壞。

5.2 加裝消諧裝置

為了防止鐵磁諧振，造成PT損壞，而加裝消諧裝置能夠可以很大程度上避免因諧振引發(fā)的PT損壞。35kVPT沒有安裝一次消諧器也沒有二次消諧器，可以對(duì)線路PT進(jìn)行一次N端加裝消諧器，二次要接成開口三角才能安裝二次消諧器，所以二次無法實(shí)現(xiàn)。

5.3 投入消弧線圈

當(dāng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的情況下，其電感值L遠(yuǎn)比電壓互感器的勵(lì)磁電感小，將在零序回路中旁路電壓互感器，使電壓互感器保護(hù)引起的諧振現(xiàn)象成為不可能。

參考文獻(xiàn)

[1]嚴(yán) 璋，朱德恒.高電壓技術(shù).中國電力出版社，2007，10.

收稿日期：2018-11-1

作者簡介：張 誠（1986-），男，漢族，河南人，中級(jí)工程師，本科，主要從事電氣試驗(yàn)及設(shè)備故障查找分析工作。