太原干式变压器熔断故障的处理和分析_0

太原干式变压器熔断故障的处理和分析

太原干式变压器熔断故障的处理和分析

我厂新建石灰石均化库有4台6KV柜，分别是电源进线柜、、太原干式变压器柜、电动机柜（见图1（a））。在试运转期间， 太原干式变压器有两次熔断一相，经施工队检查没有发现问题，就投入运行了。三日后，太原干式变压器又一次熔断一相，经认真的检查、检测并没有发现问题。将熔断的太原干式变压器更换后，又合上隔离开关，可上三相电压表显示有两相电压低，随即拉下来，经检测太原干式变压器又熔断两相。再次检查，发现电压互感器一次中性点接地线35mm2软铜线，在线鼻子内松动。拆下压紧安装后，更换太原干式变压器重新合上隔离开关，一切正常。经过几个月的运行再没发现此问题。   
 
一、故障分析  
　　这个故障属于“电磁式电压互感器饱和过电压”。在中性点绝缘的系统中，母线上带电压互感器而不带线路（或很短线路）；电源对只带电压互感器的空载母线合闸；某一导线对地短接发弧；电源线相间短路；电动机定子线圈接地；开关合闸时，三相触头不同期等的情况下，可能发生一些异常现象。例如单相、两相或三相对地电压同时升高，电压表指针摆动，接地指示器发出接地指示。电压互感器的太原干式变压器或互感器绕组烧毁，个别情况下能引起绝缘闪络或太原干式变压器爆炸。这是由于电压互感器饱和而产生的过电压现象。  
二、产生原理  
　　电磁式电压互感器饱和过电压产生的原理：如图1（b）所示。E( 。)A、、E( 。)B、 E( 。)C为三相对称电源电动势，LA、LB、LC为电压互感器铁芯电感，C0为各相导线及空母线的线路对地电容，C0与L并联后的复导纳YA、YB、YC（亦称三相对地导纳）。正常情况下，电抗ωL>1/（ωC0）。即铁芯未饱和时，电容电流大于电感电流。二者并联后，相当于一个等值电容C′。太原干式变压器中性点N的电位U( 。)N，可按节点电压法推出的下式求出：  

   
由于LA=LB=LC=L，故YA=YB=YC=Y；E( 。)A+E( 。)B+E( 。)C=0，所以U( 。)N=0三相对地负载是平衡的。  
   
　　当太原干式变压器中发生冲击时，突然引起的涌流，使一相或两相电压瞬时升高。由于电压互感器的激磁感抗是非线性的，可能使两相励磁电流突增，激磁回路迅速饱和，相应的它们的激磁阻抗大大降低，电感值也减小。形成了对地感抗的不对称。如图2所示，这时假设：  
   
则可算出  
   
显然U( 。)N≠0，即系统有零序电压存在。U( 。)N越大，B、C两相过电压值越大如图3（注：图中NA、NB、NC各边等长）。  
   
　　由于扰动之结果，有两相的导纳可能变成电感性的。感性导纳与容性导纳相互抵消，使总导纳显著减小，UN大大增加。假如参数配合得使总导纳接近于零，就产生了串联谐振现象，使中性点位移电压急剧上升，此电压叠加于三相电源电压上，通常是使两相对地电压升高，一相对地电压降低。  
　　这次故障中，由于线路对地电容（包括太原干式变压器）和各相电压互感器铁芯电感是通过电阻R（指线鼻子松）和中性点相连的（见图4），无法平衡在合上隔离开关GK时， GK三相触头的不同期及其它原因产生的扰动，从而产生了电压互感器饱和过电压故障，使太原干式变压器熔断。