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10kV母线零序电压互感器烧损事故分析

文档作者：贺胜1 廖玉祥1 甘德刚2 张电1 冯运2 文档来源： 1. 重庆市电力公司江北供电局 2. 四川电力试验研究院		点击数：	更新时间： 2021年12月11日
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10 kV母线零序电压互感器烧损事故分析
贺　胜1 ,廖玉祥1 ,甘德刚2 ,张　电1 ,冯　运2
( 1. 重庆市电力公司江北供电局,重庆　401147; 2. 四川电力试验研究院,四川成都　610072)
摘　要:在中性点不接地系统中,由于线路单相接地短路、线路断线、操作空母线等原因,在运行中往往容易激发电压
互感器发生铁磁谐振,导致电压互感器烧损。对一起10 kV母线零序电压互感器烧损事故的原因进行了分析,针对目
前采用较多的4TV接法进行了研究。探讨了零序电压互感器损坏的原因,并从电压互感器的参数设计源头提出了抑
制超低频振荡过电流的解决方法。对互感器生产厂家及其他供电单位具有一定的指导意义。
关键词:零序电压互感器;铁磁谐振;超低频振荡
Ab stra ct: This pap er starts with the analysis on the cause of burned - out acc ident of 10kV bus ze ro sequence voltage trans2
forme r and follows by researching on the 4TV me thod which is adopted wide ly a t present. The pape r discusses the cause of
damage , and p resents the method to re stra in the ultra - low frequency osc illa tion overcurren t ba sed on the de sign of voltage
transformer. It is grea t significant for voltage transforme rmanufac ture r and other powe r supply corporations.
Key wor d: Ze ro sequence voltage transforme r; Ferrore sonance; U ltra - low frequency o sc illation
中图分类号: TM451　文献标识码: B　文章编号: 1003 - 6954 (2008) 06 - 0043 - 03
　　在10 kV中性点不接地配电网中,由于电压互感
器(以下简称TV)本身为非线性电感元件,因而它与
线路的对地电容会形成并联谐振回路。在单相接地
或线路合闸等激发条件下可能会出现铁磁谐振,从而
使TV受到过电压、过电流的冲击,严重时甚至烧毁
TV[ 1～4 ] 。为消除和抑制铁磁谐振, 采取了多种措
施[ 5 - 6 ] : (1)选用励磁特性较好的TV; (2)在TV的开
口三角形绕组开口端加装线性阻尼电阻或灯泡; (3)
在TV开口三角形绕组并联多功能微机消谐器; (4)
在TV的一次中性点处接零序TV; (5)在TV一次侧
的中性点与地之间串接消谐器。运行经验表明, 4 TV
接线措施对抑制铁磁谐振有较好的效果[ 7 ] ,因此被
国内的供电企业广泛采用。通过对一起10 kV母线
零序TV烧损事故的分析,探讨了TV损坏的原因,并
从TV的参数设计源头提出了抑制超低频振荡过电
流的解决方法。
1　事故经过
2008年4月16日下午16: 00左右, 35 kV唐家沱
变电站的值班保安人员看到10 kV开关室冒出白烟。
立即汇报给操作队,下午,运行值班人员对开关
室内设备进行巡视,室内充满胶臭味,发现V 号
母线TV零序TV前后面板上有严重烧灼痕迹,并流
出黑胶。
该10 kV 1号母线TV由一个三相三柱互感器和
一个单相互感器组成,由大连第二互感器厂生产,设
备型号为JSZG - 10, 2002年8月投入运行。
2　事故分析
该10 kV母线TV采用4 TV接线,也称零序TV
接线方式,是一种改善伏安特性以增大零序感抗的方
法。即用4台TV组成一组,接三相导线的3台为主
TV,为三相三柱互感器接成星形,主TV高压侧中性
点再经一个单相零序TV接地,用来测量零序电压。
如图2所示。
由于10 kV系统中性点不接地,星形接线的TV
高压绕组,就成为系统三相对地放电的唯一金属通
道。系统单相接地有两个过渡过程,一是接地时;二
是接地消失时。电网单相接地时电流的分布如图3
所示。
　　当系统发生单相接地时, TV中性点对地有相电
压产生,非接地相的电压升高到线电压,故障点会流
过电容电流,其对地电容上充以与线电压相应的
电荷。在接地故障期间,此电荷产生的电容电流以接
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地点为通路,在电源- 导线- 大地间流通。由于TV
的励磁阻抗很大,其中流过的电流很小。
图1　唐家沱10kV母线4TV接线
图2　4TV接法单相接地时的电流分布
图3　电荷泄放等值电路
　　当系统接地故障消逝后,相当于把导线电荷以接
地点通往大地的电流通路切断了,此时非接地相将由
原来的线电压瞬间恢复到正常的相电压水平。因此,
非接地相积累的电荷只有通过TV对地放电,此时三
相对地电容(零序电容) 3 中存储的电荷,将对三相
TV及零序TV高压绕组电感放电。现场测试和理论
分析表明,这个暂态过程所产生的电流比正常电流大
很多倍,其频率低,幅值大,一般称为超低频振荡电
流。尽管当中性点经零序TV接地后, 由于零序TV
的电阻和高电抗,能够使超低频振荡电流幅值得到一
定的抑制,但如果零序电容存储的电荷很多(如架空
线线路较长,或有电缆线路) ,也会使零序TV承受很
大的电流,可达到主TV绕组的三倍,导致零序TV的
热容量不够而烧坏。
实际上,由于接地电弧熄灭的时刻不同,即初始
相位角不同,故障的切除不一定都在非接地相电压达
最大值时发生。因此,不一定每次单相接地故障消失
时,都会产生超低频振荡电流。同时, 超低频振荡电
流的大小,还与TV伏安特性有很大关系, TV铁芯越
容易饱和,该振荡电流就越大, TV就越易烧坏。
3　防范措施
通过对10 kV母线零序TV烧损事故的分析可
知,在铁磁谐振区域之外,接地电容较大时,系统因单
相接地消失会引起超低频振荡现象。尽管4TV接线
方式可以有效防止铁磁谐振的发生,但在系统电容电
流较大、系统发生接地并消失时,会在TV一次产生
超低频振荡过电流,对TV造成危害。防范措施应首
先从运行方式、设备选用上来考虑,由于增大互感器
的直流电阻与交流励磁阻抗可以增加其热容量,能有
效抑制超低频振荡过电流、防止零序TV烧坏。因
此,互感器制造厂在产品设计时,在不影响产品性能
的情况下,可以适当提高互感器的直流电阻与交流励
磁阻抗参数。另一重要措施是将电压互感器二次开
口三角绕组短接,使部分谐波在三角绕组内形成闭环
回路,可起到屏蔽谐波,消除谐振的作用,使磁通不向
设备外壳和周围气隙扩散,防止谐振过热烧毁设备。
此外,还可以采用多种方法来抑制超低频振荡过
电流,如采用励磁特性较好的TV、采用非线性消谐电
阻器、TV中性点经消谐电阻接地、中性点经消弧线圈
接地等。
4　结　论
从TV的参数设计源头提出了抑制超低频振荡
过电流的解决方法,是简单而实用的措施,但还应结
· ·
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四川电力技术
Sichuan Electric Power Technology
Vol. 31 ,No. 6
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合实际的具体情况, 进一步深入研究这种接线方式,
使其既能抑制系统发生TV谐振、又能在系统大电容
电流情况下安全运行。
参考文献
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作者简介
贺　胜( 1971 - ) ,男,本科,工程师,研究方向为电气设备
绝缘在线监测与故障诊断。
(收稿日期: 2008 - 10 - 10)
(上接第39页)
度计算出涂料的理论喷涂用量,对应于设备的实际涂
料用量如表2、表3所示。
利用设备实际喷涂涂料用量与理论用量之比,可
以求出损耗倍数,如表4、表5所示。从现场喷涂的
实际情况看,损耗倍数在2. 3～5. 1之间。喷涂施工
工程中,造成涂料损耗的原因主要有: ( 1)喷涂时为
保证喷涂质量,使用喷枪的压力较大,大部分涂料直
接或间接的流失到空气中; (2)喷涂时为了保证涂层
厚度在最薄的地方都能达到0. 3 mm,使得部分区域
厚度较厚,超过0. 5 mm; ( 3)其它损耗,如滞留在喷
枪内固化产生的损耗,涂料倒入喷枪时产生的损耗
等。
由此,对于同一类型的设备,在实际喷涂过程中,
参照表4、表5的损耗倍数,即可计算出涂料推荐使
用量:
涂料推荐使用量=瓷套表面积×涂料厚度×涂
料密度×损耗倍数
3　结　论
RTV涂料能显著提高电瓷设备的污闪电压,在
电力系统中得到了广泛的应用。有效估算RTV现场
用量对生产成本的准确预算及现场施工的规范进行
有重要意义。通过对220 kV /500 kV电力系统多类
型电力设备RTV涂料实际喷涂用量的统计分析,得
到其在行业标准DL /T 627 - 2004《绝缘子用常温固
化硅橡胶防污闪涂料》规定作业条件下实际喷涂用
量相对理论计算用量的损耗倍数,从而得到涂料现场
推荐用量的计算方法,对生产实际有重要指导意义。
参考文献
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(收稿日期: 2008 - 08 - 10)
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四川电力技术
Sichuan Electric Power Techno logy
Vo l. 31,No. 6
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