电压互感器烧毁原因分析

宏沣水力发电厂10KV系统为不接地系统，母线共段，带回出线采用沈阳市春兴开关厂生产的高压组合开关柜，该设备自投产以来，主体未发生重大缺陷，但保护和测量用的电压互感器发生5台次烧毁，现象为本体炸裂、绝缘物喷出、连接铝排熔化，致使10KV系统相关保护计量不能投运，部分自动功能无法实现，这给地区供电系统的安全稳定运行带来了极大的隐患。烧毁前10KV发系统接地信号，同时电气设备有强烈的电晕声。2故障原因分析根据故障现象，经过初步判断，估计是由于下述的几个原因所致：21产品质量问题如果由于产品本身绝缘、铁心叠片及绕制工艺不过关等，均可能致使电压互感器发热过量使绝缘长期处于高温下运行，从而导致绝缘加速老化，出现击穿，使电压互感器烧毁。22电压互感器二次过负荷如果电压互感器二次过负荷，会使二次侧负载电流的总和超过额定值，造成电压互感器内部绕组发热增加，尤其是在电压高于额定电压情况下，电压互感器内部发热更加严重；再者，该系统属于中性点非有效接地系统，故一次侧电压在运行中容易发生偏斜，当某相出现高电压时，该相电压互感器更加容易发生热膨胀爆裂。23过电压如果电压互感器承受高于额定值很高情况下，会直接导致绝缘介质受热而汽化，体积急速膨胀，而干式电压互感器内部空间有限，当压强增加到一定程度时便发生爆裂。而过电压可分为外部过电压和内部过电压。外部过电压主要是由于雷击引起的。内部过电压通常包括操作过电压和谐振过电压。如当系统内开关操作，电力系统将由一种稳定状态过渡到另一种稳定状态。在此转化过程中由于电力系统内部电磁能量的振荡、互换及重新分布，就可能在某些设备上，甚至在整个电力系统中产生较大的过电压。由于系统变化，使其参数满足共振条件，则可能引起强烈的具有共振性质的振荡，并导致严重的过电压。前者称为操作过电压，后者称为谐振过电压。根据上述的分析，结合宏沣水力发电厂实际运行情况，分析结果表明：首先不存在产品质量问题，该互产品为大连互感器厂生产，型号为JDZJ-10。从收集的资料上看，该厂产品业绩良好，在全国广泛应用。其次通过对电压互感器二次负荷进行统计，各级均在额定容量范围内，怀疑由于二次过负荷导致损坏的理由也不成立。因此造成互感器烧毁的原因应为过电压，进一步分析，当时天气晴朗系统也无操作，排除大气过电压和操作过电压可能，此过电压应为谐振过电压。由于当时10KV系统发生接地故障，系统电气参数发生变化，产生激磁涌流，导致电压互感器铁芯饱和，引发铁磁谐振。3铁磁谐振过电压产生机理电压互感器的非线性铁磁特性是产生铁磁谐振的根本原因，正常运行时电压互感器的励磁阻抗很大，网络对地阻抗程容性，三相基本平衡。但在某些扰动下，如单相接地故障的发生和消失，或者是发生单相弧光接地，电压互感器的三相铁芯受到不同的激励而呈现不同程度的饱和，各相感抗发生变化，由于线路电流持续增大，导致电压互感器铁芯逐渐磁饱和，其电感迅速减小，当电感降到满足L1/C时，即具备谐振条件，从而产生谐振过电压。4铁磁谐振的消除办法根据以上分析铁磁谐振的特性，就不难找到加以解决的办法。通常的解决办法有：）电压互感器一次的中性点加装消谐器。）电压互感器开口三角侧接入阻尼绕组。）改善电磁式电压互感器的激磁特性，或选用电容式电压互感器。）加强设备维护和检修，提高设备承受过电压的能力，减少单相接地事故的发