过电压引起设备烧毁事故的原因分析及处理

本文对处理固原西吉新营35KV变电站发生单相接地后,烧毁电压互感器的一次保险及二次计量电表的原因进行分析和探讨,认为烧毁电压互感器及二次设备的原因,不仅和谐振过电压有关,间歇性弧光接地也可能是造成此现象更重要的原因,并提出了一些解决的办法。
　　1事故过程
　　固原西吉新营35KV变电站额定容量为1800KVA，变压器接线方式为Y/Y。型。变电站母线接有三台JDJJ2-35型电压互感器，接线方式为Y/Y。2005年9月10日建设投运，时隔一周以后，系统出现单相接地故障，持续时间为20分钟，恢复后，发现DTSD341电能表烧毁，经查电压互感器中性点与地网之间电压1200V，控制盘表一相近似零值，其它两相超出电压表量限，变压器运行正常，初步断定电压互感器有一相短路或匝间短路。经过对三台电压互感器进行全面试验，未发现故障。
　　通过调查，新营35KV变电站是由于线路C相中有一只瓷瓶击穿，出现间歇性弧光接地，从而造成此次事故的发生。
　　经进一步检查，电压互感器C相一次保险烧断，换掉C相一次保险和二次电能表后，暂时恢复了正常供电。


2原因分析

　　电力系统出现新营35KV变电站这样的事故，是一个普遍存在的问题，为此我们从以下三方面进行了分析：

　　当系统容抗1/ωC同ωL接近（0.18—0.68）时，极易诱发系统基频和分频谐振，特别是35KV变电站带负荷较小或空载时，站内母线短、电容量小，1/ωC同ωL数值接近。同时由于电感L是与电压有关的变量，而电容C是由系统确定后基本不变的常量。当电压发生变化时，电感L也随之改变，当两者参数相近时，容易诱发参数谐振。（引起系统参数变化的主要原因有操作过电压、故障接地产生的过电压、间歇性弧光接地等。）

　　另外在中性点不接地系统中，当发生单相接地故障时，电网电压、相位维持不变，故障相电压下降为近似零值，非故障相上升为额定电压近似值的√3倍，当系统接地故障消除后，非接地相在过电压期间，由于线路电容的作用，已对线路充入电荷，这部分电荷在中性点不接地系统中，只能对电压互感器的高压绕组（电感线圈）放电，而流入大地，在这个电压瞬变过渡过程中，非接地相电压互感器一次绕组励磁电流忽然出现数倍于额定电流的峰值电流，可将一次电压互感器保险熔断。

　　还有一个重要原因是在中性点不接地系统中，除三相电压互感器外，其余的主变、配变中性点均不接地，当系统发生每一个周波重燃多次的弧光断续接地时，电压互感器成为系统对地放电的通道。其放电电流可达2A左右，是一般35KV电压互感器一次额定电流200倍左右。这样重燃多次断续放电，可能造成电压互感器和电能表因剧烈发热而烧毁。

　　3解决的方法

　　为消除系统基频、分频谐振产生的过电压及限制间歇性弧光接地造成的系统电容对电压互感器放电的过流，一般采取在电压互感器开口三角形并联电阻或微机二次消谐的方法，该方法是在电压互感器产生谐振过电压时，通过微机换切不同的电阻，短接二次的零序绕组，产生一个和谐振过电压方向相反的励磁磁势，从而抑制谐振过电压的发生，该方法对阻止谐振过电压确实有效，但在出现间歇性弧光接地、系统电容对电压互感气压的连续放电时，起限流作用不太明显。

　　另一种方法是在电压互感器一次绕组中性点串接非线性电阻的方法，该方法如阻值匹配合适，能限制谐振过电压的发生，同时能限制间歇性弧光接地发生的放电电流。通过调查发现，在采取二次微机保护消谐的同时，在中性点再加装非线性电阻消谐器，对电压互感器的保护作用更加明显，这可能同非线性电阻的限流作用有关。

　　4. 效果

　　我们通过在35KV中性点串接一支XRQW-35B型消谐器，并在保护屏上采用微机二次消谐的方法对原变电站进行了改造（见图二）。至今，虽然35KV线路由于各种原因偶有单相接地发生，控制装置也会出现报警，但没有发生过设备损坏事故。改造后的效果非常明显。

　　5.小节

　　谐振过电压烧毁电压互感器的问题，是一个非常复杂的问题，需要我们以后进一步研究、探讨。

　　建议电压互感器套管采用新型的复合材料，避免瓷套管在运行过程中发生过热爆炸现象。

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