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10kv电磁式电压互感器爆炸的原因和解决方案

2024/11/12 20:34:03

  原因:

  理论分析和实际运行经验表明,TV爆炸和烧毁事故的直接原因是内部过电流引起发热所致。过电流的表现形式有2种:①由于谐振或其他原因,TV上承受的过电压和过电流虽然幅值较小,但是时间较长,大量电能作用在TV上并转化为热能,使其长期发热。当热量积累到一定程度时,TV中大量绝缘纸、绝缘介质会受热而汽化,体积急速膨胀,而干式TV内部空间有限,当压强增加到一定程度时便发生爆炸。②由瞬间高幅值过电压引起的过电流。幅值达到一定程度的过电压会造成匝间短路而引起过电流。这种过电流一般幅值很大,会使TV中的绝缘介质迅速汽化,因此由高幅值过电压引起的爆炸更加猛烈。

  由以析可以看出,过电压会引起过电流,过电压和过电流在实际电网运行中相伴而生。因此应该从电网中常见的过电压类型中去寻找TV爆炸的根本原因。

  2.2中压电网常见的过电压类型

  中压电网的过电压可分为外部过电压和内部过电压。外部过电压主要是由于雷击引起的,本文不作详细叙述。内部过电压通常包括操作过电压和谐振过电压。如当系统内开关操作或电力系统出现事故时,电力系统将由一种稳定状态过渡到另一种稳定状态。在此转化过程中由于电力系统内部电磁能量的振荡、互换及重新分布,就可能在某些设备上,甚至在整个电力系统中产生较大的过电压。又如当进行开关操作时,某些回路被分割开来,如果其参数满足共振条件,则可能引起强烈的具有共振性质的振荡,并导致严重的过电压。前者称为操作过电压,后者称为谐振过电压。

  操作过电压持续时间较短,幅值较高。此种过电压可以分为4种:①中性点不接地系统的弧光接地过电压;②空载线路或电容性负荷的拉闸过电压;③切除电感性负荷或空载变压器的过电压;④空载线路的合闸过电压,特别是自动重合闸时的过电压。

  谐振过电压一般持续时间比较长,甚至可能长期存在。此种过电压可分为2种:①系统参数为线性的线性谐振过电压;②铁磁谐振(非线性谐振)过电压,它是由于系统中变压器、TV、消弧线圈等铁心电感的磁路饱和作用而激发引起的过电压。

  原因分析

  从A变电站现场接线来看,由于TV接在AB和BC相间,没有接在零序回路里,所以不可能是谐振过电压。TV只是为投切电容器服务,因此真空断路器投切电容器引起的操作过电压应该是导致TV爆炸的原因。

  投切电容器时产生的过电压有2种,一种是电容器合闸时产生的过电压,另一种是切除电容器时由于开关发生重燃产生的过电压。第1种过电压产生的原因主要是由于电容器上的电压不能突变所致。当合闸时系统电压会迅速下降,引起暂态振荡,达到新的稳定。此暂态过程产生的过电压与合闸时间有关,但不会超过2倍的系统电压。第2种暂态过电压是因为开关发生重燃时,电容器上的初始电压与系统电压极性相反,从而在暂态过程中可能产生3倍以上的过电压。这种过电压对电容器的危害性更为严重。

  对于切除电容时的过电压,又可以分为单相重燃和两相重燃2种情况。其中两相重燃引起的相间过电压尤为严重,值可以达到6倍系统电压以上。因此在如此高的电压之下相间TV发生爆炸就不足为怪了。

  解决方案

  TV爆炸对配电网的安全运行构成重大威胁,爆炸飞溅物有可能损伤其他正在运行的设备,甚至引起短路而造成停电事故,因此必须尽快解决。

  3.1由操作过电压引起的事故

  对于由操作过电压引起的TV爆炸事故,解决的根本办法是提高断路器的熄弧能力,也可以采用限制电压幅值的办法。以下提供3种解决方案:

  (1) 改善真空接触器的开关特性。鉴于电容器自动投切装置中其他4组电容器没有发生过TV爆炸事故,可以认为优良的开关特性能够限制重燃过电压的产生。因此最简便的解决措施就是更换开关特性优良的真空接触器。

  (2) 在事故电容器组上加装避雷器。避雷器的持续运行电压应按线电压考虑,同时为了提高对相间过电压的保护能力,建议采用带串联间隙的四星型氧化锌避雷器。

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