400V电压互感器一次保险熔断故障查找与处理

400V电压互感器一次保险熔断故障查找与处理

张明磊方高原

（华电国际邹县发电厂山东邹城273522）

摘要：本文介绍了中性点经中阻接地400V系统电压互感器一次保险熔断故障的查找与处理过程，提出了在电压互感器一次侧中性点经大功率电阻接地消除铁磁谐振的解决办法。

关键词：电压互感器；一次保险熔断；故障查找与处理

1.400V系统介绍

我厂三期锅炉400V段变压器接线组别为△/Y。-1，变压器中性点为中阻接地（接地变压器变比400/200，二次侧接地电阻15.4Ω，电阻功率2.6kW），400V母线电压互感器（以下简称PT）一次侧中性点直接接地。

2.电压互感器一次保险熔断故障及检查处理

2.1故障现象及检查过程

1月11日13:50，#5机锅炉400VPDCA段母线（以下简称A段母线）PT断线报警发出，A段母线PTA、B相一次保险第一次熔断。

经查，故障报警当时，启动过A段母线上的#11甲皮带，其它设备没有启动，怀疑#11甲皮带一、二次设备及回路有接地故障。随即对#11甲皮带电机、电缆、开关及控制回路进行检查均无异常。再次启动#11甲皮带运行，A段母线电压正常。

1月12日21：00，A段母线PT断线报警发出，母线PTB相一次保险熔断，A段母线上的煤仓层MCC014A有接地报警信号。分析认为：启动#11甲皮带需要联启犁煤器，犁煤器400V电源接在煤仓层MCC014A上，怀疑犁煤器运行时存在瞬时接地故障，造成PT一次保险熔断。

1月13日03:20，更换PTB相一次保险后，启动#11甲皮带，A段母线PT断线报警发出，母线PTB相一次保险熔断，全面检查一二设备无异常。再次更换PT一次保险，到15:58，PT断线报警再次发出（#11甲皮带机未启动），母线PTB相一次保险熔断。进一步分析，PT一次保险熔断不是#11甲皮带和犁煤器启动造成的。

为查找到PT一次保险熔断的原因，彻底消除隐患，对前一阶段的检查情况和操作情况进行进一步梳理。运行人员提出，启动#11甲皮带的同时，需要间断投入端部落煤管振打器，振打器400V电源接在煤仓层400VMCC014A上。

将变压器停电，检查变压器、中性点接地变压器及接地电阻正常，数据测量合格。

图1

测量正常运行时母线PT一次电流为15mA左右。停用母线PT，测量母线PT一、二次回路直流电阻、绝缘电阻均合格。

将母线PT二次三相电压、一次回路三相电流接入故障录波器，开启振打器，煤仓层MCC014A段接地信号发出，PTB相保险熔断。波形如图2-图3所示，故障前，三相电压平衡，PT一次电流为0.001A左右。开启振打器后，C相电压降低至1.165V，A、B相电压升高至93V，同时一次电流有所增加。随后三相电压、电流均有波动，电流最大5.1A左右。在1490ms时，B相保险熔断。

2.2解决处理过程

拆开母线PT一次中性点接地点，PT二次三相电压显示不是正弦波，波形和幅值均发生畸变，如图4所示，三相电压分别为：57.4、53.5、52.5左右。测量PT一次回路电压波形为正常的正弦波。开启振打器，PT一次保险没有熔断。

将PT一次中性点经1.2k电阻接地，波形显示基本为正弦波。开启振打器，PT一次保险没有熔断，从录取的波形看，C相电压降低，A、B相电压升高，但一次电流基本没有变化。

将电压互感器一次中性点经几百欧姆电阻接地，波形显示为正常的正弦波。

3.电压互感器一次保险熔断原因分析及防范措施

在中性点不接地系统中，母线上的电磁式电压互感器通常需要将中性点接地。电压互感器具有非线性电磁特性，在发生合空载母线、单相接地消失或者系统负荷剧烈变化等情况时，电压互感器与系统内的容性元件在参数匹配时就会发生铁磁谐振，产生极高的谐振过电压。当这种过电压发生时，由于互感器的铁心饱和，导致其绕组的励磁电流大大增加，严重时可达其额定励磁电流的百倍以上（如图2、3测量数据，正常运行时15mA，接地时最大5.1A，电流增大340倍），从而引起互感器一次熔断器熔断、绕组烧毁甚至爆炸，严重威胁系统的安全运行。

目前，常用的消除铁磁谐振的方法主要从两方面着手，即改变电感电容参数和消耗谐振能量，如在PT二次开口三角形侧接人电阻、在PT一次中性点接人消谐电阻器等。三期400V母线PT没有三次绕组，根据其特点、电压等级，同时考虑经济性，采用PT中性点经电阻接地的方式来消除铁磁谐振较为合适。

根据上面试验数据，PT中性点不接地时，PT的一次电压波形没有畸变，但二次电压波形因中性点位移发生了畸变，影响二次保护装置的性能。经1.2k电阻接地时波形相对较好。综合考虑，PT一次中性点经大功率50W、300Ω接地。

A段母线PT一次侧中性点设计为直接接地，因#11甲皮带机运转层振打器电源C相间断接地，400V系统电容不断充、放电，母线PT发生电磁谐振，PT一次电流瞬时增大，造成B相保险熔断（设计额定电流为2A)，A相为4A保险未熔断，C相接地电压低保险未熔断。将母线PT一次侧中性点改为经大功率50W、300Ω接地电阻接地，既能保证PT二次电压的正确传变，又能有效地抑制了铁磁谐振过电压，

保证了400V系统的安全稳定运行。

4.结论

对于经中阻接地的400V供电系统，PT一次中性点不能直接接地，必须经合适的大功率电阻或消谐装置接地。PT一次中性点直接接地，当400V系统某点发生不稳定的间隙性放电故障时，容易发生谐振，产生较大的谐振电流通过PT一次中性点，将非故障相的PT一次保险熔断。最严重的故障有可能造成PT一次三相保险前后熔断，对于投入400V母线低电压保护的，有可能造成机组动力设备跳闸，严重威胁机组安全运行。

参考文献

[1]梁志瑞、董维、刘文轩、黄佳珍、吴群雄，电磁式电压互感器的铁磁谐振仿真研究，高压电器，2012年11月，第48卷第11期.

[2]李国友、曹琪琳，电压互感器一次侧加装消谐器后三相电压不平衡原因分析，高压电器，2008年4月，第44卷第2期.

作者简介

张明磊（1973年12月-），男，山东曲阜人，大学本科，高级工程师，华电国际邹县发电厂电气队专工，主要从事发电厂电气设备的检修管理工作。

方高原（1966年9月-），男，山东嘉祥人，专科学历，高级技师，华电国际邹县发电厂生产技术部电气专工，主要从事发电厂电气设备的技术管理工作。