6kVPT故障原因分析及解決對策

摘 要：文章結合某礦110kV變電所擴容改造后幾例6kV電壓互感器燒壞事件，對發生的現象、原因進行分析，并針對此現象提出的解決對策。希望通過文章的分析，能夠對相關工作提供參考。

關鍵詞：電壓互感器；消弧補償；諧振

1 6kVPT故障實例

某礦因礦井改擴建，礦井供電能力不足，在原35/6kV變電所基礎上擴容改造，升壓改建為110/35/6kV變電所。改造后接連出現了3起6kVPT故障。

某日，110kV變電所6kV下井一路電纜因中間接頭故障出現6kV系統單相接地，造成6kVI、II段PT一次消諧器燒壞，6kVI段PT的A、C相保險、6kVII段PT的A相保險熔斷，6kVI、II段PT的B相外殼出現爆裂、一次繞組對地絕緣電阻為0MΩ，6kVII段PT的C相二次的三組出線全部燒壞。

一月后，6kVI段一農用線路出現瞬間單相接地故障，造成6kVI段PT一次消諧器燒壞。

接著半月后，110kV變電所后臺機顯示6kVI段母線PT斷線告警、6kVI段Ua=71V，Ub=33V，Uc=70V，小電流接地裝置告警，同時值班員聞到6kV室有燒焦異味，立即到6kV室將6kVI段PT手車搖出，后經檢查，在接地瞬間已將6kVPT消諧器燒壞，同時二次開口三角線也燒壞。

2 6kVPT及消諧器頻繁燒壞原因分析

該礦組織供電專業人員對這幾起事故現象進行分析，發現每起事故都是在6kV系統出現單相接地時，無論是永久性接地還是瞬間單相接地，在單相接地瞬間就出現PT一次中性點消諧器燒壞和一次保險熔斷現象，更嚴重的是造成PT出現爆裂。

造成PT、消諧器燒壞和保險熔斷的直接原因是由于內部過電流引起發熱所致。那么PT過電流又是什么原因造成的呢？

首先排除了PT產品自身質量問題。其次排除了PT二次側發生短路故障熔斷器未熔斷而造成的PT一次故障。再次這幾起故障都發生在6kV系統單相接地時，事故的后果是造成一次消諧器燒壞或PT爆裂，事故發生時系統兩相對地電壓升高，電壓值不相同，一相對地電壓降低，中性點對地電壓略高于相電壓，但一開始沒發出接地報警信號，只顯示PT斷線，繼而出現PT一次保險熔斷，出現接地報警。

經綜合分析，得出這幾起事故的原因是由于系統發生單相接地、間歇性電弧放電等造成6kV系統鐵磁諧振而產生的過電壓，從而使PT電流激增，導致消諧器燒壞，甚至PT本身燒毀。

3 6kV系統發生鐵磁諧振的原因

電力系統鐵磁諧振是由鐵心電感元件，如發電機、變壓器、電壓互感器、電抗器、消弧線圈等和系統的電容元件，如輸電線路、電容補償器等形成共諧條件，激發持續的鐵磁諧振，使系統產生諧振過電壓。

為什么110kV變電所改造前沒有出現過鐵磁諧振，而改造后頻頻出現PT故障呢？改造時6kV系統僅僅是主變6kV側線圈的容量由20000kVA增加到25000kVA，6kV其他系統沒有任何變化。會不會是由于6kV系統出現單相接地時接地補償用的消弧線圈投入，6kV系統中的感抗和容抗相等，使系統產生諧振呢？會不會是補償容量不足造成的呢？

隨著分析的深入，研究組人員將討論重點轉移到接地補償消弧補償線圈容量方面。

4 原6kV系統接地補償裝置情況

110kV變電所6kV系統接地補償消弧線圈裝置采用的是天津天變航博公司生產的ZDBG-6/5-75型自動調諧消弧線圈成套裝置，消弧線圈型號為XDG-250/6/5-75，接地變壓器型號為DSG-250/6.3，該套裝置的補償能力為5至75A，選用該套裝置是依據改造前測試的6kV系統接地電容電流為48A而選定的。

改造后，該礦對礦井的6kV接地電容電流再次進行測定，測出的結果是當時的接地電容電流為80.5A，與裝置的最大補償能力75A相差不多，基本斷定6kV系統出現的幾起PT故障就是由于系統出現單相接地時系統揩振造成的。

5 解決對策

找出事故原因后，為避免此類事故再次發生，該礦采取了以下幾項對策：

（1）在控制室安裝6kV指針式電壓表。由于原6kVPT柜安裝的電壓表是數字式，系統發生電壓擺動時，不能直觀反映電壓的擺動幅度。指針式表能直觀反應電壓擺動。

（2）6kVPT柜二次PT開口三角回路中裝設消諧器。

（3）對原接地補償消弧線圈裝置進行改造。將消弧線圈容量由250kVA增容為440kVA，接地變壓器由250kVA增容為480kVA，最大補償能力為120A，保留原有控制柜和控制器，同時消弧線圈由原來的一個線圈分為兩個線圈，一個主繞組，一個輔助繞組，實時補償接地電容電流，保證系統實時補償。

6 運行效果

采取上述措施后，通過近一年的運行實踐，發現問題得以徹底解決。期間先后出現過幾次6kV系統短時間單相接地故障，但6kVPT一直運行正常。同時在對消弧線圈擴容履行改造后，帶來更顯著的效果是單相接地選線的準確性大為提高，準確率提高了30%。

7 結束語

通過對上述故障的原因分析和解決，我們可以看出，有效控制和抑制鐵磁諧振，是保證系統穩定運行的根本措施。

作者簡介：華虎（1979-），男，江蘇沛縣人，徐州礦務集團公司安全監察部機運工程師。