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电压互感器高压熔断器熔断原因分析及对策

文档作者：李晓平文档来源：中国石油宁夏石化公司		点击数：	更新时间： 2025年04月28日
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20l1年 8月第 34卷第 4期 LargeScaleNitrog象enous舷FertilizerIndustryAug．2011Vo1．34 No．4电压互感器高压熔 断器熔断原 因分析及对策李 晓 平(中国石油宁夏石化公 司 ，宁夏银 川 750029)摘 要 ：对 电压互感器高压熔断器由于单相接 地或 匝间、层间 、相 间短路 、二次侧 短路 、系统发生单相间歇性 电弧放电、树竹接地 ，使 系统产生铁磁谐振过 电压等熔断的原 因进行详细分析 ，并提 出了相应 的防止措施。关键词 ：单相接地 电压互感器 铁磁谐振在 电 力及 工 业用 电系 统 中 ．为 了监 视 系 统 中各相对地的绝缘情况 以及计量和保护 的需要 ．化肥装置 中的循环水 系统 、脱盐水 系统 、锅炉系统 、合成氨系统 、尿素系统的每个变 电站的母线上均装 有 电磁式 电压 互感 器 (以下 称 )。其 一 、二次 侧均装有熔断器对 本身进行保护 ，熔断器熔断意味着 失 电。就会失去计量 和测量 ，引起保护拒动 和误 动 。1 PT高 压熔 断器 熔 断和铁 磁谐 振产 生原 因1．1 PT高 压熔 断器 熔断 原 因1)PT本身 内部 出现单相接地或 匝间 、层 间、相间短路故障。2)PT二 次侧 发 生 短路 ，而二 次 侧熔 断 器 未 熔断 ，造成高压熔断器熔断。3)电力 系 统 发 生单 相 间歇 性 电弧 放 电 、树 竹接地等 ，使系统产生铁磁谐振过电压。1．2 铁磁谐 振 产生 的原 因1)在 中性 点 不接 地 系统 中 ，虽 然 电 源 侧 的 中性点不直接接地 ，但 电压互感器 的高压侧 中性点是接地 的，若 Ca、 、cc为各 回线路 (包括 电缆出线和架空线路 )三相对地的等值 电容 ，而 L。、 、￡则为母 线 电 压互 感 器 的一 次 侧 3个 线 圈 的对 地 阻抗(忽略其线圈电阻)，假设 系统发生单相接地(如 A相 )，其接线图如图 1所示。此时 ，电压互感器 的铁心线圈相当于与电容器 并 联 ，构 成 了可 能 产生 谐 振 的并 联 电路 ．由 于相对地电压升高倍 ，有可能使得电压互感器 的铁心出现饱和或接近饱和 ，阻抗变小 ，电路 中出现容抗和阻抗相等 的情况 ，从 而产生了并联谐振 ，此 时互感器一次侧 的电流最大 。这样有可能使电压互感器的高压侧熔断件熔断，或者烧坏电压互感器。图 1 系统 单 相 接 地 接 线 不 意2)由 于小 型 变 压 器 的 绝 缘 老化 ，以致 线 圈绝缘击穿引起匝间、层 间短路。当配 电变压器 内部发生单相接地故障时 ，故障电流通过抗 电能力强 的绝缘油对地放 电，也会产生不稳定 的电弧激发 电网谐振 。3)当系统发生铁磁谐振时 ， 也会产生过 电压使 电流激增 ，导致 Prr高压熔断器熔 断，甚 至本身烧毁。4)误 操 作引 发谐 振 。图 2 母线电压 不平衡示 意5)倒 闸操作时 ，由于 电压互感器的谐 振而造成母线电压不平衡 。如图 2所示。当系统投入 501断路器 ，由于 10kV母线处于空载状态 ，其等值 电收稿 13期 ：2011-04—07；收到修改稿 日期 ：2011-05—30。作 者简介 ：李 晓平 ，男 ，1965年 出生 ，工程师 ，1987年 兰州石 油学校毕业 ，2005年宁夏大学 电气 工程与 自动化毕业 ，2010年陕 西科技大学工商管理专业毕业 ，现为 中国石油宁夏石化公 司电仪部主任 。联系 电话 ：O951—2972432；E—mail：xpliC~etrochina．com ．cn 。万方数据258 怠 舷 2011年第34卷路 图可 由图 3表示 。图 3 等值 电路 不 意图 3中 是 电压 互 感 器 一 次 线 圈 的 电感 ，C是各 相母 线 对 地 电容 ，由于 电压 互感 器 中性 点 接地 ，且 各 相 对地 电容 一 端 也 接 地 ，在 正 常 情 况 下 ，三相 电容是 对称 的 ，但 当用 501断路 器 向 10kV母线充 电时 ，就存在着以下两种情况 ：① 由于合 闸瞬间 的三相 触 头 不 同期性 ，此 时最 慢 接触 的一 相 在触 头 间相 当 于 串联 上 一个 电容 (如 A相 )。当 电容的容抗等于互感器的感抗时即产生谐振 ；② 由于合 闸过 程 中产 生操 作过 电压 ，此 时假 设 断路 器 在合 闸过程 中 A相 出现过 电压 。则 有 可能使 A相 电压互 感器 铁 心 出现饱 和 。使 A相 电压互 感器 线 圈感抗 变 小 ，从 而三 相 的总 阻抗 出现不 平 衡 ，使 电压互感 器 的中性 点对地 电压发生 位移 现象 。2 高压熔 断器 熔 断原 因分析2010年 6月 6日，雷 雨 天 ．中 国石 油 宁夏石 化公 司水 源地 架 空线 路 (6kV中性 点 不接 地 系统 )发生 单 相 接地 ，系 统 内热 电站 变 电所 主 、副 母 的一 次 三相 熔 断 器 (6只 )熔 断 ：发 电机 PT的一 次相 (3只 )熔 断器 熔 断 ；主控 楼 I母 、Ⅱ母 PT一 次熔断 器 熔 断 (I母 A、C相 ，Ⅱ母 A、C相 )；3 高 锅 变PT的一次 三 相 (3只 )熔 断器 熔 断 ；油 改汽 变 PT的一 次 (A、C相 )熔 断器 熔断 。涉 及 4个变 电所 (6kV／0．4kV)、l台发 电机 组 (25MW)的 18只 电压 互 感器一次熔断器熔断。事后试验所有高压熔断器被熔 断 的 PT，参 数全 部合 格 ，更换熔 断器 后投 运 正常 ．排除 本 身 内部 }H现 单相 接 地或 匝间 、层 间 、相问短路故障 ：也排 除 PT二次侧发生短路 ，而二次侧熔断器未熔断 ，造成高压熔断器熔断 。此次一 次熔断器熔断的原因就是电力系统发生单相接地使系统产生铁磁谐振过电压所致 。系统 B相发生单相接地 时 ，B相直接与地接通 ．另 两 相 (B、C相 )也 有 良好 的金属 通 道 (如 主 变绕组)。此时三相对地 电容电流的充放电通道不会走 高压绕组 ，因此 高压绕组 中不会产生大电流 。同时 由于 B相 已成 为 固定 的地 电位 ，也不会产生 铁磁谐 振当系 统单相 接地 消失 时 ，固定 的地 电位 (B相 )已消失 ， 相 对地 的金属 通道 就 只能 走 PT的高 压绕 组 ，即此 时三相 对 地 电容 中存 储 的 电荷对 PT高压 绕组 电感 L／3放 电 ，相 当于一 个 直流 源作 用 在带有 铁芯 的 电感 线 圈上 ，铁 芯会 深度饱 和 。对于接地相 (B相 )，更是 相 当于一个 空载 的变压 器 突然合闸 ，叠 加 出更 大 的暂 态涌 流 (可 达 3A)，从 而将 PT高压 熔断 器 (额 定 0．5A)熔 断 。3 铁磁 谐振 引起 PT高压 熔断 器熔 断原 因及对 策3．1 增加 消谐 电阻一 般 来说 接人 6kV电压互 感器 开 口三 角绕组的电阻取 16．5～33n。有些 选用 220V／500W 的 白炽 灯作 消谐 电阻用 ，其作 用是 当灯泡 在 冷态 即谐振 刚发 生 时 阻值较 小 ，而 当单 相稳 态 接地 时 ．阻 值变 大 以免 PT过 载 。原 因是 发生谐 振 时 的电压是 相电压 的 3倍 ，则在 开 口三 角处会 产生 100～200V的电压 ，加 装消谐 灯 泡可增 加谐 振阻尼 。但这 一措 施不 能 根治 谐振 的产生 源 ，实 际运 行 中难 以 发挥 作用 。事故 后公 司在 主要变 电所 PT开 口三角 处装 设消谐灯泡 (220V／500W )3．2 减 少 同一 系统 中 PT接 地 数量 。增 大 的感抗 ．减小 谐振 范 围中 国石油 宁夏 石 化公 司供 电网络 由原 来 的一个大 网络 调 整为 两个 相 互独 立 的 网络 ．相 对减 少了每个 网络 的 PT台数 。 电 网运 行 方式 的 改变 ，不但 降低 了系 统 的对地 电容 电流 ，也 降低 了系统 的短路 电流 。3．3 在 PT高压 绕组 中性 点安装 消谐 电阻 器在 PT高压 绕组 中性点 安装 消 谐 电阻 器 (接地变 压器 和消 弧线 圈 )。已在 总 变 6kVI母 、6kV Ⅱ母加 装 了 XHG型 弧光 及 过 电压保 护 装置 ：在 总 变6kV IU母加 装 了 HYR一3型消谐 装 置 ：要 求新 建 或扩 建 的 6／0．4kV变 电所必须 设计 消谐 装置 。综 上所 述 ，PT高压 熔 断器 熔 断 的 主要 原 因是系 统 单相 接 地 时产 生铁 磁 谐 振过 电压 ，PT高 压 绕组 中产生 大 电流 ，而 防 止铁 磁谐 振 的有 效措 施 是在 P11高压绕 组 中性 点加 装消 谐 电阻器 。4 结束语中性点不接地系统发生谐振的直接因素是系万方数据第 4期 李晓平 ．电压互感 器高压熔 断器熔断原 因分析及对策 259统过 电压 ，其 根本 原 因是 电压 互 感器 出现饱 和 ，造成互 感器 的感 抗 改变 。至 于采用 何 种消谐 方 法 ，应该 根 据实 际情况 ，结 合 系统 的运 行 方式 ，分 别 采 取措 施 ，以达 到预期 的 目的。ANALYSIS OF FUSING CAUSESFOR HV FUSE OF VOLTAGETRANSFoRM ERLiXiaoping(PetroChinaNingxiaPetrochemical，Yinchuan 750029)Abstract：A detailedanalysisofthefusingcausesinhighvohagefuseofvoltagetransformerowingtoasingle—phase earthing ora short circuitbetween turns，layers，phasesora secondary shortcircuit，an inter—mittentsingle-phasearc discharge in thesystem ortheearthingoftreesand banboosmakesthesystem gener—ateaferroresonaneeover-voltageiscaried outand correspondingpreventivemeasuresproposed．Keywords：singlephaseearthing；vohagetransform er；ferroresonance．山东谷丰源脲 甲醛缓释复合肥料项 目投产山 东谷 丰 源化肥 有 限公 司建设 的脲 甲醛缓 释 复合 肥料 项 目日前 一 次开 车成 功 ，该 项 目由 山 东省 临 沂市环保 复合 肥研 究 所设计 ，在 年 产 10万吨传 统 转鼓 蒸 汽造 粒 复混 肥 生产 装置 上 改造 ，采 用尿 素 熔融槽 进行 尿素 、甲醛反 应 ，在 一 定条 件 下经加 成 和 缩合 两 次反 应 生成 亚 甲基 二脲 、二 亚 甲三脲 和 聚 甲基脲 等 一 系列长链 缩合 物 。反 应后 的生 成物 脲 甲醛 溶 液经 粘 结物料 团聚 造粒 ．减 少液相 物料 ，减 轻烘 干 负荷 ，降低 能源消耗 ，与原装 置相 比，产能提 高 2O％ ，能 源 消耗 降低 了 3O％。整个 生产 工 艺流程 全 面 实现 了节 能增 效 、绿色环 保 ，技 改项 目投 资 少 ，装 置 改造 工 期短 ，可提 高原 装 置 生 产 能 力和 产 品 质量 ，生 产成 本 低 ，经 济 效益好 ，脲 甲醛 缓释 复合 肥料 符合 化肥 工 业的发 展 方 向 ．市场前 景十 分 广 阔。 汪家铭九江石化催化分馏塔 制造 稳步推进中国石 化 九 江石 化公 司催 化 裂化 装置 分 馏塔 、再 吸收 塔 制造 进展 顺利 ．工程 进度 按 计 划稳 步 向 前推进 ．计 划 7月 28日完成 分馏 塔 两段 塔 体 制造 ，运抵 装 置现 场组 对 吊装 。7月底 ．九 江石化 公 司年 产 100万吨 一 套催化 裂 化装 置将 进行 为期 一 个 多月 的检 修 改造 ．以满足 油 品质量 升级 需要 。分馏 塔 、再 吸收塔 是催 化 裂化 装置核 心塔 器设备 ，此 次检 修将 对塔 体进 行材 质升 级更 新 改造 ，采用 不锈铜 复合 钢板 制 造 。分馏 塔 直径 4．6m、长 43．9m、总重 140t，塔 体 分 两段 制 造成 形 ．分段 运 至现场安 装 。再吸 收塔 直径 1．4m、长 28m、总重 21t。 两个塔 制造 工期 3个半 月。九 江检 安 石化 工程 公 司承担 分馏 塔 、再 吸收 塔 制造 工 程 ，该公 司对材 料采 购 、制造 、热 处理 、焊缝 无损检 测 、试 压 、出厂等 环 节 ，实行 全 过 程质 量 控 制 ，确保 塔 体 制 造施 工 安 全 、质量 和 工程 进 度 ，为 承担 大 型塔器设备 制 造积 累成 功 经验 。塔体 焊缝 进行 100％无损检 测 ，确保 焊接 一 次检 验 合格 率 98％。目前 ，已经 完成分馏 塔 10节筒体 预制 ，正 在进 行 内构件 安装 和 筒体环 缝 焊接 。完成再 吸收塔 制 造 ．通过 了设 备 制造验 收 中交 ，设备 制造 质 量 良好 ，具 备 交付现 场 安装 的条 件 。九 江检 安 公 司力争 优质 高效 地按期 完成 设备 制 造工 程 ，为九 江石化 一 套催 化裂 化装 置检 修 改造做 好 充分 准备 汪学峰回 声 明本刊现 已被《中国学术期 刊(光盘版)》全文收入 ，同时加入“中国期 刊网”，作者稿酬在支付《大 氮肥》稿酬时已一 次付清。如不 同意上网 ，请来 函声 明，本刊将做适 当处理 。

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