10kV PT熔断器熔断故障仿真及改进措施.docVIP

精品论文 参考文献 10kV PT熔断器熔断故障仿真及改进措施 （广东电网有限责任公司佛山供电局 佛山 528000） 摘要：作为一种保护电气，熔断器能够起到保护线路的作用，一旦线路发生故障，熔体能够自动熔断，切断电源回路，从而保护线路和电气设备。本文以某110kV变电站10kV母线PT熔断器频繁故障为例，研究分析了低压熔断器出现异常熔断的原因及抑制措施，希望给行业相关人士一定的参考和借鉴。 关键词：低压；熔断器；故障 1.引言 低压熔断器在电路中承担着保护线路和电气设备的重要任务，从而为用户供电安全提供了强有力的保障。然而随着熔断器的普及使用，熔断器故障问题也越来越严重，其对供电造成了很大的影响，特别是用户计量熔断器故障，不仅对供电稳定性、安全性造成了一定的影响，还会给供电部门带来巨大的损失。本文在前人研究成果的基础之上，对熔断器故障发生的原因进行了分析总结，并提出了改进措施。 2.熔断器熔断故障原因分析 下面以某110kV变电站10kV母线PT熔断器频繁故障为例，进行分析。 该110变电站电压等级为110kV/10kV，变压器为Y/△接线，母线有10条10kV出线，参数如表1所示，10kv母线为母线经消弧消谐装置接地的方式，装置电感值为6.4mH，变压器的型号为SZ9-50000/110，空载电流0.8%，空载损耗30kW，短路电压16%，短路损耗150kW。 PT线圈电流的变化过程为：在0至0.2秒期间，系统处于正常运行状态，PT一次绕组电流小于30豪安；在0.2秒，A相发生弧光接地，PT一次绕组电流依然小于30毫安；在0.5秒，弧光接地故障消除，激发低频谐振，三组PT中励磁电流发生异常增加，其中励磁特性较差的52PT、55PT一次绕组电流均超过0.75A，振荡频率接近2赫兹，幅值随时间衰减比较缓慢，长达10秒以上。励磁特性好的PT分配的电流小，励磁特性差的PT分配的电流大，从仿真曲线看，52PT、55PT的电流超过0.5A，而ZN05的PT电流小于0.2安培，这与实际运行情况相符合。（红色曲线为52PT一次绕组流过的电流；绿色曲线为ZN05消弧装置PT一次绕组流过的电流；蓝色曲线为55PT中一次绕组流过的电流）。 2.2故障原因分析 本次缺陷的主要原因为母线对地电容量大，在线路发生弧光接地时，不会出现大电流流过PT，当时当弧光接地消失时，线路电容与PT阻抗就发生并联谐振，电容电流储存的电荷对PT放电，导致较大的电流流过PT一次绕组，并且持续时间较长，容易引起PT熔断器烧断。当一段母线上接多组PT时，电流与阻抗成反比分配，阻抗小的PT电流大，熔断器也容易烧断。通过分析图中各PT不同电流大小，励磁特性好的流过较小的电流，而励磁特性较差的则流过较大的电流，使熔断器熔断。 2.3改进措施分析 第一，在中性点加装消谐器。为了抑制PT高压侧熔断器熔断，可在PT中性点加装消谐电阻器，它可有效解决接地消失时，在PT高压绕组上产生的大电流问题，保护PT高压侧绕组和熔断器。消谐装置为非线性电阻，两端电压为1.4kV时，流过电流为3mA，两端电压为2kV时，电流为0.1A，其伏安特性曲线如图9所示，将其代入进行A相在0.2秒时发生弧光接地，弧光接地在0.5秒时熄灭时的仿真，得到流过52PT的电流图如图所示。从图4可以看出，加装消谐装置不仅可以减小电流幅值，更可以使电流以更快的速度衰减至很小，使PT高压侧能最快的减小大电流的冲击。 第二，在PT开口三角端安装阻尼电阻。在PT二次侧安装阻尼电阻后，PT的低频振荡电流幅值变化不大，但是可加速电流的幅值衰减，效果没有安装消谐器好。 2.4分析总结 第一，当线路发生单相接地时，其中一相电压突然下降，另外两相电压突然上升，电压源存在阶跃分量，含有多次谐波成份，母线存在从一个稳态向另一个稳态过渡的过程，线路电容存在两个释放通道，一个为通过变压器三角接绕组流入地中，另一个为通过PT一次释放到地，可避免L、C串联谐振。 第二，当线路发生单相接地消除时，故障相电压突然上升，另外两相电压突然下降，电压源存在阶跃分量，含有多次谐波成份，母线存在从一个稳态向另一个稳态过渡的过程，线路电容电荷只能通过PT一次释放到地，必然造成避免L、C串联谐振，谐振频率由L、C参数确定，可为低频谐振，本案例谐振频率低至2赫兹左右，引起了熔断器的多次熔断。 第三，如果存在多组PT接在母线上，励磁阻抗大的PT分流小，熔断器不容易熔断，