封闭母线电压互感器高压熔断器故障分析及处理

封闭母线电压互感器高压熔断器故障分析及处理信息与交流

封闭母线电压互感器高压熔断器故障分析及处理

黄世超

(雅砻江流域水电开发有限公司，四川 成都 610051)

封闭母线的电压互感器(PT)是将高压电转变为低压电，从而实现电压测量的重要设备。一般通过高压熔断器接入母线，当设备故障时，将熔断器熔断，实现故障点的切除，从而缩小故障设备的影响范围，最大限度地保障设备安全稳定运行。实际使用过程中，由于设备长时间运行老化或发生谐振等异常故障时，将造成熔断器内部熔芯熔断，断点处产生电弧实现电气连接，影响设备安全稳定运行。

1 案例分析

某大型水力电厂发电机组采用发变组一体化接线方式，发电机至变压器采用封闭母线的接线方式，减小了维护工作量。封闭母线电压等级为20kV，分别连接至发电机出口、主变压器低压侧、励磁变高压侧、厂高变高压侧、PT高压侧和避雷器高压侧。接线图如图1所示。

20kV20117201120121B

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～1F11YH12YH13YH图1 主接线图

分析接线图可知封闭母线上一共4组PT，其中3组分布于封闭母线靠发电机侧，即发电机与出口断路器之间；另1组分布于封闭母线靠主变压器侧，即出口断路器与主变压器之间。PT型号为JDZX4-20，一次绕组共1个，其高压端装设有熔断70

器，型号为RN2-20/0.5，二次绕组共3个。

2 异常现象

2.1 机组检修期间

机组检修期间，使用万用表电阻测量挡位测试熔断器电阻时，发现一个熔断器(以下简称“1号熔断器”)的电阻值为无穷大，轻微晃动后，再次测试电阻值依然为无穷大，大于熔断器的标准电阻值，即200Ω，判断为熔断器损坏。2.2 机组运行期间

机组运行期间，巡检发现发电机出口侧(以下简称“2号熔断器”)、主变低压侧(以下简称“3号熔断器”)的PT监测柜上显示的封闭母线电压各有一个明显偏低，比正常电压值低0.6kV以上。

3 检查及分析

3.1 机组检修期间

针对1号熔断器在检修中已开展的工作项目分析。1号熔断器熔断的可能原因如下：

(1)拆装PT及熔断器时因震动导致熔断器内熔芯接点断裂。由于拆装PT及熔断器时，震动难以避免，此原因难以排除。为减小风险，建议在拆装、搬运PT及熔断器时，多人协作，轻拿轻放，尽量避免剧烈撞击。同时为便于集中、统一排查、

分析此类故障原因，建议在封闭母线停电后，熔断器拆除前，先使用万用表电阻测量挡位测试熔断器电阻，发现异常及时处理；同时在熔断器及PT回装后，封闭母线送电前，再次使用万用表电阻测量挡位测试熔断器电阻，发现异常及时处理。

(2)试验时熔断器内电流量超标导致熔断器内熔芯熔断。按照电力设备预防性试验规程要求，对PT一次绕组开展了绝缘电阻测试和交流耐压测试。试验过程中，未将熔断器拆除。测试绝缘电阻时，由

封闭母线电压互感器高压熔断器故障分析及处理 电工电气 (2020 No.󰀱)

于一次绕组充电加压过程中会产生一定的电流，并且电流量缺乏有效检测手段；开展交流耐压试验时，由于一次绕组两端已短接加压，在充电过程中同样会产生一定的电流，并且电流量缺乏有效检测手段。此原因难以排除，为减小风险，建议在试验过程中将熔断器拆除，不再连带熔断器开展各项试验。

(3)检修前，设备运行期间因熔断器内电流量超标导致熔断器内熔芯熔断。因设备运行期间，PT一次绕组的电流缺乏有效的监测方式，无法有效判断实时电流的大小。考虑到PT熔断器熔断后，对应的PT监测柜上显示的封闭母线电压会有明显下降并且可能伴随有相关的报警信号送出，因设备检修前未发现相关异常，初步排除运行期间熔断器损坏的可能性。

(4)熔断器长时间运行，熔芯正常老化导致熔断。PT熔断器自机组安装完毕投运以后，一直带电运行，时间长达6年，已进入设备老化阶段，性能衰退，此原因不能完全排除。但由于机组检修期间，累计48个熔断器中仅发现一个熔断器熔断，初步认为，此故障不具备普遍性，但后续应加强观察。

为尽排查设备故障原因，应做好以下工作。设备停电后，在移动PT、拆除熔断器前，使用万用表电阻测量挡位测试熔断器电阻并记录；拆除熔断器时，必须轻拿轻放，避免磕碰；对PT进行试验时，必须拆除熔断器，严禁带熔断器试验；回装熔断器和PT后，再次使用万用表电阻测量挡位测试熔断器电阻并记录，同时做好数据比对。3.2 机组运行期间

针对2、3号PT熔断器对应的PT监测柜上显示的封闭母线电压偏低现象进行分析，结合查询到的历史电压曲线，判断电压偏低现象的原因如下：

(1)熔断器熔芯已熔断，靠高压电弧连接。当熔断器熔芯熔断后，出现电弧并在断点形成一定的电势差。由于熔断器位于一次绕组的高压侧，造成了一次绕组电压偏低，从而使得二次侧监测到的电压偏低。(2)电压测量回路故障或偏差。对电压测量回路进行检查，首先拆除PT端的测量回路接线端子，确保测量回路已断开；再使用万用表对异常电压测量回路的电压进行复核并与其它PT进行比对分析，检查发现PT端的二次端子电压经折算后与显示电压一致且该PT本体上三个绕组的电压一致。初步排除了测量回路故障可能性，判断熔断器熔芯已熔断。

故在发电机停机时，将PT拉至检修位置并取出熔断器，使用万用表测量发现熔断器电阻值为无穷大，已熔断。更换为合格备品后，将PT推至工作位置并送电，检查电压已恢复至正常值，故障已消除。

4 后期处置及效果

由于1、2、3号熔断器熔断的时间间隔不超过2个月，分析熔断原因可能为老化。后期存在大批量损坏的可能性，为避免后期出现类似的熔断器熔断现象导致设备故障停运并带来经济损失。经商议，决定在发电机停机的时候对发电机侧PT熔断器进行更换；对于主变低压侧的PT熔断器，则加强观察，发现异常时及时带电更换。同时，后期工作中定期对熔断器进行更换。

PT熔断器是高压设备中的易损件，寿命比其它设备偏短，一旦熔断可能造成发电机停运故障。平时应加强观察，发现异常及时更换。检修过程中应定期更换，避免造成不可控的停机事故。

收稿日期：2019-07-08

(上接第65页)

量装置的改进应用，用测量装置端子箱模块总成设计在端子箱内部里面替代传统的户外式的电流互感器采集数据模式，能有效防止因户外的天气及其他不可控因素导致电流互感器损坏，使中性点直流分量测量失效事故；通过描述该新型测量装置的装置构成、设计原理和调试安装试图，运用该新型的测量模式可复制性地推广至更多的中性点直流电流测量设备，为电网规划建设提供一种可行的方案。

参考文献

[1] 钟连宏，陆培均，仇志成，蔡汉生.直流接地极电

流对中性点直接接地变压器影响[J].高电压技术，2003，29(8)：12-13.

[2] 张红跃，张清枝，熊章学，燕刚，肖志刚，于浩

博，马仪成.采用交流互感器测量变压器中性点直流分量的方法[J].电力系统保护与控制，2013，41(16)：97-102.

收稿日期：2019-07-08

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