張思千

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1 造成PT熔斷器出現(xiàn)熔斷現(xiàn)象的主要原因分析及解決措施

根據(jù)以往的資料整理分析和實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，在一般情況下造成PT高壓熔斷問題的的因素主要表現(xiàn)為電力系統(tǒng)中所存在的暫態(tài)電流導(dǎo)致熔斷器熔體出現(xiàn)發(fā)熱的現(xiàn)象，引起該現(xiàn)象的因素主要包括：鐵磁諧振、單相瞬時(shí)性接地故障消失引起地電容放電、出現(xiàn)雷擊過電壓等。

1.1 鐵磁諧振產(chǎn)生過電壓問題

在一般情況下，PT中存在較高的勵(lì)磁阻抗水平，而系統(tǒng)與地阻抗之間呈容性狀態(tài)，三相電壓處于平衡的狀態(tài)，而中性點(diǎn)的位移電壓相對較小，因?yàn)殡姼性袔в需F芯的關(guān)系，在運(yùn)行過程中電力技術(shù)人員在實(shí)施開關(guān)開斷操作的時(shí)，以及電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)下存在異常情況時(shí)，就會(huì)引起非線性飽和的問題，在這種情況下鐵芯同時(shí)和相鄰導(dǎo)線、電力設(shè)備在對地電容呈現(xiàn)出穩(wěn)定狀態(tài)下則不會(huì)引起的單相、三相共振回路現(xiàn)象，引起導(dǎo)致不間斷、幅值較高的鐵磁諧振問題，因此電力系統(tǒng)內(nèi)部中的相關(guān)元件會(huì)發(fā)生不同程度的諧振過電壓問題[1]。

另一方面，一旦出現(xiàn)鐵磁諧振現(xiàn)象的過程中，也就同時(shí)會(huì)引發(fā)諧振電流與諧振電壓等問題，若該系統(tǒng)中同時(shí)加入電壓、電流等，在這種情況下將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生過電壓、過電流等現(xiàn)象。與此同時(shí)，導(dǎo)致震蕩回路現(xiàn)象的電感元件中的電感以及回路中的電容元件的電容參數(shù)基本上對回路的諧振頻率起到?jīng)Q定性的作用。因?yàn)橹C振回路不存在固定的諧振頻率，在這種情況下，其中的基波、分次諧波、高次諧波等均極有可能會(huì)導(dǎo)致鐵磁諧振問題的發(fā)生，這一系列的問題將直接影響了電壓互感器的感抗水平，同時(shí)導(dǎo)致勵(lì)磁電流極具增加，這就是電壓互感器高壓保險(xiǎn)出現(xiàn)熔斷問題的主要因素。

針對諧振問題，目前可采取以下三個(gè)措施來進(jìn)行控制，首先是積極引進(jìn)性能質(zhì)量較好的勵(lì)磁，以及保障電壓互感器的不易飽和性，在一般情況下，因?yàn)殡妷夯ジ衅饔捎诖棚栆约皩?dǎo)致的過電壓等問題往往是電力系統(tǒng)在運(yùn)行狀態(tài)下發(fā)生頻率最高的內(nèi)部過電壓現(xiàn)象，通過采取該措施能夠在一定程度上降低發(fā)生內(nèi)部過電壓現(xiàn)象的幾率。其次是積極利用4PT的措施。在目前，電力技術(shù)人員可直接通過改變原來的PT接線方式，直接采用4PT的方法來對電力系統(tǒng)中的諧振問題進(jìn)行有效控制。最后是采用高壓側(cè)中性點(diǎn)加裝電阻的措施，電力技術(shù)人員通過在電壓互感器高壓側(cè)的中性點(diǎn)出部分安裝電阻，這電阻還需要保證具有一定水平的阻值，從而對系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行改變，最終對諧振現(xiàn)象起到有效的控制作用。值得注意的是，接入電阻代表著 PT一次側(cè)每相對地部分均設(shè)置了電阻的接入，此舉能夠切實(shí)有效地對過電流、PT過電壓、阻尼、諧波等起到抑制的作用。

1.2 引起單相瞬時(shí)接地的因素及處理措施

在一般情況下，針對10kV中性點(diǎn)不接地的特殊系統(tǒng)，當(dāng)該系統(tǒng)出現(xiàn)了瞬時(shí)接地故障問題的過程中，此時(shí)的故障相電壓為零，其中非故障相對地電壓值直接上升至線電壓的水平。在這種情況下，非故障相線路就會(huì)和地電容以及接地點(diǎn)呈現(xiàn)出回路現(xiàn)象，在經(jīng)由故障點(diǎn)直接流過容性電流，因此非故障相對地電容將直接充滿了和線電壓同等水平的電荷。此時(shí)，對地電容里本身存儲(chǔ)的電荷直接和PT高壓繞組電感產(chǎn)生放電現(xiàn)象，這對故障相而言，在接地點(diǎn)消失時(shí)線路在恢復(fù)正常的電壓之后，基本上等同于空載變壓器瞬時(shí)發(fā)生合閘的影響程度，直接導(dǎo)致激發(fā)較強(qiáng)的暫態(tài)涌流。這種現(xiàn)象極有可能造成熔斷器過載最終發(fā)生熔斷這種嚴(yán)重的故障問題[2]。

在系統(tǒng)存在1/2次諧波的狀態(tài)下，一般都會(huì)導(dǎo)致PT開口三角的位置形成過電壓的問題，針對這種情況，電力技術(shù)人員可通過進(jìn)一步研究PT二次側(cè)開口三角的接線原理。系統(tǒng)處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的電壓相量情況如圖1所示，即代表著根據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為PT誤差和三相系統(tǒng)對地處于不完全平衡的狀態(tài)下，其開口三角位置會(huì)出現(xiàn)數(shù)值低的不平衡電壓輸出現(xiàn)象的可能性較大，但該問題目前還無法直接導(dǎo)致電壓繼電器發(fā)生動(dòng)作的問題。

在一般情況下，只有系統(tǒng)存在了低頻諧振問題的狀態(tài)下，電壓中所含有的正弦波形通過呈現(xiàn)在1/2次諧波分量，若根據(jù)B相來作為評估相量，則此時(shí)的開口三角處的電壓則為：

根據(jù)這種原理，不難看出一旦出現(xiàn)1/2次諧波諧振現(xiàn)象的過程中，在PT二次側(cè)開口三角位置所存在的電壓基本上屬于相電壓中1/2次諧波分量的2倍左右，當(dāng)該分量達(dá)到較高水平時(shí)，則直接引發(fā)接在開口三角處的電壓繼電器發(fā)生動(dòng)作，最終引起單相接地出現(xiàn)假象的問題。再加上因?yàn)镻T感抗瞬時(shí)間急速下降，而勵(lì)磁電流水平急速提升，在達(dá)到額定值的數(shù)十倍以后，將直接導(dǎo)致PT發(fā)生燒毀以及保險(xiǎn)熔斷等問題的發(fā)生[3]。

此外，在系統(tǒng)處于高次諧波諧振的狀態(tài)時(shí)，根據(jù)三次諧波諧振作為例子，在這種狀態(tài)下的電壓正弦波形中通常呈現(xiàn)出三次諧波分量，此時(shí)繼續(xù)將B相作為評估相量，那么PT開口三角位置的電壓則為：

根據(jù)公式所見，但系統(tǒng)發(fā)生了三次諧波諧振的過程中，其中處于PT二次側(cè)開口三角位置所形成的電壓往往屬于相電壓中三次諧波分量的 3 倍水平，只有該分量達(dá)到較高水平的情況下，則會(huì)直接導(dǎo)致原先接在開口三角位置的電壓繼電器發(fā)生動(dòng)作問題，從而引起出現(xiàn)單相接地假象，最終導(dǎo)致了 PT 發(fā)生燒毀以及保險(xiǎn)熔斷等嚴(yán)重問題。

1.3 造成雷擊過電壓的因素

在一般情況下，系統(tǒng)在遭遇雷擊的瞬間中，其中極有可能因?yàn)槔纂娏鬏^大而導(dǎo)致避雷器的泄流速度較慢，導(dǎo)致本身呈現(xiàn)瞬態(tài)的過電壓引起鐵芯磁飽和的問題，從而降低了勵(lì)磁阻抗水平，在此狀態(tài)下急速增加的電流往往會(huì)直接超過熔斷器的基本設(shè)定值，導(dǎo)致內(nèi)部中的熔體發(fā)生燒毀的問題。另一方面，當(dāng)系統(tǒng)遭受雷擊現(xiàn)象時(shí)也極有可能引起線路由于閃絡(luò)等的因素而導(dǎo)致單相瞬時(shí)接地的問題，最終引起了一次側(cè)熔斷器燒毀這種問題的出現(xiàn)。

2 運(yùn)行建議

主要分為5個(gè)大致內(nèi)容，包括：（1）電力技術(shù)人員應(yīng)針對10kV電力系統(tǒng)未經(jīng)過消線圈接地的系統(tǒng)，采取科學(xué)合理的消諧裝置來令中性點(diǎn)處于接地的狀態(tài)，在此過程中。需要注意該系統(tǒng)中性點(diǎn)在得到科學(xué)合理的消弧線圈或者是直接采取電阻接地等處理措施后，接地故障將會(huì)正?；謴?fù)電容放電的暫態(tài)沖擊電流也會(huì)進(jìn)一步降低，從而引起正面的連鎖反應(yīng)，在此狀態(tài)下當(dāng)中的暫態(tài)沖擊電流對熔斷器的沖擊也會(huì)有所降低，同時(shí)也對諧振電路的諧振頻率起到了良好的改變作用，這對消除諧振現(xiàn)象的出現(xiàn)起到了理想的控制效果。（2）針對部分重復(fù)發(fā)生熔斷器熔斷的問題，要求電力技術(shù)人員對該V-A 特性展開各項(xiàng)測量工作，針對部分性能質(zhì)量差同時(shí)極易導(dǎo)致鐵心磁飽、由于過電壓引起水平較高的過電流造成熔斷器燒毀的要及時(shí)進(jìn)行更換處理，另一方面，也要進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)目前處于正常使用的相關(guān)型號(hào)具有V-A特性較高的產(chǎn)品，為后續(xù)挑選更高性能的產(chǎn)品提供參考。（3）進(jìn)一步對保險(xiǎn)絲的使用年限進(jìn)行檢查，對出現(xiàn)老化的熔斷器要及時(shí)更新?lián)Q代，并引入更多抗氧化性能較高的更好的鎳材料保險(xiǎn)絲。（4）目前，針對受到雷擊而引起的熔斷器燒毀問題，要求電力技術(shù)人員進(jìn)一步檢查避雷器的性能，并分析避雷器的接地電阻是否存在過大的問題，并根據(jù)具體情況增加避雷器的安裝數(shù)量。（5）針對部分頻頻出現(xiàn)熔斷器燒毀的10kV線路，電力技術(shù)人員可通過對10kV負(fù)荷端的諧波污染情況進(jìn)行測量，并進(jìn)一步研究導(dǎo)致一次側(cè)熔斷器燒毀的因素與該問題的關(guān)聯(lián)性。

3 結(jié)語

綜上所述，導(dǎo)致高壓保險(xiǎn)熔斷問題的因素是多樣化的，從理論上來講，目前用于處理高壓保險(xiǎn)熔斷問題的方法相對較多，但在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，還需要電力技術(shù)人員重視并進(jìn)一步對引起問題的因素進(jìn)行排查與分析，然后通過計(jì)算及其各項(xiàng)試驗(yàn)工作來控制該問題的影響程度，盡可能地降低停電事故的出現(xiàn)次數(shù)，為保障電力系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性與安全性打下良好的基礎(chǔ)。