永平铜矿6kV电压互感器熔断器熔断原因分析及解决措施

永平铜矿6kV电压互感器

熔断器熔断原因分析及解决措施

黄平平

（江西铜业集团永平铜矿动力厂，江西 上饶 334506）

摘要：本文就永平铜矿6kV中性点不接地系统，电压互感器出现高压熔断器熔断问题展开原因分析，分析了导致电压互感器熔断器熔断的因素，并提供处置办法且解除问题。

关键词：水平铜矿；电压互感器；熔断器；铁磁谐振

中图分类号：TM5   文献标识码：A   文章编号：1671-0711（2018）10（上）-0082-02

1 事故概述

6kV中性点不接地体系的电压互感器常常产生高压熔断器熔断等不良状况，这不但干扰了电能表的精准计量，并且还非常容易导致计算机全面保护装备低电压保护性能出现错误行为，抑制电力体系的安全稳定运作。永平铜矿选矿厂1#、2#砂泵站正常运行方式是由硫酸9AH柜和机修16#柜两条6kV线路提供双回路供电，母线上有6台砂泵等负荷，将选矿工艺回水输送至尾矿库，接线方式如下图1。

15分、5月14日23点40分、5月15日14点10分、5月15日16点50分，选矿厂2#砂泵站运行砂泵多次跳闸，经现场检查均为2#砂泵站电压互感器一相高压熔断器熔断低电压保护动作，同时硫酸6kV系统高压室消弧消偕装置显示弧光接地告警。

2 问题原因剖析

2.1 导致电压互感器高压熔断器熔断的因素主要有下列几种

（1）电压互感器匝间或者单相接地（内在）、引流线之间（外在）短路；通过我厂维修工作人员针对电压互感器外部检测和内在实验 ，没有找到内在接地或相间短路等故障。

（2）电压互感器二次回路故障而二次空气开关(保险)未跳开(熔断)引起；经检修工作人员认真检测，没有察觉二次回路存在短路问题。

（3）体系出现铁磁谐振；因为2#砂泵站6kV电压互感器属于电磁式，其非线性励磁电感和体系对地电容在电压骤然出现转变时有较大几率引发铁磁谐振。

（4）体系出现单相间隔电弧接地；在6kV不接地体系中，一旦体系出现间隔性弧光接地问题，体系便会形成弧光接地过电压，数值是电压的3~3.5倍。在弧光接地清除以后，体系非常容易产生铁磁谐振过电压，这

图1

两类过电压都能让电压互感器出现熔断器熔断故障。2.2 铁磁谐振出现的机理

供电体系的所有回路均能变换成感抗wL、容抗1/wc、电阻R、的并串联回路。无论是并联亦或是串联回路，在感抗wL与容抗1/wc相同时，此回路便会出现谐振。回路中的电容要件与电感要件便会出现过电流及过电压，这时的电容（电场能量）和磁场能量互换产生最高数值。对于高压回路而言，因为线路中的电气设施对地有散布电容，并且电压互感器相应的非线性铁磁

2018年5月10日20点05分，选矿厂1#、2#砂泵站两台运行砂泵跳闸，同时机修高压室1#、2#风机跳闸，碎矿高压室正运行的三台破碎机跳闸，经维修人员现场检查发现1#泵站、机修高压室风机柜低电压保护动作，碎矿高压室、2#砂泵站电压互感器一相高压熔断器熔断，低电压保护动作；硫酸6kV系统高压室小电流选线装置显示接地告警。2018年5月11日5点

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要件电感的存在，拥有了组成谐振的基本条件，如果体系电压被干扰，便会产生谐振，因为铁磁元要件的非线性，比如铁芯充足时感抗会降低，此谐振会逐渐上升，一旦存在wL=1/wC时，此种谐振便叫做铁磁谐振。其对地出现较高的过电压，这一电压是标准电压的几倍或者数十倍，导致电压互感器1次熔断器出现熔断情况，甚至会破坏设施。在具体运作中出现铁磁谐振的根本原因，通常有几下几点：第一，中性点未接地体系出现单相跳闸、单相接地或是断线，三相负荷明显不匹配等等。第二，和电压互感器铁芯充足情况息息相关。在中性点未接地体系中应用中性点接地电压互感器过程中，如果铁芯充足较早容易引发铁磁谐振。第三，倒闸操纵进程中因为运作形式正好组成谐振要素，比如三相断路器各个阶段开关时，均会导致电流、电压波动，造成铁磁谐振。2.3 接地引起电压互感器保险通断理论分析

6kV中性点未接地电网内电磁式电压互感器1次绕组变成此电网对地单一金属性途径。单相接地或撤除时，电网对地电容经过电压互感器1次绕组形成一个充放电的转变进程。实验可知这时往往存在最大幅值达数安培的工频半波涌流经过电压互感器，这一电流断开电压互感器高压熔丝(0.6A)。因为 6kV 体系是中性点未接地形式，要想让监视不带电，变电站的母线中往往连接 Yo 类型的电磁型电压互感器 ，因此电压互感器高压绕组便变成体系三相对地的单一金属途径。体系单相接地有2个转变进程。第一，连地时。第二是接地清除时。如果6kV体系出现单相金属连地，其余2个相对地电压突出上升至线电压。相关对地电容 c 线和充电压有关的电荷，在接地问题阶段，这一部分充电电荷形成的电流电容经过接地点在电源、电线、地面之间运动。因为电压互感器中励磁阻抗较高，此时流经的电流较少，如果接地问题去除，非故障相都通过线电压立刻复原到常规相电压水准。然而因为问题撤销，将导线电荷自接地位置衔接地面的电流渠道阻挡，致使非故障相在接地阶段用线电压中的自由电荷再找出口返回地面，此时仅有经过电压互感器1次绕组接地的中性点和地面相连。但电压互感器TV 1次绕组属于非线性电感要件，其会和线路对地电容产生振荡电路，而且这一回路内的电阻对比较低。这便导致自由电荷对地释放进程是一个非周期性振荡的变小流程，而且不会快速变小。鉴于这次释放进程导致的短暂涌流循环致使电压互感器铁芯过剩，在电源电压影响下会重复产生过电流，这样一来，便导致电压互感器1次保险损坏。电压互感器铁芯愈容易过程，过电流就愈多，高压保险就愈容易损坏。

依据以上问题情况中对电压互感器高压保险损坏问题原因分析和数据统计，绝大多数是由于系统发生单相接地后而引起弧光接地过电压或激发铁磁谐振过电压。

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3 解决对策 

在不替换高压开关柜的基础上，可从转变电感电容的参指数与损耗谐振能量方面着手改善。

（1）替换励磁特性显著的电压互感器；在二次驱动要素时，不会发生铁芯过剩的情况。这样便能减少谐振出现概率。

（2）在系统中装设消弧线圈；根据供电局运行规程规定，6kV系统发生单相接地时，电容电流超过30A时要装备消弧线圈，因为2#砂泵站6kV 体系电流电容未满足这一数值，所以不适合装备。

（3）在电压互感器1次绕组中性点和地面间连地串联电阻去除；第一，其能阻挡由于电压互感器铁芯过剩导致的铁磁谐振。第二，在单相间断性电弧连地时，减少电压互感器1次绕组回路中的电流。预防保险烧毁。

（4）预防铁磁谐振通常利用的手段：第一，转变XC/XL的比值，比如应用CVT（电容式电压互感器）或者在母线中衔接相应电容器，让XL/XC小于0.01来杜绝谐振。第二，电压互感器开口3角绕组2侧衔接合理数值的阻尼电阻R，大概是几十欧。第三。装置1次消谐装备，能高效的处理以上故障：首先，去除或阻挡电压互感器非线性励磁属性而导致的铁磁谐振过电压，此种谐振过电压会致使体系相电压不可靠；其次，可高效的抵挡缝隙性弧光接地过程中通过电压互感器绕组的过电流，预防电压互感器的损坏；然后，控制体系单相接地去除时在PT1次绕组回路中形成的涌流，此种涌流能破坏电压互感器或者损坏电压互感器熔丝；最后，在体系出现单相接地之后能持续性的维护电压互感器，防范其破坏。

4 结语

在具体运作中，6kV电压互感器高压熔断器熔断状况屡见不鲜，为供电体系顺利运作造成不良影响。第一，要站在互感器自身思索，比如添加合理的消谐装备，提升设施的可靠性与预防体系故障水平。第二，出现问题时，要迅速科学处置，预防问题的深入蔓延。第三，要及时归纳应用的经验与问题处置的手段，因此确保体系正常运作。参考文献：

[1]张崇杰.电压互感器高压熔断器熔断原因分析与预防措施探究[J].内蒙古科技与经济,2017，(09):81-82.

[2]吴玮,王光辉.白山水电站高压熔断器故障分析及处理[J].水电厂自动化,2014,35(04):34-37.

[3]电网运行及调度技术[M]．中国电力出版，2008．[4]广安电业局珠海供电局调度运行日志[J].2009，(6).

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