6kV 不接地系统发生接地时电压互感器高压熔断器熔断原因及处理方法
李建刚李国其
（华电新疆发电有限公司红雁池电厂）
摘要：本文就红雁池电厂6KV不接地系统发生接地时，母线PT出现高压熔断器熔断这一现象进行原因分析，阐述了电压互感器熔断器熔断的原因，提出处理方法并消除故障，为今后可能出现的类似问题提供参考和借鉴。

关键词：系统接地、电压互感器、高压熔断器熔断、解决措施
一、事故概述
6kV不接地系统的电压互感器经常出现高压熔断器熔断等异常故障，这不仅影响了电能表的准确计量，而且还容易造成保护装置和安全自动装置的误动作，严重危及配电网的安全可靠运行。

红雁池电厂正常运行方式是#1机组厂用6kVⅠB段为脱硫6kVⅠ段等负荷（补给水线路）提供电源，脱硫6kVⅠ段母线上有#1增压风机、#1、2浆液循环泵、#1低压脱硫变压器等负荷，接线方式如下：
2010年12月15日11点44分，红雁池电厂脱硫6kVⅠ段#1增压风机、#1、2浆液循环泵跳闸，#1脱硫塔退出运行，同时#1单控室发“6kVⅠB段接地”信号。

检查厂用6kVⅠB段灰场负荷开关61B27跳闸，拉出灰场负荷61B27开关，检查为B、C相高压熔断器熔断。

脱硫6kVⅠ段除#1低压脱硫变压
器61T04开关在合闸位置，变压器运行正常，脱硫6kVⅠ段负荷#1增压风机、#1、2浆液循环泵开关均在跳闸位置，脱硫6kVⅠ段PT柜上“1XJ低电压0.5秒跳闸”信号继电器动作，母线电压表显示三相为零，脱硫6kVⅠ段小电流接地选线装置动作，显示接地为“母线接地”，脱硫6kVⅠ段消谐装置动作显示“谐振幅值39.3V 50Hz”。

检查脱硫6kVⅠ段母线PT二次保险均正常，拉出脱硫6kVⅠ段PT小车61T02，检查发现母线PT高压熔断器三相均熔断，测量母线电压互感器绝缘及相关的高压试验均正常，排除了由PT本身绝缘降低原因造成的高压熔断器熔断。

测量#1增压风机、#1、2浆液循环泵绝缘都正常，更换母线PT高压熔断器后，重启脱硫6kVⅠ段上设备，#1脱硫塔恢复运行。

二、故障原因分析：
随后调取#1机组故障录波器报告分析，故障时刻为2010年12月15日11时44分09秒， 6kV ⅠB段B相发生接地，A、C两相电压升高为线电压，故障持续1240mS后接地消失，电压恢复正常，过了1720mS后又发生B相接地，故障持续5620mS后接地消失，电压又恢复正常，在电压恢复时刻三相电压畸变严重，三次谐波二次电压高达24V，五次谐波二次电压12V左右。

对6kVⅠB段灰场负荷线路进行检查时发现灰场负荷变压器的铁皮屋顶因大风损坏，与6kV架空线路接触，造成瞬时接地。

经过分析与讨论，初步认为故障主要原因是6kV灰场负荷线路B相多次瞬间接地产生铁磁谐振引起的，铁磁谐振是使脱硫6kVⅠ段母线PT 高压熔断器三相熔断的主要原因。

当6kV脱硫Ⅰ段PT 高压熔断器三相熔断后，由于二次无电压，低电压保护动作0.5秒动作，跳开脱硫6kVⅠ段所有电动机负荷。

三、铁磁谐振产生的原理
6kV中性点不接地电网中的电磁式电压互感器一次绕组成为该电网对地唯一金属性通道。

单相接地或消失时，电网对地电容通过PT一次绕组有一个充放电的过渡过程。

试验测得此时常常有最高幅值达数安培的工频半波涌流通过PT，此电流有可能将PT高压熔丝(0.5A)熔断。

电力系统的任一回路都可简化成电阻R、感抗wL、容抗1/wC的串并联回路。

不管是串联还是并联回路，当容抗1/wC和感抗wL相等时，这个回路就会发生谐振。

回路中的电感元件和电容元件就会产生过电压和过电流，此时的电场能量（电容）与磁场能量交换达到最大值。

在高压回路中，由于线路等电气设备对地存在分布电容，再加上电压互感器之类的非线性铁磁元件电感的存在，具备了构成谐振的必要条件，一旦系统电压发生扰动，就有可能会激发谐振，由于铁磁元件的非线性(如铁芯饱和时感抗会变小)，这一谐振会进一步增大，当出现wL=1/wC时，这种谐振称为铁磁谐振。

铁
磁谐振对地产生很高的过电压，此电压可能是额定电压的几倍至几十倍，致使瓷绝缘放电，绝缘子、套管等的铁件出现电晕，电压互感器一次熔断器熔断，严重时将损坏设备。

在实际运行中产生铁磁谐振的具体原因，可能有以下几方面：①中性点不接地系统发生单相接地、单相断线或跳闸，三相负荷严重不对称等。

②与电压互感器铁芯的饱和程度有关。

在中性点不接地系统中使用中性点接地的电压互感器时，若其铁芯过早饱和则更容易产生铁磁谐振。

③倒闸操作过程中由于运行方式恰好构成谐振条件，如三相断路器不同期分合时，都会引起电压、电流波动，引起铁磁谐振。

四、解决措施
防止铁磁谐振一般采用的方法：①改变XC/XL的比值，如使用电容式电压互感器（CVT）或在母线上接入一定大小的电容器，使XC/XL﹤0.01来避免谐振。

②电压互感器开口三角绕组两端连接一适当数值的阻尼电阻R（约为几十欧）。

③安装一次消谐装置。

2011年4月11日，红雁池电厂在厂用6kVIB段PT的中性点与接地之间安装一个型号为 TLYX 型的一次消谐装置。

TLYX型一次消谐装置，是高容量非线性元件，起阻尼与限流的作用。

该消谐装置完全符合现行电力部标准DL/T 620— 1997《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》第4.1.5 条中的规定，可以起到良好的限制电压互感器铁磁谐振的效果。

使用TLYX型一次消谐装置可有效地解决上述问题：1、消除或阻尼PT非线性励磁特性而引起的铁磁谐振过电压，这种谐振过电压会导致系统相电压不稳定；2、能有效地抑制间隙性弧光接地时流过PT绕组的过电流，防止PT的烧毁；3、限制系统单相接地消失时在PT一次绕组回路中产生的涌流，这种涌流会损坏PT或使PT熔丝熔断；4、当系统发生单相接地后可较长时间保护PT免受损坏。

另外，红雁池电厂在二次6kVIB段重新安装了TLX99型微机消谐小电流接地选线装置，接入电压互感器开口三角绕组两端，当检测到系统出现谐振时，通过输出消谐驱动信号对系统谐振进行消除。

五、产生的效果
2011年07月21日03点03分，6kV补给水线路I回路发生接地，当时因为下雨，室外架空线路A相由于支持瓷瓶放电造成瞬间接地，非故障相电压升高造成B相也发生了放电接地，由于2相发生接地造成短路，短路电流200-300A左右，将架空线路烧断落地，因为短路电流未达到定值（600A）,因此电源开关保护未动作。

小电流接地选线装置正确选线，手动拉开6kV补给水线路I回路开关，此次故障没有发生6kV系统电压互感器高压熔断器熔断。

2011年09月1日20点10分，6kV补给水线路I回路又发生接地，小电流接地选线装置正确选线，运行人员拉开6kV补给水线路I回路电源开关后接地信号消失，测线路绝缘A相为0兆欧。

因
当时下雨第二天电气检修人员对架空线路进行巡线检查，发现在29号杆A相架空线支持瓷瓶炸裂，导线与瓷瓶钢杆搭接造成设备接地断。

此次故障也没有发生6kV系统电压互感器高压熔断器熔断。

六、结束语
在实际运行中6kV电压互感器高压熔断器熔断情况时有发生，给电力系统稳定运行带来很大危害。

首先，要从互感器本身考虑，如加装合适的消谐装置，提高设备的稳定性和抵御系统故障能力。

其次，发生故障时，要快速正确处理，防止故障的进一步扩大。

再次，要不断总结使用的经验和故障处理的方法，才能保证系统的安全稳定运行。

作者简介
李建刚，男，1975年生，工程师，毕业于新疆大学，现在新疆华电红雁池发电厂维护部负责电气检修管理工作。

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李国其，男，1971年生，技师，毕业于华北电力大学，现在新疆华电红雁池发电厂维护部负责电气检修管理工作。

邮箱：***************。