某35千伏變電站10千伏電壓互感器故障原因分析及防治

丁玉成 宋偉赫 李洪飛 王雨豪 余濤

摘要：隨著科技的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步，針對(duì)某35千伏變電站10千伏電壓互感器爆炸故障，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)檢查情況與諧振仿真技術(shù)分析了電壓互感器大爆炸原因。并提出了防范措施。

關(guān)鍵詞：電壓互感器;鐵磁諧振;流敏型消諧器

在35千伏及以下中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，為了便于電力工人監(jiān)控電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)狀態(tài)，安裝大量的電磁式電壓互感器。由于電壓互感器容易受到其他外界因素對(duì)系統(tǒng)的擾動(dòng)，便會(huì)產(chǎn)生鐵磁諧振，鐵磁飽和產(chǎn)生的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)額定電流。長(zhǎng)時(shí)間作用于電壓互感器回路中會(huì)導(dǎo)致一次熔斷器熔斷。嚴(yán)重時(shí)引起電壓互感器擊穿爆炸和停電事故。影響一同安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1.故障概況

2021年5月19日17時(shí)18分，35千伏某變電站10千伏I母B相接地，18時(shí)10分10千伏I母B相接地恢復(fù)，C相開(kāi)始接地，19時(shí)17分，運(yùn)行人員將10千伏Ⅰ 母電壓互感器間隔轉(zhuǎn)檢修，檢查發(fā)現(xiàn)10千伏I母電壓互感器C相和N相擊穿。故障前運(yùn)行方式為35千伏母線單母線接線，只有一條進(jìn)線。10千伏母線單母線接線。

2.故障檢查情況

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢修人員檢查發(fā)現(xiàn)A、B相以及零序電壓互感器燒灼痕跡最為嚴(yán)重，B相底部有擊穿點(diǎn)?，F(xiàn)場(chǎng)拆卸后做高壓試驗(yàn)，該組設(shè)備全部存在放電跡象，放電部位都為鐵芯與環(huán)氧樹(shù)脂澆注外殼之間。全部不具備運(yùn)行條件。

電壓互感器故障圖片

3.事故過(guò)程分析

該設(shè)備為10千伏抗鐵磁諧振三相電壓互感器（戶(hù)內(nèi)干式），零序電壓互感器充當(dāng)消諧器的作用。4個(gè)電壓互感器一體組裝，通過(guò)一次側(cè)N相短接。

該組電壓互感器運(yùn)行時(shí)間已達(dá)13年，絕緣繞組層間存在絕緣老化的現(xiàn)象?，F(xiàn)場(chǎng)解體發(fā)現(xiàn)電壓互感器一次繞組與二次繞組之間存在絕緣層擊穿的痕跡。擊穿點(diǎn)從高壓側(cè)一次繞組、二次繞組、鐵芯形成短路通道。內(nèi)部二次繞組及黃蠟絕緣布燒灼嚴(yán)重，絕緣繞包已完全燒融。

電壓互感器由于匝間短路發(fā)熱，絕緣性能降低，雖然可以正常運(yùn)行，但抵御諧波的能力降低。該站距離紅旗坎牽引站較近，列車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí)電網(wǎng)中產(chǎn)生諧波，存在鐵磁諧振的可能性。

結(jié)合后臺(tái)動(dòng)作信息以及現(xiàn)場(chǎng)狀況，A、B相燒灼最嚴(yán)重，且B相熔斷器已經(jīng)熔斷，底部存在放電點(diǎn)，B相存在大電流接地的過(guò)程。

判斷為A、B相電壓互感器由于系統(tǒng)諧波產(chǎn)生鐵磁諧振，造成過(guò)電壓，使A、B相電壓互感器繞組層間絕緣擊穿接地，造成相間短路接地故障，最終三相電壓互感器絕緣擊穿。零序電壓互感器由于三相不對(duì)稱(chēng)產(chǎn)生過(guò)電壓使絕緣擊穿接地。

4.防范措施

（1）加強(qiáng)對(duì)10千伏、35千伏電壓等級(jí)母線電壓的監(jiān)測(cè)以及錄波功能的完善。

（2）加強(qiáng)線路（諧波源）中諧波分量的檢測(cè)，通過(guò)加裝一次消諧器、二次消諧器、濾波器等措施來(lái)降低系統(tǒng)內(nèi)諧波的含量。

（3）優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行方式，提高系統(tǒng)在各種參數(shù)變化情況下的靜態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行能力。

（4）提高新設(shè)備的入網(wǎng)要求，對(duì)設(shè)備的質(zhì)量和廠家的生產(chǎn)水平進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)。

（5）對(duì)在運(yùn)的需加裝而又沒(méi)有加裝消諧器的10千伏、35千伏電壓互感器進(jìn)行一次消諧器或二次消諧器的安裝，提升互感器消除諧振過(guò)電壓的能力，且一次消諧器優(yōu)先選用流敏型消諧器。

5.結(jié)語(yǔ)

本次事故是一起典型的鐵磁諧振引起的電壓互感器爆炸事故。本次事故我們深刻的認(rèn)識(shí)到鐵磁諧振的重大危害，針對(duì)不同變電站的不同情況。需要選擇合理的抑制鐵磁諧振的方法。保障人身，電網(wǎng)，設(shè)備的安全。同時(shí)保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。通過(guò)此次事故應(yīng)在所有的電磁式電壓互感器配置流敏型消諧器。

參考文獻(xiàn)

[1]趙紅軍.配電網(wǎng)鐵磁諧振過(guò)電壓治理技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社，2020.