PT柜高压熔断器熔断故障的处理和分析

一、故障分析
　　这个故障属于“电磁式电压互感器饱和过电压”。在中性点绝缘的系统中，母线上带电压互感器而不带线路（或很短线路）；电源对只带电压互感器的空载母线合闸；某一导线对地短接发弧；电源线相间短路；高压电动机定子线圈接地；开关合闸时，三相触头不同期等的情况下，可能发生一些异常现象。例如单相、两相或三相对地电压同时升高，电压表指针摆动，接地指示器发出接地指示。电压互感器的熔断器或互感器绕组烧毁，个别情况下能引起绝缘闪络或避雷器爆炸。这是由于电压互感器饱和而产生的过电压现象。
二、产生原理
　　电磁式电压互感器饱和过电压产生的原理：如图1（b）所示。E( 。)A、、E( 。)B、 E( 。)C为三相对称电源电动势，LA、LB、LC为电压互感器铁芯电感，C0为各相导线及空母线的线路对地电容，C0与L并联后的复导纳YA、YB、YC（亦称三相对地导纳）。正常情况下，电抗ωL>1/（ωC0）。即铁芯未饱和时，电容电流大于电感电流。二者并联后，相当于一个等值电容C′。电网中性点N的电位U( 。)N，可按节点电压法推出的下式求出：

由于LA=LB=LC=L，故YA=YB=YC=Y；E( 。)A+E( 。)B+E( 。)C=0，所以U( 。)N=0三相对地负载是平衡的。

　　当电网中发生冲击时，突然引起的涌流，使一相或两相电压瞬时升高。由于电压互感器的激磁感抗是非线性的，可能使两相励磁电流突增，激磁回路迅速饱和，相应的它们的激磁阻抗大大降低，电感值也减小。形成了对地感抗的不对称。如图2所示，这时假设：

则可算出

显然U( 。)N≠0，即系统有零序电压存在。U( 。)N越大，B、C两相过电压值越大如图3（注：图中NA、NB、NC各边等长）。

　　由于扰动之结果，有两相的导纳可能变成电感性的。感性导纳与容性导纳相互抵消，使总导纳显著减小，UN大大增加。假如参数配合得使总导纳接近于零，就产生了串联谐振现象，使中性点位移电压急剧上升，此电压叠加于三相电源电压上，通常是使两相对地电压升高，一相对地电压降低。
　　这次故障中，由于线路对地电容（包括避雷器）和各相电压互感器铁芯电感是通过限流电阻R（指线鼻子松）和中性点相连的（见图4），无法平衡在合上PT柜高压隔离开关GK时， GK三相触头的不同期及其它原因产生的扰动，从而产生了电压互感器饱和过电压故障，使PT柜高压熔断器熔断。

三、预防措施
　　这种过电压在线路发生短路、断路器突然将此线路切除，或利用断路器向母线充电时均能激发，而且持续时间很长，直到操作断路器改变了系统工作状态，都不能用避雷器限制它。
消除它的有效措施有：
1、 在互感器三角形绕组开口端加装一个并联电阻R1。当三角形绕组感应出零序电压时，使零序电流得以流通，对高压侧线圈产生去磁作用，使谐振不能产生。R1的值在35kV以下电力网中一般在10~100Ω的范围内。
2、 选用激磁特性较好的电磁式电压互感器或造价较高的电容式电压互感器。也可在互感器三角形绕组开口端加装消谐器。
3、 特殊情况下，可采取临时倒闸措施，如投入事先规定好的某些线路与设备或电容器，以增加对地电容C0，使谐振不致发生。
4、 在6KV高压配电系统中，电源侧的中性点是不接地的。但电压互感器一次中性点必须可靠接地。电压互感器低压侧星形、角形绕组也必须各有一点接地（见图1（b））。并选择适当的高低压熔断器，可防止电压互感器低压侧发生短路；当低压侧熔断器没有熔断时，由于激磁电流增大，使高压熔断器熔断。