电压互感器爆裂原因剖析及防范措施

针对二滩电厂6kv系统电压互感器自投产以来频繁损坏的现象,简要阐述电磁谐振产生的原因、危害及防范措施,同时也提出针对此类故障应从哪些方面入手的意见,希望能对一些单位有所借鉴。

  在6~35 kv的中性点非有效接地系统中,由于变压器、电压互感器、消弧线圈等设备铁心电感的磁路饱和作用,激发产生持续的较高幅值的铁磁谐振过电压。铁磁谐振可以是基波谐振、高次谐波谐振、分次谐波谐振。这种谐振产生的过电压的幅值虽然不高,但因过电压频率往往远低于额定频率,铁心处于高度饱和状态,其表现形式可能是相对地电压升高,励磁电流过大,或以低频摆动,引起绝缘闪络、避雷器炸裂、高值零序电压分量产生、虚幻接地现象出现和不正确的接地指示。严重时还可能诱发保护误动作或在电压互感器中出现过电流引起pt烧坏。

  1.故障现象及相关数据

  6 kv系统共有八段,采用的是上海华通开关厂生产的电气组合柜,该厂设备自投产以来,主部件未发生大的缺陷,但其辅助测量pt发生了8台次损坏,现象表现为本体炸裂、内部绝缘物质喷出故障,致使6kv系统的相关保护不能投运,部分自动功能无法实现。这给厂用系统的安全稳定运行带来了极大的隐患。

  2.故障原因初探

  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。

  1) 产品质量不好: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。该类型的电压互感器一次侧绕组发生匝间短路,这样电流会迅速增大,铁磁也将迅速饱和从而导致谐振过电压,使绝缘击穿,高压熔断器被熔断。

  2) 电压互感器二次负荷偏重,一、二次电流较大,使二次侧负载电流的总和超过额定值,造成pt内部绕组发热增加,尤其是在电压高于pt额定电压(6kv)情况下,pt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pt更加容易发生热膨胀爆裂。

  表1故障统计

  编号电压互感器型号现象备注

  601vki7.2c相爆裂,引起匝间短路更换为jdzx8-6型电压互感器后,投运不到两天时间,又发生b相爆裂,引起匝间短路

  603vki7.2a相爆裂,引起匝间短路

  604vki7.2a相爆裂,引起匝间短路

  606vki7.2a、c相爆裂,引起匝间短路

  607vki7.2a、c相爆裂,引起匝间短路

  主要技术参数:变比600/根号3/100根号3/100/3,额定容量90/100va,上海互感器厂

  注:1)vki 7.2型电压互感器为引进型,国内相应的产品型号为jdzx8-6;6kvⅰ段至ⅷ段各有一组(3台)变比为6000/3/100/3/100/3的互感器。

  2)工艺为树脂浇注式半绝缘,一次中性点的耐受为3kv(出厂值)。

  3)由于铁磁谐振而造成电压互感器被击穿,因为:被击穿的电压互感器所处的母线带的负荷呈感性的比较多,特别是ⅲ、ⅳ段,带有大容量的深井泵,在负荷分配上其感抗大于容抗,由于某种原因,而使系统电压波动(如深井泵频繁启停等),使电路中电流和电压发生突变,可能导致电压互感器铁心迅速饱和、感抗减小,当感抗小于容抗时,将产生铁磁谐振,导致电压互感器激磁电流增大几十倍,而过电压幅值将达到近2.5ue,甚至于达到3.5ue以上,而且持续时间较长,电压互感器在这样大电压、大电流下运行,使本身的温度也迅速升高,导致损坏。根据上述的分析,为此组织qc小组对其原因进行分析,同时派人外出调研,调研结果表明:(1)应不存在产品质量问题,原因是该互感器在华东地区广泛采用,从收集的资料上看,该厂产品的业绩是良好的,虽然在某些地方也曾出现过一些问题,但象二滩电厂这样大量的损坏是没有的。(2)怀疑电压互感器二次负荷偏重导致pt损坏的理由也不成立,原因是该pt0.5级二次绕组额定容量为90va,在1998年11月16日,测量了604pt二次侧星形接线负荷,在二次接线回路上施加100v的三相交流电源(停用备自投),测得ia=0.61a,ib=1.05a,ic=0.605a,测得星形接线负荷容量:sa=35.2va,sb=60.6va,sc=35va,pt总输出容量为105.6va;次日,测量601pt二次侧星形接线负荷,在二次接线回路上施加100v的三相交流电源(停用备自投,有一块电度表未装),测得ia=0.4a,?ib=0.7a,ic=0.4a,测得星形接线负荷容量:sa=23.09va,sb=40.04va,sc=23.09va,pt总输出容量为69.28va。通过实际测量结果分析,除604pt有一相超出额定值外,其余均在额定值范围内,同时,按照pt的容量为一个数列,一般50va就能满足使用,所以说90va的容量应该是足够大的。因此,二滩大量的pt损坏原因应该为电磁谐振所致。

  3.铁磁谐振的几个特点

  1)对于铁磁谐振电路,在相同的电源电势作用下回路可能不只一种稳定的工

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计