一起接地故障导致母线PT烧毁原因解析

一起接地故障导致母线PT烧毁原因解析
摘要：介绍了一起35 kV变电站由于10kV线路接地故障导致10kV母线PT三相
烧毁故障，根据调查故障PT柜现场情况、对其检查试验，并通过选停送不同
10kV线路，判断出造成PT烧毁由线路参数不匹配，接地后发生铁磁谐振引起的，并提出了相应的防范措施。

关键词：接地；PT；高压熔断器；铁磁谐振
监控显示某35kV变电站10kV的PT电压显示不正常，存在接地现象。

该站为两台主变并
列运行，低压侧单母线分段。

故障前，10kV东54、57、58线路运行，且10kV东61分段开
关在合位，10kV 两组母线PT并列运行。

1 故障经过
经运维人员到现场发现A、B相电压104V左右，C相4V左右，初步判断为存在单相接地。

为确定具体是哪条线路接地，采用如下选停方式：
断开东58开关，接地现象未消失；
断开东54开关，断开后5-6秒，东#3PT开关柜发出明显异响声音，异响消失后主控室控
制屏报TV断线告警。

运维人员检查母线PT高压熔断器C相熔断，更换后送电PT电压正常，告警信号复归，接地现象消失。

故判断为东54线路接地。

次日，监控中心再次监测到10kV母线PT电压显示不正常，存在接地现象。

经运维人员
现场核实发现，A、B相电压104V左右，C相4V左右。

根据前一天现象，初步认定东54线
路仍存在单相接地情况，为确认具体在那一段存在接地，在东54开关合位时，采用如下选
停方式：
断开东54线路出口总柱上开关，接地现象消失，故障消失后1-2秒母线PT高压熔断器C
相熔断；更换后送电PT电压正常，PT断线告警信号消失；
断开东54线路柱上开关所管辖下的所有台区变；
合上东54线柱上开关，保护装置未出现接地告警；
合第一条台区变，保护装置也未出现接线告警；
合第二条台区变时，保护装置出现C相接地告警；
再次按先后顺序分别断开第二条台区变、第一条台区变、东54总柱上开关、东54开关，保护装置C相接地告警均未消失；
断开东58开关，保护装置C相接地告警未消失；
断开东57开关，保护装置C相接地告警信号消失，1-2秒后母线PT高压熔断器C相熔断。

更换C相高压熔断器后送电，在母线PT隔离开关合上瞬间，PT本体B、C相及高压高压
熔断器C相爆炸烧毁。

2 故障原因分析
现场检查A相外观完好，B相N端有烧糊痕迹，C相开裂。

绝缘试验发现PT三相一次绕
组对地绝缘电阻均为0。

根据现场情况汇总如下几点信息：
（1）母线PT高压熔断器C相三次熔断，均发生在C相线路接地故障切除后1-2秒；
（2）选停过程中反复操作多条线路，对PT励磁特性产生多次冲击；
（3）前两次高压熔断器C相熔断后，直接更换高压熔断器后送电，期间未对PT进行诊
断性试验。

（4）在带东54线路空载情况下，发生母线PT本体及高压熔断器C相爆炸烧毁。

H.A.Peterson 根据电力系统各相对地电容容抗与电压互感器单相绕组在额定电压时电抗值
的比值将铁磁谐振进行分类：时为分频谐振；时为基频谐振；时为高频谐振，其中利用ATP-EMPT电磁暂态计算程序进行铁磁谐振仿真研究发现，单相接地故障消失后易激发分频谐振。

由中国电工建设标准化协会电气专委会组编制的《电流互感器和电压互感器》一书中指出：
中性点不接地系统中，当空载母线合闸或单相接地，且由于各相电磁式电压互感器的饱和程
度不同，可能产生基频谐振，当发生过基频谐振时，电流很大，往往导致电压互感器熔丝熔断，严重时甚至会烧坏互感器[1]。

3 结论
首日选停线路时：首先断开东58开关，接地现象未消失，后断开东54开关，接地故障消失后母线PT高压熔断器C相熔断；
次日选停线路时：断开东54线路的总柱上开关，保护装置C相接地告警信号消失，故障消失1-2秒后母线PT高压熔断器C相熔断；
断开东57开关，保护装置C相接地告警信号消失，故障消失1-2秒后母线PT高压熔断器C相熔断。

三次保险熔断均出现在单线接地故障消失后，由此可见此时可能是PT发生分频谐振，也就是。

在母线空载情况下发生PT本体及高压熔断器爆炸烧毁，由此可认为此时是PT发生基频谐振，也就是；由于基频谐振时，电流很大，所以短时内母线PT及高压熔断器爆炸烧毁。

由=， =，比较两次的大小，分频谐振时至少有两条线路，且现场发现东57线路出线为电缆。

基频谐振时，东57、58开关在分位，东54开关在合位，东54柱上开关在分位，的大小变化刚好也满足不同谐振区域的范围。

4 防范措施
为防止类似故障再次发生需采取如下措施：
（1）着重检查东54和东57线路绝缘情况，减少线路接地故障频率。

（2）选择10kV母线PT时，优先选用励磁特性饱和点较高的容量较大的PT，在 1.9Um 电压下铁芯磁通不饱和，如有必要选用油浸式PT。

（3）针对多次出现某相PT反复熔断后，需对该PT开展诊断试验，以此判断PT绝缘是否遭到破坏或是内部出现故障。

（4）尽量减少PT并列运行，降低触发铁磁谐振概率。

（5）考虑到该站PT多次发生高压熔断器熔断和PT本体故障，需开展线路参数测量，详细的计算每条线路参数与PT参数的匹配情况，在判断那些操作过程中容易使的大小落在谐振区域内，以此优化操作顺序，降低故障频率。

参考文献：
[1]梅成林，张超树.《电压互感器铁磁谐振分析》[J] 电网技术2008（增刊2）：312.。