發電機出口PT一次保險熔斷原因及判斷處理

摘 要：實驗表明，中性點小電流不接地系統中，主要存在兩個問題，分別是鐵磁諧振和電壓互感器一次保險熔斷，這兩個問題都是由電壓互感器引起的。這些問題將會給運行機組和電力系統的運行帶來安全隱患。

關鍵詞：發電機;PT一次保險熔斷;原因;判斷方法;處理要點;防范措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.169

0 引言

發電機出口PT一次保險熔斷的問題在系統中普遍存在（包括開機并網時的熔斷、運行中的熔斷、停機過程中的熔斷等），會對測量、計量、保護等二次設備動作準確性產生直接影響，例如可能會影響發電機有功功率變送器輸出給熱工DEH的有功功率值，導致熱工保護的誤動作。現階段發電機出口PT運行中二次保險熔斷較好處理，但一次保險熔斷因誘發原因復雜而增大了處理的難度，故本文將對發電機出口PT一次保險熔斷的原因和防范措施進行深入分析，以便為相關研究者提供一些有益的參考和借鑒。

1 PT一次保險熔斷原因分析

（1）鐵磁諧振。在中性點不接地的系統中，由PT等電氣設備鐵芯電感的磁路飽和，一旦電感與對地電容完全相等時，處于磁路飽和狀態下的系統將會產生不同頻率的鐵磁諧振現象。鐵磁諧振現象將會一定的諧振電壓，這種電壓呈現連續并且幅值加高的特點。常見的鐵磁諧振現象主要有基波諧振、分頻諧振、高頻諧振。當鐵芯呈現飽和狀態時，鐵磁諧振的作用導致相對地電壓升高、勵磁電流太大，甚至還可能還可能誘發繼電保護誤操作或者導致機組跳閘、設備停電事故等，這些事故將會對電力系統安全運行產生直接影響。

（2）熔管質量原因。某些保險出廠質量不合格，個別特性不好的保險在正常運行中熔斷。擺放、運輸時有過振動、跌落等會造成個別保險內部損傷，這些因素均可導致熔管熔斷。

（3）互感器質量問題。互感器三相鐵芯伏安特性不盡相同，互感器飽和引起過電壓某一相或二相飽和點偏低，當系統電壓略高于額定電壓后勵磁電流就會急劇增大，造成一次保險過流熔斷。

（4）環境原因。有些電廠發電機出口PT布置在0米層，而且周圍環境長期處于潮濕狀態，安裝環境潮濕、振動大，有灰塵和污染，可能引起保險老化及安裝接觸面接觸電阻增大等現象。

（5）安裝保險時，零部件不夠緊固，接觸部分在正常運行時過熱。發電機出口電壓互感器一次插頭動靜觸頭因材質不同出現氧化層經常接觸不好，連接螺栓松動，給熔斷器帶來額外的溫升，PT熔斷器所處理環境溫度較高，容易引起熔絲熔斷。

（6）互感器與系統連接線上發生短路。發生這種可能性比較小。

（7）互感器低壓側發生短路或絕緣不好，特別二次插件部分如果維護不好，易發生發生短路或絕緣不好。

2 發電機出口PT一次保險熔斷判斷方法

由于生產現場，惡劣的運行環境，使熔絲在熱積累的作用下出現老化，可能在正常的工作電流的情況下發現熔斷，由于熔斷器是在工作電流的情下熔斷的，熔絲的熔斷時間比較長（事后通過發變組保護柜二次電壓趨勢判斷，發電機出口PT一次保險時間長達好幾天才報出PT斷線信號），所以運行或檢修人員應該按下列方法去判斷保險是否已經熔斷：

熔斷器是剛熔斷的時候，在DCS后臺上，發電機出口一次側電壓值可能是看不出會有任何變化的，PT斷線信號也不會發出。這時，可通過日常巡查發變組保護柜內的二次電壓參數微妙的變化來及時發現，判斷發電機出口PT一次保險是否已經熔斷，這個方法可信度相當的高。

例如：2PT A相一次保險剛熔斷時，發變組保護B柜內跟熔斷A相相關的二次線電壓（TV2 AB二次線電壓和CA二次線電壓）會比BC二次線電壓稍底，熔斷時AB和CA二次線電壓會降低但不明顯，如：98.3V（隨著熔斷時間的延長，線電壓下降也會加快）正常時，各線電壓均為100V左右，A相熔斷相的二次相電壓也會比B/C相相電壓低一點，如：56.1V，而B/C相二次相電壓正常保持不變，正常時三相的相電壓均為57.7V左右，同時一次保險熔斷時零序電壓也會增大，大于0.5V及以上 ，正常時零序電壓很小在0.01—0.20V之間波動，如果滿足上面所說三個條件，說明熔斷器已經熔斷（經過長期觀察總結，并且在機組在運行中發出過，通過這個方法及時發現，立即將一次熔斷器更換）。通過發變組錄波器的二次電壓來提前判斷也是一樣的道理。

3 發電機出口PT一次保險熔斷處理要點

要正確處理發電機出口PT一次保險熔斷異常事故，要做好以下幾大要點：

（1）首先要非常清楚發電機各組出口PT接于哪個保護柜。發電機出口通常有三組PT，通常情況下，1PT、2PT、3PT分別接于發變組保護A柜、發變組保護B柜、發變組A/B柜匝閘保護。匝間保護專用PT一次部分與發電機中性點有相連接。

（2）要非常清楚發電機各組出口PT二次負荷分布情況。

（3）只有知道前面2點，才能正確做好事故處理。正確判斷出故障PT和故障PT相別，這是處理最為關健的一步。

（4）退出汽機DEH功控，在消除故障前，不得調整發電機有功負荷，按熱力參數、轉子電流或主變電流來監視機組安全運行。

（5）根據故障PT，退出發變組保護A柜或B柜跟電壓量相關保護（失磁、逆功率、程序逆功率跳閘、發電機過激磁、發電機過電壓、失步、復壓過流、低頻、勵磁系統故障），一般情況下，現在的微機保護裝置會自動閉鎖。

（6）根據故障PT所接負荷分布情況，相應退出AVC、AGC裝置。

（7）做好安全措施，退出故障相PT檢查原因，更換一次保險后恢復正常運行方式。

對熱力參數加強監視，穩定有功負荷運行，無功負荷按轉子電流監視。通過定子電流、主變高壓側電壓、勵磁電壓等其它表計加強監視，檢查自動電壓調節器通道自動切換正常。

如果1PT或2PT一次保險同時熔斷時，應該依次退出有可能誤動的保護裝置（停用發變組A（或B）屏失磁保護、逆功率、程序逆功率保護、定子接地保護、復合電壓過流保護 、發電機異常頻率保護、發電機過激磁保護、發電機過電壓保護、失步保護、發電機起停機、突加電壓、匝間保護、勵磁系統故障），處理時不得同時發變組A（或B）屏相關保護。

發電機機出口PT一次保險熔斷判斷、處理以及原因分析，為電力系統的運行和檢修人員提供了豐富的工作經驗，保證了機組的安全運行。

4 發電機出口PT一次保險熔斷防范措施

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PT一次保險熔斷原因復雜，需要采取綜合措施加以治理，才能達到效果。

（1）采取必要的運行措施，可提前發現問題，避免在設備運行中發生一次保險熔斷。

1）定期對發電機PT一次保險進行輪換，輪換周期為1年，在熔斷前更換保險，可以實現防患于未然。

2）每次啟停機操作，測量發電機出口PT一次保險絕緣值，建立臺帳，對比上次或以前歷史數據，發現偏差大或三相保險絕緣值不平衡時，更換熔絲。發電機出口PT一次保險絕緣值一般在180—300歐左右。

3）盡量用同一廠家或同一型號、同一批次的保險，以免影響其特性。

4）如果二次插件裝在小車開關側面，除非發變組轉檢修，否則二次插件不取下。

5）如果二次插件裝在小車開關正面，取下二次插件后先將二次插件及引線移開后才能拉出小車，否則二次插件或引線絕緣會損壞。

6）發變組停送電操作，除非檢修有特殊要求，否則只要小車拉到隔離位置就行，一次保險盡量不取。

（2）在安裝環境潮濕情況下，發電機出口PT處加裝電加熱裝置。

（3）采用電網中性點經消弧線圈并聯電阻接地方式。采用電網中性點經消弧線圈并聯電阻接地方式能夠有效抑制PT過電流現象的發生，能夠有效防止PT一次保險熔斷事故的發生。采用這種方案在抑制PT電流的同時，也能抑制諧振過電壓的發生。采用這中方案能夠進一步降低過電壓的危害，避免絕緣薄弱環節擊穿、避雷器爆炸、電纜對地擊穿短路等異常現象。

（4）對同一網絡中PT的中性點接地的數量嚴格限制。根據現場實際情況，適當減少非電源側PT高壓繞組中性點接地數量。

（5）對電氣設備質量進行嚴格控制。

1）在選擇電壓互感器時嚴格控制設備質量，在選型時盡量采用采用勵磁特性能良好的PT。

2）嚴格控制PT一次保險的質量。應該對PT一次保險的質量進行嚴格把關，并且嚴格控制PT熔絲的損耗功率。由于在現有技術條件下無法完全消除勵磁電流增大，所以只能通過技術手段降低PT熔絲的損耗功率。在電流不變的情況下降低熔絲內阻將能夠很好地降低PT熔絲的損耗功率。選擇特殊合金材料的熔芯熔絲，這種熔絲的電阻率僅為康銅的1/30，且抗氧化性能好，分斷特性也要明顯好于康銅。

通過正規渠道購買合格的高壓熔斷器和電壓互感器，杜絕購買貼牌或冒牌產品。

（6）機端PT二次開口三角處接入消諧裝置。采用在PT開口三角處并接消諧裝置，當系統發生鐵磁諧振時，PT開口三角形出現零序電壓，裝置根據不同頻率或者不同電壓值能夠對對鐵磁諧振類型進行有效區分。如果是接地，那么信號將會通過繼電器發出接地信號。在強烈的阻尼作用下消失。

5 結語

運行經驗表明，發電機出口PT一次保險頻繁的熔斷，嚴重影響機組和電力系統的安全可靠運行。因此，有必要分析發電機出口PT一次保險熔斷的原因，并提出針對性防范措施，避免熔斷事故的再次發生。

參考文獻：

[1]韓苗苗.火力發電機組機端電壓互感器一次保險熔斷分析與研究[J].科技創新導報，2016（08）.

作者簡介：陳火芳（1976-），男，福建連城人，大專，助理工程師，研究方向：火力發電電氣專業。