变电站10kV母线PT电压指示为0异常分析

变电站10kV母线PT电压指示为0异常分析

顾瑞雄

云南电网有限责任公司楚雄供电局  云南  楚雄  675000

顾瑞雄，男，1994年5月，本科学士，助理工程师，主要从事变电运行工作，云南电网有限责任公司楚雄供电局15287177749 

摘要：中性点非有效接地的10kV系统中，通常在电压互感器高压侧装设熔断器（以下简称熔丝），防止高压系统受电压互感器本身或其引线上的故障影响，以及保护电压互感器本身（以下简称PT）。本文以10kV母线PT电压指示为0的异常进行分析，详细介绍了该故障处理的流程方法，总结了10kV母线PT熔丝熔断的原因。

关键词：电压互感器;熔丝；异常分析

一、概述

运行人员发现监控后台10kV母线电压指示为0，现场检查220kV变电站10kV母线PT及避雷器柜上电压表指示为0，高压带电显示装置指示线路有电，10kV母线PT刀闸在合位；检查监控后台380V备用段母线电压指示正常。

二、异常分析

10kV母线PT监控后台的电压指示为0，10kV母线PT柜上电压表指示为0。现场检查柜内的PT二次小空开ZKK处于合位，用万用表交流电压档测量小空开ZKK上下接头电压，发现小空开ZKK上下接头电压异常，检查电压回路接线接头无松动。（如图1所示）

如图2所示，保护及计量电压回路中ZKK处于合位，10kV母线PT95M5刀闸手车G在运行位置，初步判定为PT刀闸手车内部问题。

高压带电显示装置指示线路有电，监控后台380V备用段母线电压指示正常，10kV母线PT95M5刀闸手车G在运行位置。判断10kV母线PT一次设备正常带电运行，无损坏。监控后台和现场电压表的电压显示都为0，判断不是单独电压表表计损坏。（电压表如图3-1所示）

10kV母线PT95M5刀闸手车的内部结构主要包括了以下元件：壳体、连体绝缘子、触头、触臂、熔丝、电压互感器、底盘车、手车框架及内置机构。

如图4所示，可以看出10kV母线PT熔丝的位置：一端和电压互感器连接，另一端和三相触头装置连接，当手车处于被推入开关柜内，并摇至运行状态时，三相触头装置与开关柜内的三相静触头及10kV 母线相连接。用万用表电阻档测量熔丝上端口和触头的导通性能完好，熔丝下端口和触头无法导通。说明是熔丝的内部故障。

三、异常处理

运维人员及时填报了缺陷和10kV#0所用变转冷备用（10kV母线PT转检修）的停电计划。

运维人员进行10kV#0所用变转冷备用操作完成后，继续将10kV母线PT用检修小车拉出至柜外，用万用表的电阻档分别测量PT 动触头和熔丝上端以及熔丝本身的导通性能，发现PT手车动触头和熔丝上端的导通性完好，说明PT手车上部结构无损坏。但是三个熔丝本身均不能导通，判断为10kV母线PT熔丝损坏（如图5所示）。随后，运维人员进行熔丝更换，更换步骤如下：

（1）更换前，检查新熔丝外观是否完好，熔丝管上下端口的磷钢膜片以及熔丝管体的白色部分密封完好无破损裂纹，用万用表测量新熔丝的导通性完好（如图8所示）。

图8：用万用表测量新熔丝的导通性

（2）拔出旧的熔丝，检查上下卡槽弹力完好，无损坏变形后安装新的熔丝。

（3）紧固熔体时应将熔丝管下端口紧密贴实在下卡槽的挡板上，用力往里推，确保熔丝管体有效进入上下卡槽，与上下卡槽贴合紧密并牢固，熔丝管正常时不应发生受力震动而掉落的情况。安装完成后再次用万用表检查熔丝的导通性确保安装可靠（如图10、11所示）。

（4）熔丝安装完成后，再次用万用表测量动触头和熔丝下端的导通性能完好，熔丝更换完毕。

四、PT熔丝熔断的原因介绍

本次“10kV母线PT电压指示为0”的缺陷的主要原因是熔丝损坏。在更换新的熔丝后，监控后台10kV电压指示以及现场的电压表指示均恢复正常。

通过查阅相关文献，PT熔丝熔断原因不外乎有以下：

（1）二次回路故障。当电压互感器的二次回路及设备发生故障时，可能造成电压互感器的过电流，若电压互感器的二次侧熔丝选择不合适，可能造成一次侧熔丝熔断。

（2）10kV系统发生一相接地。10kV系统为中性点不接地系统，当其中一相发生接地时，其他两相对地电压升高。这样对Y0/Y0接线的电压互感器来说，其正常的两相对地电压将由相电压变成线电压，由于电压升高引起电压互感器电流的增加，使得熔丝熔断。

（3）系统发生铁磁谐振。由于配电线路的大量增加，以及用户电压互感器数量的增加，使得10kV配电系统的电气参数发生很大的转变，逐渐满足了谐振条件，电压互感器上容易产生过电流或过电压，电流激增导致熔丝熔断。

（4）过负荷熔断。所带的负载过大，瞬间产生大电流，使得熔断器烧毁。多发生在熔丝的中间位置，很少有电弧烧伤的痕迹。

（5）雷击过电压。雷击可使系统因单相接地产生铁磁谐振，或因弧光接地出现过电压使电压互感器的铁芯饱和。此时通过电压互感器高压侧的电流将急剧增加，达到一定值时将造成高压侧熔丝熔断。一般熔丝上有严重的烧伤。

（6）设备老化的可能。特别是避雷器以及高压熔断器，保护电气设备免受过电压损坏的能力下降，操作中的过电压窜入低压设备，导致熔丝熔断。

（7）短路熔断。零线和相线或相线和相线之间发生短路故障引起。熔丝上有严重的烧伤，熔断器的瓷托上还会留下电弧烧伤的痕迹。但较长的低压线路末端短路时，因导线阻抗较大，短路电流不大，熔丝烧伤也有可能不严重。

（8）熔丝本身的质量问题。熔丝选用的规格不满足要求，机械强度不够，安装熔丝时固定的不紧密不牢固，熔丝运行时间过长产生铜铝气体膜增大接触电阻等造成。熔丝上没有明显的弧光痕迹。

综合上述分析，结合变电站设备及环境实际情况，笔者认为本次PT熔丝熔断的主要原因有以下两种。

一是设备老化。变电站10kV母线PT柜中的设备从2009年开始运行，运行时间长达12年，存在设备老化的可能，特别是避雷器以及高压熔断器，保护电气设备免受过电压损坏的能力下降，操作中的过电压窜入低压设备，导致熔丝熔断。

二是南方夏季雷雨时间较长，雷击可使系统因单相接地产生铁磁谐振，或因弧光接地出现过电压使电压互感器的铁芯饱和。此时通过电压互感器高压侧的电流将急剧增加，达到一定值时将造成高压侧熔丝熔断。

五、总结提升

1. 当发现现场或者后台的电压显示出现异常，首先到现场检查ZKK小空开是否断开，ZKK的上下接头电压是否异常，检查电压回路接线接头有无松动；查看10kV母线PT95M5刀闸手车G是否在运行位置。当空开正常投入，刀闸手车G在正常运行，现场或者后台的电压显示同时出现异常时，初步判定为PT刀闸手车内部问题，由于手车内部的设备最容易损坏的一般是熔丝，可以初判定是熔丝损坏。
2. 排查一次设备的运行情况以及二次回路中空开以及各个节点是否运行正常，如果都没有问题则一般判定为熔丝损坏。
3. 在10kV#0所用变转冷备用（10kV母线PT转检修）的操作过程中，我们需要用转运小车，将10kV母线PT刀闸手车（以下简称PT手车）由开关柜内摇出至小车上（10kV母线PT由试验位置摇至检修位置），首先要保证小车和开关柜机械卡扣衔接良好，在摇出PT手车的过程中要注意平稳匀速，检查PT手车完全离开开关柜并完整落放在小车上后，才能解除机械卡扣，用力拉出手车，将小车拉离开关柜时，要注意不要绊到地面上铺设的橡胶绝缘垫，平稳匀速的拉出，避免PT手车在转运的过程中掉落，造成人身以及设备的损坏。
4. 在安装前要检查熔丝的外观完好，用万用表测试其导通性能完好；在紧固熔体时应与上下卡槽贴合紧密并牢固，确保熔丝安装完成后，也要再次用万用表测量动触头和熔丝下端的导通性能完好。

六、防范措施

1. 加强每日两次监控后台信号、负荷、电压巡视，现场的表计部分也要重点查看，当发现现场或者后台的电压显示出现异常时，要及时分析故障原因，排查是否是一次设备二次回路的问题，如果是熔丝损坏造成，要及时填报停电申请并上报缺陷。
2. 运行人员对于10kV母线PT的熔丝可以采取结合例行检修工作进行更换。
3. 建议检修设立专项，采取减少雷击或者操作过电压造成熔丝熔断的有效措施。
4. 建议技改.在查询历史缺陷中发现，只有变电站的10kV母线PT柜发生过熔丝损坏的问题；查询公司相关变电站设备台账发现只有该变电站的PT柜存在此类问题，建议更换新的开关柜；新的开关柜可以选择熔丝外置，方便日常的更换；或者用其他的设备替代熔丝，减轻现场运维人员的维护工作。

参考文献

[1]祁彦威.220kV变电站倒母线操作时电压互感器反充电异常分析[J].电气开关,2022,60(04):101-105.

[2]刘嘉玮.35kv变电站运行中常见设备故障及防治[J].化学工程与装备,2022(08):243-244+78.

[3]潘婉玉.某高压变电站35 kV母线PT频繁烧毁及炸裂故障分析[J].电工技术,2022(07):105-107.

[4]米园丽.变电站一次设备安全运行及故障解决措施[J].矿业装备,2021(06):190-191.