PT柜高壓熔斷器熔斷故障的處理和分析

一、故障分析
　　這個故障屬于“電磁式電壓互感器飽和過電壓”。在中性點絕緣的系統中，母線上帶電壓互感器而不帶線路（或很短線路）；電源對只帶電壓互感器的空載母線合閘；某一導線對地短接發弧；電源線相間短路；高壓電動機定子線圈接地；開關合閘時，三相觸頭不同期等的情況下，可能發生一些異常現象。例如單相、兩相或三相對地電壓同時升高，電壓表指針擺動，接地指示器發出接地指示。電壓互感器的熔斷器或互感器繞組燒毀，個別情況下能引起絕緣閃絡或避雷器爆炸。這是由于電壓互感器飽和而產生的過電壓現象。
二、產生原理
　　電磁式電壓互感器飽和過電壓產生的原理：如圖1（b）所示。E( 。)A、、E( 。)B、 E( 。)C為三相對稱電源電動勢，LA、LB、LC為電壓互感器鐵芯電感，C0為各相導線及空母線的線路對地電容，C0與L并聯后的復導納YA、YB、YC（亦稱三相對地導納）。正常情況下，電抗ωL>1/（ωC0）。即鐵芯未飽和時，電容電流大于電感電流。二者并聯后，相當于一個等值電容C′。電網中性點N的電位U( 。)N，可按節點電壓法推出的下式求出：

由于LA=LB=LC=L，故YA=YB=YC=Y；E( 。)A+E( 。)B+E( 。)C=0，所以U( 。)N=0三相對地負載是平衡的。

　　當電網中發生沖擊時，突然引起的涌流，使一相或兩相電壓瞬時升高。由于電壓互感器的激磁感抗是非線性的，可能使兩相勵磁電流突增，激磁回路迅速飽和，相應的它們的激磁阻抗大大降低，電感值也減小。形成了對地感抗的不對稱。如圖2所示，這時假設：

則可算出

顯然U( 。)N≠0，即系統有零序電壓存在。U( 。)N越大，B、C兩相過電壓值越大如圖3（注：圖中NA、NB、NC各邊等長）。

　　由于擾動之結果，有兩相的導納可能變成電感性的。感性導納與容性導納相互抵消，使總導納顯著減小，UN大大增加。假如參數配合得使總導納接近于零，就產生了串聯諧振現象，使中性點位移電壓急劇上升，此電壓疊加于三相電源電壓上，通常是使兩相對地電壓升高，一相對地電壓降低。
　　這次故障中，由于線路對地電容（包括避雷器）和各相電壓互感器鐵芯電感是通過限流電阻R（指線鼻子松）和中性點相連的（見圖4），無法平衡在合上PT柜高壓隔離開關GK時， GK三相觸頭的不同期及其它原因產生的擾動，從而產生了電壓互感器飽和過電壓故障，使PT柜高壓熔斷器熔斷。

三、預防措施
　　這種過電壓在線路發生短路、斷路器突然將此線路切除，或利用斷路器向母線充電時均能激發，而且持續時間很長，直到操作斷路器改變了系統工作狀態，都不能用避雷器限制它。
消除它的有效措施有：
1、 在互感器三角形繞組開口端加裝一個并聯電阻R1。當三角形繞組感應出零序電壓時，使零序電流得以流通，對高壓側線圈產生去磁作用，使諧振不能產生。R1的值在35kV以下電力網中一般在10~100Ω的范圍內。
2、 選用激磁特性較好的電磁式電壓互感器或造價較高的電容式電壓互感器。也可在互感器三角形繞組開口端加裝消諧器。
3、 特殊情況下，可采取臨時倒閘措施，如投入事先規定好的某些線路與設備或電容器，以增加對地電容C0，使諧振不致發生。
4、 在6KV高壓配電系統中，電源側的中性點是不接地的。但電壓互感器一次中性點必須可靠接地。電壓互感器低壓側星形、角形繞組也必須各有一點接地（見圖1（b））。并選擇適當的高低壓熔斷器，可防止電壓互感器低壓側發生短路；當低壓側熔斷器沒有熔斷時，由于激磁電流增大，使高壓熔斷器熔斷。