配电网PT、熔断器频繁损坏原因及解决措施演示幻灯片.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,配电网,PT,、熔断器频毁损坏原因及解决措施,云南电网电力科学研究院,2015年11月,1,一 济川变故障情况简述,二 配网防过电压技术要求,三 不接地系统铁磁谐振,目录,四 目前防谐措施及问题,五 解决方案,2,一 济川变故障情况简述,2012,年至今玉溪局,110kV,济川变,35kV I,段母线,PT,、熔断器共损坏,5,次，,II,母线,PT,、熔断器共损坏,2,次，,10kV I,段母线,PT,、熔断器共损坏,2,次。,母线段,毁坏日期,厂家,型号,35kV,段母线,PT,2012/3/3,中国大连北方互感器集团有限公司,JDZXF71-35,35kV,段母线,PT,2012/6/22,中国大连北方互感器集团有限公司,JDZXF71-35,35kV,段母线,PT,2012/10/16,中国大连北方互感器集团有限公司,JDZXF71-35,35kV,段母线,PT,2013/3/27,中国大连北方互感器集团有限公司,JDZXF71-35,10kV,段母线,PT,2013/4/30,中国大连北方互感器有限公司,JDZXF71-10,35kV,段母线,PT,2013/11/9,大连北方互感器集团有限公司,JDZXF71-35,35kV,段母线,PT,2014/3/23,大连北方互感器集团有限公司,JDZXF71-35,10kV,段母线,PT,2014/8/5,大连北方互感器集团有限公司,JDZXF71-10,35kV,段母线,PT,2015/6/25,大连北方互感器集团有限公司,JDZXF71-35,2012,年至今,济川变,PT,、熔断器毁坏情况,3,2011,年,08,月,5,日,35kV,母,PT,谐振,4,2012,年,03,月,03,日,35kV I,母,PT,谐振,5,2013,年,04,月,30,日,10kV I,母,PT,谐振,2013,年,04,月,30,日,35kV I,母,PT,谐振,6,二 配网防过电压技术要求,过电压与绝缘配合标准,DL/T 620-1997,涉及配网防过电压部分有：,（,1,）,3.1.2 3kV,10kV,不直接连接发电机的系统和,35kV,、,66kV,系统，,当单相接地故障电容电流,不超过下列值时,，应采用不接地方式；超过,下列数值又,需在接地故障条件下运行时，应采用消弧线圈接地方式。,（,2,）,3.1.5 6kV,和,10kV,配电系统以及发电厂厂用电系统，单相接地故障,电容电流较小,时，为防止谐振、间歇性电弧接地过电压等对设备的损害，可采用高电阻接地方式。,（,3,）,4.1.5 d,）,3kV,66,kV,不接地系统或消弧线圈接地系统偶然脱离消弧线圈的部分，当连接有中性点接地的电磁式电压互感器的空载母线（其上带或不带空载短线路），因合闸充电或在运行时接地故障消除等原因的激发，使电压互感器过饱和则可能产生铁磁谐振过电压，为限制这类过电压，可采取下列措施：,7,1,）选用励磁特性饱和点较高的电磁式电压互感器。,2,）减少同一系统中电压互感器中性点接地的数量，除电源侧电压互感器高压绕组中性点接地外，其它电压互感器中性点尽可能不接地。,3,）个别情况下，在,10kV,及以下的母线上装设中性点接地的星形接线电容器组或用一段电缆代替架空线路以减少,X,C0,，,使,X,C0,0.01Xm,。,5,）,10kV,及以下互感器高压绕组中性点经,R,0.06,Xm,的电阻接地。,（,4,）,4.1.6 3kV66kV,不接地及消弧线圈接地系统，,应采用性能良好的设备并提高运行维护水平,，以避免在下述条件下产生铁磁谐振过电压：,1,）配电变压器高压绕组对地短路；,2,）送电线路一相断线且一端接地或不接地；,8,三 不接地系统铁磁谐振,引起,PT,、熔断器频繁损坏问题,-,铁磁谐振,；铁磁谐振根据容抗和,PT,励磁阻抗的比值不同，分为,分频谐振、基频谐振、高频谐振,。,（,1,）分频谐振,分频谐振表现为三相对地电压同时升高,，过电压倍数不高一般不超,过,两倍，因铁芯深度饱和，频率减半，互感器铁芯中磁密要比额定大,1,倍，励磁阻抗急剧下降，高压绕组流过极大的过电流，一般达,28,。导致,熔丝熔断或,PT,烧损。,1,）分频谐振仿真分析,9,分频三相对地及零序电压波形,10,分频三相,PT,及零序电流波形,11,1/3,分频三相对地及零序电压波形,12,1/3,分频三相,PT,及零序电流波形,13,1/2,分频谐振相电压频谱,1/2,分频谐振零序电压频谱,14,1/3,分频谐振相电压频谱,1/3,分频谐振零序电压频谱,15,1/2,分频谐振,PT,电流频谱,1/3,分频谐振,PT,电流频谱,16,2,）,分频谐振,试验,案例：,每相对地电容,1.16F,，一组大北方,PT,，,Xco/Xm,为,0.00255,。谐振激发条件为金属性接地。过电压倍数在,2,倍左右。,分频三相对地及零序电压波形,17,分频三相,PT,及零序电流波形,18,相电压频谱图,零序电压频谱图,19,仿真和试验表明：,Xco/Xm,在,0.0016-0.01,区间内，易发生分频谐振，谐振频率为电网额定频率的,1/2,、,1/3,等,。,分频谐振特点：,1,）相电压主要包含分频谐振频率、基频分量，可以看成基频和分频的叠加；,2,）谐振频率的整数倍分量幅值大；,3,）零序电压中谐振频率分量占据主导地位；,4,）过电压倍数低一般,2,倍相电压左右；,5,）,PT,电流较大，为熔断器额定电流的,2,8,倍，谐振频率越低,PT,电流越大。,20,（,2,）工频谐振,1,）工频谐振仿真分析,三相对地电压及零序电压,21,三相,PT,电流及零序电流,22,A,、,C,相电压频谱,B,相电压频谱,23,零序电压频谱,A,、,C,相,PT,（深度饱和）的电流频谱,24,B,相,PT,（未饱和）的电流频谱,PT,零序电流频谱,25,2,）工频谐振试验分析,工频谐振案例：每相对地电容,0.18F,，一组大连北方,PT,，,Xco/Xm,为,0.0164,。谐振激发条件：金属性接地。,三相对地电压及零序电压,26,工频谐振时各相,PT,电流波形图,27,仿真和试验表明：,Xco/Xm,在,0.01-0.02,区间内，易发生,工频,谐振,。工,频谐振特点：,1,）一相电压降低，两相电压升高，对地稳态过电压一般不超过,2.5,倍相电压；,2,）保护装置报电网接地，有虚接地现象；,3,）饱和相,PT,电流有高频分量，,PT,电流为熔断器额定电流的,13,倍；,4,）零序电压工频分量占据主导地位；,28,110kV,漫湾变,10kV,母线工频谐振波形,29,（,3,）高频谐振,大北方,PT,励磁特性相对较好，在仿真,和试验,中,都,没有发现高频谐振现象，高频谐振,仅做了仿真分析：,采用保定迅驰,PT,（励磁特性较差拐点电压仅,80V,）,。,高频谐振（,100Hz,）典型波形,30,相电压频谱,零序电压频谱,31,仿真表明：,Xco/Xm,在,大于,0.02,，易发生,高频,谐振,，随着,PT,励磁特性的提高及电缆的使用高频谐振在电网中很难出现。,高,频谐振特点：,1,）三相电压同时升高；稳态过电压达到,34,倍相电压；,2,）,PT,电流为熔断器额定电流的,26,倍；,3,）零序电压高频分量占主导地位；,4,）过电压倍数高对系统危害大。,32,四 目前防谐措施及问题,（,1,）,PT,中性点加装一次消谐器,三相电压及消谐器上电压波形,-,抑制分频谐振,33,抑制分频谐振试验：,单相,1.16uF,电容器，一组大连北方,PT,，,PT,中性点安装一次消谐器。,抑制工频谐振,试验：单相,0.18uF,电容器，一组大连北方,PT,，,PT,中性点安装一次消谐器。,抑制分频谐振试验效果,34,抑制工频谐振试验效果,35,（,2,）消弧线圈,对地电容,0.18F,时对工频谐振的抑制效果,对地电容,1.16F,时对分频谐振的抑制效果,36,单相,1.16uF,电容器，一组大连北方,PT,，,PT,中性点直接接地，试验系统经消弧线圈接地。,分频谐振的抑制效果,37,单相,0.18uF,电容器，一组大连北方,PT,，,PT,中性点直接接地，试验系统经消弧线圈接地。,工,频谐振的抑制效果,38,（,3,）二次消谐器,0.18F,对地电容时对工频谐振的抑制效果,1.16F,对地电容时对分频谐振的抑制效果,39,二次消谐器消谐效果,-,分频谐振消除,二次消谐器消谐效果,-,工频谐振消除,40,消谐方式有效性仿真和试验表明：,仅考虑消谐效果：,一次消谐器：抑制铁磁谐振起到,非常良好的作用,；,消弧线圈：与,系统容抗相匹配,，能起到很好的抑制作用；,匹配不当,可能引发过电压及线性谐振；,二次消谐器：因需检测铁磁谐振的时间，抑制铁磁谐振有滞后性，短接二次绕组可能导致熔断器熔断。,一次消谐器,消弧线圈,二次消谐器,41,不同消谐措施的问题：,一次消谐器：,（,1,）中性点电压在,1kV,以上时，消谐器电阻稳定在,70k,附近，抬高了,PT,尾端电压，导致,PT,尾端击穿造成谐振；,（,2,）消谐器阻断了零序通道，使电磁能量的转移通过变压器；,（,3,）暂时过电压比无消谐器时的高。,消弧线圈：,（,1,）投资大、占地空间大；,（,2,）匹配不当将导致线性谐振及过电压的产生。,二次消谐器：,（,1,）抑制谐振有滞后性；,（,2,）短接二次绕组导致一次侧电流增大；,（,3,）如不能很好区分单相接地等与谐振的区别可能导致,PT,烧毁。,42,五 解决方案,（,1,）,110kV,济川变,35kV,系统及,10kV,系统情况,35kV I,段母线系统：,济十革线供,35kV,十街变、济十革线,T,接革坤电站；济浦,I,回线供,35kV,浦贝变；,35kV I,段母线系统接地,PT,可能存,在,4,组,。,35kV II,段母线系统：,济易线连接,110kV,易门变（热备用）、济浦,II,回线 供,35kV,浦贝变（热备用）；,35kV II,段母线系统接地,PT,仅,1,组,。,10kV I,段母线系统：,供底尼线、东环路线、易兴路、,#1,电容器组、,#2,电容器组；,10kV I,段母线系统接地,PT,仅,1,组。,10kV II,段母线系统：没有发生,PT,、熔断器损毁问题，不说明。,43,五 解决方案,110kV,济川变,电容电流（,A,）,X,C0,/X,L,运行人员反映情况,35kV I,段母线,3.915,0.0014,12,年至今，,35kV TV,、熔断器损坏共,5,次，多发生于打雷天气或系统单相接地。,35kV II,段母线,1.704,0.0092,12,年至今，,35kV TV,、熔断器损坏共,2,次，多发生于打雷天气或系统单相接地。,10kV I,段母线,9.702,0.0015,12,年至今，,10kV TV,、熔断器损坏共,2,次，多发生于打雷天气或系统单相接地。,10kV II,段母线,14.02,0.001,无损坏情况,110kV,济川变电容电流及,X,C0,/X,L,值,110kV,济川变电容电流及,X,C0,/X,L,值在谐振区域的为,35kV I,、,II,段母线、,10kV I,段母线。,目前：,35kV I,段系统，有共,4,组,PT,，其中济川变,35kV I,段虽然已经换成,4PT,，但其余三组没有更换，发生谐振,4PT,和其余,PT,都可能烧毁。,44,1,）硬扛：,1,、,PT,毁坏：,PT,毁坏因铁磁谐振引起，采用全绝缘的就可避免，整个电,网,在谐振区域内的所有,PT,都应更换。,2,、,熔断器,频容,：更换为额定电流更高的，最大熔断电流提高,1,倍。,优点：,可以简单地解决，,PT,频毁、熔断器频繁熔断问题。,问题：,a,、,阻断了零序回路，导致电磁能量的转移大部分通过变压器，给变压器绝缘带来影响；,b,、,在谐振区域内的,PT,需全部更换；,c,、,熔断器也需要更换；,五 解决方案,（,2,）,解决,方案,：,45,2,）疏导：,提供能量释放的零序通道，如采用消弧线圈，对系统内设备的安全稳定运行有利。,优点：,提供了零序通道，配合良好可以起到很好的防过电压及铁磁谐振作用,。,问题,：,（,1,）投资大、占地面积大；,（,2,）配合不好易产生过电压及线性谐振；,3,）新的方式：,打算研制新的消谐方法，明年可以试运行,，此种,方法与常规的,消弧线圈不同,。,46,总结及交流：,1,）反错,电磁式电压互感器在经过铁磁谐振后，应进行励磁特性测试；,（从项目研究来看有点不科学，应检查绝缘：谐振后或熔断器,熔断后应进行绝缘电阻或交流耐压试验）,2,）运维,（,1,）应注重电网的电容电流不在谐振区域内，电网运行方式变化后应及时进行电容电流测试；（一般,10kV,电网,12A,以下为谐振区域、,35kV,没有经过平台试验用,10kV,的结论,5A,以下为谐振区域）,（,2,）减少同一系统接地,PT,数；,（,3,）巡视设备时应注意观察,PT,尾端绝缘情况，尤其在雨季前进行开关柜局放测试；,47,（,4,）结合预防性试验对消谐器进行,3kV,交流耐压试验或用,5kV,摇表测试绝缘电阻；,（,5,）更换,PT,时，三相励磁特性偏差不应大于,15%,；,3,）交流,高压所这两年在我这里做了些配网过电压、,PT,、熔断器、消谐器、避雷器这方面工作，后面可与我们接着开展一些实际问题的分析，,可以通过诸如协作项目的方式开展。,48,谢 谢！,49,