PT柜高壓熔斷器熔斷故障的處理和分析

一、故障分析
　　這個(gè)故障屬于“電磁式電壓互感器飽和過電壓”。在中性點(diǎn)絕緣的系統(tǒng)中，母線上帶電壓互感器而不帶線路（或很短線路）；電源對(duì)只帶電壓互感器的空載母線合閘；某一導(dǎo)線對(duì)地短接發(fā)弧；電源線相間短路；高壓電動(dòng)機(jī)定子線圈接地；開關(guān)合閘時(shí)，三相觸頭不同期等的情況下，可能發(fā)生一些異常現(xiàn)象。例如單相、兩相或三相對(duì)地電壓同時(shí)升高，電壓表指針擺動(dòng)，接地指示器發(fā)出接地指示。電壓互感器的熔斷器或互感器繞組燒毀，個(gè)別情況下能引起絕緣閃絡(luò)或避雷器爆炸。這是由于電壓互感器飽和而產(chǎn)生的過電壓現(xiàn)象。
二、產(chǎn)生原理
　　電磁式電壓互感器飽和過電壓產(chǎn)生的原理：如圖1（b）所示。E( 。)A、、E( 。)B、 E( 。)C為三相對(duì)稱電源電動(dòng)勢(shì)，LA、LB、LC為電壓互感器鐵芯電感，C0為各相導(dǎo)線及空母線的線路對(duì)地電容，C0與L并聯(lián)后的復(fù)導(dǎo)納YA、YB、YC（亦稱三相對(duì)地導(dǎo)納）。正常情況下，電抗ωL>1/（ωC0）。即鐵芯未飽和時(shí)，電容電流大于電感電流。二者并聯(lián)后，相當(dāng)于一個(gè)等值電容C′。電網(wǎng)中性點(diǎn)N的電位U( 。)N，可按節(jié)點(diǎn)電壓法推出的下式求出：

由于LA=LB=LC=L，故YA=YB=YC=Y；E( 。)A+E( 。)B+E( 。)C=0，所以U( 。)N=0三相對(duì)地負(fù)載是平衡的。

　　當(dāng)電網(wǎng)中發(fā)生沖擊時(shí)，突然引起的涌流，使一相或兩相電壓瞬時(shí)升高。由于電壓互感器的激磁感抗是非線性的，可能使兩相勵(lì)磁電流突增，激磁回路迅速飽和，相應(yīng)的它們的激磁阻抗大大降低，電感值也減小。形成了對(duì)地感抗的不對(duì)稱。如圖2所示，這時(shí)假設(shè)：

則可算出

顯然U( 。)N≠0，即系統(tǒng)有零序電壓存在。U( 。)N越大，B、C兩相過電壓值越大如圖3（注：圖中NA、NB、NC各邊等長(zhǎng)）。

　　由于擾動(dòng)之結(jié)果，有兩相的導(dǎo)納可能變成電感性的。感性導(dǎo)納與容性導(dǎo)納相互抵消，使總導(dǎo)納顯著減小，UN大大增加。假如參數(shù)配合得使總導(dǎo)納接近于零，就產(chǎn)生了串聯(lián)諧振現(xiàn)象，使中性點(diǎn)位移電壓急劇上升，此電壓疊加于三相電源電壓上，通常是使兩相對(duì)地電壓升高，一相對(duì)地電壓降低。
　　這次故障中，由于線路對(duì)地電容（包括避雷器）和各相電壓互感器鐵芯電感是通過限流電阻R（指線鼻子松）和中性點(diǎn)相連的（見圖4），無法平衡在合上PT柜高壓隔離開關(guān)GK時(shí)， GK三相觸頭的不同期及其它原因產(chǎn)生的擾動(dòng)，從而產(chǎn)生了電壓互感器飽和過電壓故障，使PT柜高壓熔斷器熔斷。

三、預(yù)防措施
　　這種過電壓在線路發(fā)生短路、斷路器突然將此線路切除，或利用斷路器向母線充電時(shí)均能激發(fā)，而且持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)，直到操作斷路器改變了系統(tǒng)工作狀態(tài)，都不能用避雷器限制它。
消除它的有效措施有：
1、 在互感器三角形繞組開口端加裝一個(gè)并聯(lián)電阻R1。當(dāng)三角形繞組感應(yīng)出零序電壓時(shí)，使零序電流得以流通，對(duì)高壓側(cè)線圈產(chǎn)生去磁作用，使諧振不能產(chǎn)生。R1的值在35kV以下電力網(wǎng)中一般在10~100Ω的范圍內(nèi)。
2、 選用激磁特性較好的電磁式電壓互感器或造價(jià)較高的電容式電壓互感器。也可在互感器三角形繞組開口端加裝消諧器。
3、 特殊情況下，可采取臨時(shí)倒閘措施，如投入事先規(guī)定好的某些線路與設(shè)備或電容器，以增加對(duì)地電容C0，使諧振不致發(fā)生。
4、 在6KV高壓配電系統(tǒng)中，電源側(cè)的中性點(diǎn)是不接地的。但電壓互感器一次中性點(diǎn)必須可靠接地。電壓互感器低壓側(cè)星形、角形繞組也必須各有一點(diǎn)接地（見圖1（b））。并選擇適當(dāng)?shù)母叩蛪喝蹟嗥鳎煞乐闺妷夯ジ衅鞯蛪簜?cè)發(fā)生短路；當(dāng)?shù)蛪簜?cè)熔斷器沒有熔斷時(shí)，由于激磁電流增大，使高壓熔斷器熔斷。