10kV系統(tǒng)銅排松動(dòng)時(shí)母線PT爆炸原因分析研究

吳啟全

【摘 ?要】給出了10kV母線PT燒毀的原因，分析并研究了10kV系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式應(yīng)采用小電阻接地方式，頻繁導(dǎo)致母線PT燒毀的深層次原因，并提出了解決措施。

【關(guān)鍵詞】小電阻接地方式;CT二次側(cè)開路;PT;銅排螺釘漏裝;

35kV變電站的10kV母線PT承擔(dān)著為變壓器備自投、10kV線路保護(hù)、測(cè)量及計(jì)量提供電壓的關(guān)鍵角色。一旦10kV母線PT高壓保險(xiǎn)熔斷、或PT燒毀時(shí)，將會(huì)對(duì)這些裝置產(chǎn)生很大的影響，引起備自投誤動(dòng)、保護(hù)誤動(dòng)、拒動(dòng)、計(jì)量電量不準(zhǔn)確等嚴(yán)重后果。

事件一：35kV城效變電站PT柜一次、二次原理圖見圖1，PT型號(hào)為：JDZX10-12，變比： ，精度：0.2S/0.5/3P，容量：50/50/150VA，高壓一次N經(jīng)消諧器后接地，二次側(cè)N經(jīng)氧化鋅避雷器接地，圖紙?jiān)O(shè)計(jì)符合變電站設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

2018年6月10日天氣小雨，無閃電打雷，35kV城郊變電站PT燒毀，報(bào)10kV母線接地故障，35kV線路重合閘后再次跳閘，全站停電;10kV PT斷線，10KV隔離手車B相動(dòng)觸頭燒黑，主母排端頭局部燒熔，高壓三相避雷器燒壞，高壓熔管三相燒斷，三相PT炸裂，柜體側(cè)封鈑燒穿，母線室頂蓋變形，PT室二次線完好，見下圖。

分析：檢查二次回路沒有短路現(xiàn)象，二次線路正常，二次側(cè)開關(guān)正常，說明不是二次過載或短路造成PT燒壞，主母排B相損壞嚴(yán)重。結(jié)論：設(shè)備在運(yùn)行過程中B相主銅排因?yàn)闆]有安裝銅排螺釘，造成時(shí)而接觸導(dǎo)電時(shí)而分離，主母排產(chǎn)生接觸過電壓，從而主母最薄弱環(huán)節(jié)拉弧，柜體側(cè)封鈑燒穿，引起弧光接地，諧振過電壓使PT絕緣受損壞，同時(shí)產(chǎn)生零序電流，在開口三角形上產(chǎn)生零序電壓，電壓互感器鐵芯飽和，勵(lì)磁電流增加，導(dǎo)致PT炸裂，在PT爆炸后，柜內(nèi)氣壓驟升從而大量氣壓頂開母線室漏壓蓋。

事件二：2019.2月因線路發(fā)生接地故障更換好的PT柜再次爆炸且比第一次嚴(yán)重。2月9日凌晨02時(shí)27分35秒監(jiān)控顯示不平衡電壓動(dòng)作，電容器母線接地故障，凌晨03時(shí)09分49秒上位機(jī)監(jiān)控顯示PT斷線，凌晨03時(shí)16分27秒35kV西南線速斷;近半小時(shí)PT處于不平衡狀態(tài)，導(dǎo)致PT燒毀，因?yàn)榱阈螂妷罕Ｗo(hù)裝置要求整定15V、5S，但是零序保護(hù)壓并沒有“投入”，（保護(hù)定值單可以看出）。

分析：由于這次比上次嚴(yán)重，柜內(nèi)PT室內(nèi)所有設(shè)備及二次都燒毀;故障當(dāng)天天氣睛，再次排除雷閃過電壓引起。全站檢查后發(fā)現(xiàn)電容器出線柜電流互感器二次側(cè)因?yàn)闆]有配計(jì)量表，導(dǎo)致電容饋線柜電流互感器開路運(yùn)行，一旦負(fù)荷加大，電容投入瞬間一次電流加大，二次側(cè)開路再次出現(xiàn)母線過電壓，導(dǎo)致PT諧振過電壓再次爆炸。

小結(jié)：10kV系統(tǒng)普遍采用中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式，其優(yōu)點(diǎn)是允許系統(tǒng)帶接地故障運(yùn)行，但當(dāng)發(fā)生 10kV線路單相接地時(shí)，小電流接地選線裝置往往是只報(bào)警不跳閘。系統(tǒng)某處發(fā)生單相接地時(shí)，雖會(huì)造成該接地相對(duì)地電壓降低，其他兩相的相電壓升高，但線電壓卻依然對(duì)稱，因而不影響對(duì)用戶的連續(xù)供電，系統(tǒng)可繼續(xù)運(yùn)行1～2小時(shí)。10kV系統(tǒng)若在發(fā)生單相接地故障后未得到妥善處理讓電網(wǎng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，將會(huì)致使非故障相中的設(shè)備絕緣遭受損壞，尤其是母線PT，10kV饋線上發(fā)生單相接地故障的使非故障兩相電壓升高同時(shí)產(chǎn)生的幾倍于正常電壓的諧振過電壓引起絕緣受損危及到變電設(shè)備外，同時(shí)檢測(cè)到零序電流，在開口三角形上產(chǎn)生零序電壓，電壓互感器鐵芯飽和，勵(lì)磁電流增加，如果未能夠得到及時(shí)的處理，將燒毀電壓互感器，造成PT炸裂損壞、破壞區(qū)域電網(wǎng)的穩(wěn)定，引發(fā)大面積停電事故。使其壽命縮短，嚴(yán)重影響變電設(shè)備和配電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

根據(jù)《桂電設(shè)備[2017]5號(hào)》——南方電網(wǎng)公司10kV（20kV）配電系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式選取指導(dǎo)意見“全面收集公司“十二五”期間社會(huì)人員觸電事件數(shù)據(jù)，進(jìn)一步組織進(jìn)行系統(tǒng)分析觸電原因，重點(diǎn)關(guān)注10kV斷線高發(fā)區(qū)域和10kV線路走廊環(huán)境復(fù)雜區(qū)域，優(yōu)先解決該類區(qū)域線路接地故障跳閘問題，提出有針對(duì)性的技術(shù)措施在運(yùn)變電站改造原則：

1、城市1小時(shí)核心區(qū)10kV系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式改造為小電阻接地方式，2018 年 12 月 31 日前完成。

2、其它在運(yùn)變電站應(yīng)盡快完成小電流接地選線裝置的配置，并投入跳閘功能。供電區(qū)域?yàn)?A+、A 及 B 區(qū)應(yīng)在 2018年12月30日前完成，C區(qū)域應(yīng)在2019年12月30日前完成，所有改造應(yīng)在 2020 年年底前完成。

結(jié)束語

10kV 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，P T高壓熔斷器熔斷或爆炸的主要原因除了鐵磁諧振，故障恢復(fù)后電容放電引起的沖擊電流也是造成PT高壓熔斷器熔斷的又一重要因素，因此運(yùn)行人員應(yīng)根據(jù)不同的情況分析處理，除了在一次繞組的接地端串接性能良好的消諧器可有效防止10kV系統(tǒng)接地造成的PT燒外，還要檢查系統(tǒng)上所有銅排釘是否緊固并滿足電氣凈距要求，再者系統(tǒng)上嚴(yán)禁電流互感器開路，這些都可能會(huì)導(dǎo)致PT的不正常運(yùn)行。盡快完善小電流接地選線裝置的配置，并投入跳閘功能，最短時(shí)間內(nèi)切除故障線路，減少單相接地對(duì)系統(tǒng)的危害。

參考文獻(xiàn)：

[1] 桂電設(shè)備[2017]5號(hào)《關(guān)于印發(fā)《廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司10kV系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式選取指導(dǎo)意見（試行）》的通知》2017.1。

[2] 王簫吟，PT 高壓熔斷器熔斷原因分析研究[J]，內(nèi)中國(guó)科技信息，2011.17.071。

作者簡(jiǎn)介：

吳啟全（1983-），男，廣西春茂電氣自動(dòng)化工程有限公司司電氣總工，主要從事10kV及以下高、低成套電氣技術(shù)工作。

（作者單位：廣西春茂電氣自動(dòng)化工程有限公司）