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1000MW機(jī)組380VPC段母線電壓互感器燒毀事故分析

文檔作者：于成文檔來源：浙江省火電建設(shè)公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年12月11日
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1 O 0 0 MW機(jī)組3 8 0 V PC段母線
電壓互感器燒毀事故分析
于成
(浙江省火電建設(shè)公司，杭州市，310016)
●
摘要：某電廠1 000 MW機(jī)組380 V Pc段母線在負(fù)荷側(cè)單相接地時(shí)，發(fā)生電壓互感器(potential transformer，PT)燒毀
事故。經(jīng)對(duì)此次事故詳細(xì)分析后發(fā)現(xiàn)，1 000 MW機(jī)組與300、600 MW機(jī)組低壓廠用電系統(tǒng)接地方式不同，前者一般采
用經(jīng)電阻接地的小電流接地系統(tǒng)，后者一般采用直接接地的大電流接地系統(tǒng)。此次Pr燒毀事故是設(shè)備選型不當(dāng)造成
的，大容量機(jī)組的設(shè)備選型要視實(shí)際情況區(qū)別對(duì)待。
關(guān)鍵詞：1 000 Mw機(jī)組；380 V廠用電；接地系統(tǒng)；電壓互感器(盯)；磁飽和
Accident Analysis of PT Burnout of 380 V PC Busbar in a 1 000 MW Unit
YU Cheng
(Zhejiang Thermal Power Construction Company，Hangzhou 310016，China) ．
ABSTRACT：For single·phase grounding on the load side of 380 V PC bus in a 1 000 MW unit of power plant，burnout
accident of potential transformer(PT)occtu's．It is found after a detailed analysis of the accident that the grounding ways of
LV auxiliary power system are different for 1 000 MW，and 600 MW or 300 MW unit，where the former applies small
current grounding system via resistance grounding，while the latter generally adopts large current system via direct
grounding．Therefore，the PT burnout accident is caused by improper selection of equipment，and equipment selection of
large capacity unit should depend on actual situation．
KEYWORDS：1 000 MW unit；380 V auxiliary power；grounding system；potential transformer；magnetic saturataion
中圖分類號(hào)：TM 621．7+1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1000-7229(2012)03-0102—03
doi：10．3969／j．issn．1000-7229．2012．03．025
0 引言
某電廠1 000 MW機(jī)組的低壓廠用電系統(tǒng)配置
2臺(tái)汽機(jī)變壓器、2臺(tái)鍋爐變壓器、2臺(tái)公用變壓器、
2臺(tái)保安變壓器、1臺(tái)檢修變壓器、l臺(tái)照明變壓器以
及上述變壓器各自的動(dòng)力中心(power center，PC)段
母線。其中除檢修Pc及照明Pc系統(tǒng)屬直接接地大
電流接地系統(tǒng)，其他各段均為經(jīng)電阻接地的小電流接
地系統(tǒng)。該機(jī)組380 V PC段母線在負(fù)荷側(cè)單相接地
時(shí)，發(fā)生電壓互感器(potential transformer，PT)燒毀事
故。本文對(duì)此問題參考相關(guān)資料¨引進(jìn)行分析，以供
同類型機(jī)組在考慮低壓廠用電設(shè)備在過電壓情況下
運(yùn)行的安全問題131時(shí)參考。·
1 事故概況
集控事件記錄：201 1年4月2日23：15，7號(hào)機(jī)
7B汽機(jī)PC段發(fā)出接地報(bào)警，3日5：18，母線電壓消
咽Electric PowPr咖刪鯽V01．33。Na 3，Ma^，2012
失；次日8：45，7B保安PC段發(fā)出接地報(bào)警，9：05，母
線電壓消失。
2 事故處理
調(diào)試人員接到通知至現(xiàn)場(chǎng)檢查，發(fā)現(xiàn)汽機(jī)B段
PC母線C相對(duì)地電壓為0，PT一次側(cè)A、B相熔絲熔
斷，一次線圈電阻基本為0，確定門燒毀。拆開檢查
發(fā)現(xiàn)，朋一次側(cè)線圈內(nèi)部絕緣漆熔化，絕緣破壞，短
路后線圈燒毀。由于汽機(jī)段仍有接地現(xiàn)象，先在汽機(jī)
段通過拉合開關(guān)查出至7號(hào)機(jī)組汽機(jī)電動(dòng)閥門配電
柜電源存在接地現(xiàn)象，之后在汽機(jī)電動(dòng)閥門配電柜側(cè)
經(jīng)拉合開關(guān)查出凝結(jié)水泵A出口旁路電動(dòng)門C相接
地。對(duì)汽機(jī)段母線燒毀的胛進(jìn)行更換，接地故障解
除，PC段母線暫時(shí)恢復(fù)正常。
7B保安段檢查無接地現(xiàn)象，但母線PT一次側(cè)
A、B相熔絲熔斷，門同樣燒毀，接地原因暫無法查
明，懷疑是PC段負(fù)荷絕緣不好所致。隨后對(duì)各支路
萬方數(shù)據(jù)
苧!!堂蘭!塑三壁：!!!!!蘭竺璺!竺：竺墨竺竺皇要三壁望竺蘭蘭苧坌塹E星蜀昌E曷囝
進(jìn)行絕緣檢查，絕緣均合格，由于保安段電源急于恢
復(fù)，將母線Pr更換后恢復(fù)母線正常運(yùn)行?。
3事故分析
接地故障解除后，依然有2個(gè)問題未得到解決：
一是保安段接地報(bào)警及frr燒毀，到現(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí)接地
卻消失的原因；二是母線Pr燒毀的原因。
3．1遺留問題1
事后核查2段Pc負(fù)荷時(shí)發(fā)現(xiàn)，2段母線都接至
7號(hào)機(jī)組汽機(jī)電動(dòng)閥門配電柜，汽機(jī)段為其電源1，保
安段為其電源2。正常運(yùn)行時(shí)電源1為主電源，7號(hào)機(jī)
組汽機(jī)電動(dòng)閥門配電柜配有雙電源切換裝置。由此可
推測(cè)，保安段接地報(bào)警是由于凝結(jié)水泵A出口旁路電
動(dòng)門C相接地導(dǎo)致。事故經(jīng)過應(yīng)該是凝結(jié)水泵A出
口旁路電動(dòng)門C相接地導(dǎo)致PC段母線C相接地，Pr
一次線圈A、B相接地短路燒毀，引起母線電壓波動(dòng)。
因電動(dòng)閥門配電柜設(shè)雙電源切換裝置，檢測(cè)到汽機(jī)段
電壓異常，切換至保安段電源。由于接地依然存在，保
安段同樣C相接地，盯一次線圈A、B相接地短路燒
毀，引起母線電壓波動(dòng)。同理，此時(shí)汽機(jī)段因?yàn)镻rr一
次熔絲已熔斷，母線電壓恢復(fù)正常，電動(dòng)閥門配電柜切
至汽機(jī)段，保安段接地故障消失”o。
3．2遺留問題2
考慮到本工程汽機(jī)Pc段經(jīng)高阻接地，Pc段母線
胛中性點(diǎn)均經(jīng)接地線直接接地，負(fù)荷側(cè)發(fā)生接地時(shí)，
有3種情況可能導(dǎo)致胛短路燒毀。
3．2．1 3種情況
(1)負(fù)荷接地時(shí)，二次電壓不平衡導(dǎo)致輸出負(fù)載
增大，從而出現(xiàn)盯過負(fù)荷。由于Pr結(jié)構(gòu)不合理(見
圖1，圖中燒毀的為一次線圈，外層為二次線圈)，一
次線圈處于盯內(nèi)側(cè)且緊靠鐵芯，導(dǎo)致一次線圈散熱
較慢，積聚的熱量使線圈漆包線絕緣層熔化，造成匝
間短路，進(jìn)而造成母線對(duì)地短路。當(dāng)2相都對(duì)地短路
時(shí)造成相間短路，引發(fā)盯燒毀及其一次側(cè)熔絲
熔斷。
圈1事故后拆解開的PT
№1 Disassembled PT after accident
(2)負(fù)荷接地時(shí)引發(fā)鐵磁諧振導(dǎo)致鐵芯及線圈
發(fā)熱引發(fā)”燒毀‘“。
(3)負(fù)荷接地時(shí)，非接地相電壓上升至原來的萬
倍，電壓升高導(dǎo)致Pr鐵芯磁飽和。一次線圈過流，線
圈過載發(fā)熱，引發(fā)盯燒毀㈣。訂銘牌參數(shù)見表1。
表1 PT銘牌參數(shù)
Tab．1 Nameplate parameters of PT
項(xiàng)目參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)
產(chǎn)品型號(hào)3×』DG一0．5 功率／VA 50
額定電壓／V AC380／ACl00—100／3 頻率／}Iz 50
額定電渺A 0 078／0 29 相數(shù)三相
接法Y／Yn／A 絕緣等級(jí)E
代號(hào)GB 1207--1997
3．2．2情況分析
(1)情況1分析。針對(duì)情況1對(duì)PC段正常運(yùn)行
時(shí)的負(fù)荷進(jìn)行了測(cè)量，結(jié)果如表2所示。
表2實(shí)測(cè)保安段正常運(yùn)行工況下Pr負(fù)荷
Tah 2 Measurement of PT load in emergency power ImdeF
nomaI operating conditions
負(fù)荷單相接地，非接地相電壓上升到原來的怕
倍。二次電壓同樣上升．二次負(fù)載不變，二次電流同
樣上升怕倍。根據(jù)PT銘牌參數(shù)，一、二次電流均在
允許范圍內(nèi)。同樣考慮到開口三角的二次負(fù)荷，隔離
了PT二次回路進(jìn)行二次升壓試驗(yàn)，開口三角電壓為
1(30 V時(shí)PT二次負(fù)荷為5 mA，可見一次接地時(shí)二次
負(fù)荷對(duì)PT的影響不大。情況1的推測(cè)排除。
(2)情況2分析。電力系統(tǒng)中的鐵芯電感元件
與電容元件構(gòu)成共諧條件時(shí)，激發(fā)持續(xù)的鐵磁諧振，
使系統(tǒng)產(chǎn)生諧振過電壓。鐵磁諧振使得電流大大增
加，電壓超限，嚴(yán)重時(shí)將損壞設(shè)備絕緣，造成電壓互感
器保險(xiǎn)熔斷，導(dǎo)致事故的進(jìn)一步擴(kuò)大，因此應(yīng)及時(shí)進(jìn)
行處理。鐵磁諧振一般發(fā)生在中性點(diǎn)不接地系
統(tǒng)中‘“。
鐵磁諧振與單相接地故障的主要區(qū)別：系統(tǒng)發(fā)生
單相接地時(shí)，接地相電壓降低，非接地相電壓升高。若
接地點(diǎn)為金屬性直接接地，接地相電壓為0。其他2相
升高為線電壓，PT開口三角形回路電壓較為穩(wěn)定。
諧振時(shí)，3相電壓可超過線電壓，3相電壓無規(guī)律
變化，開口三角電壓隨諧振程度不同而變化。
Elecfnc P㈨CoⅧⅢtion VoL 33，№3．M∽，2012皿
萬方數(shù)據(jù)
若相電壓有2相升高很多(超過線電壓)，開口
三角形電壓大于loo V或消弧線圈上無電流，則可判
斷為諧振；若1相電壓降低，另2相電壓升高不超過
線電壓且線電壓正常，可判斷為系統(tǒng)單相接地。電壓
表有低頻無規(guī)律擺動(dòng)現(xiàn)象可判斷為諧振。
現(xiàn)場(chǎng)通過實(shí)際接地模擬，發(fā)現(xiàn)開口三角電壓穩(wěn)
定、無變化，錄波記錄亦無其他諧波分量；相電壓接地
相為0，非接地相為100 V，線電壓為100 V，錄波記
錄亦無其他諧波分量。情況2的推測(cè)排除。
(3)情況3分析。如圖2所示，PT運(yùn)行時(shí)磁感應(yīng)
強(qiáng)度變化量正比于一次線圈端電壓，而磁感應(yīng)強(qiáng)度
曰，根據(jù)曰坍曲線又影響磁場(chǎng)強(qiáng)度日，Ⅳ又決定電流。
如果一次線圈端電壓過高，導(dǎo)致B超過飽和點(diǎn)B。，磁
心的損耗會(huì)增大，電流將快速增加舊引。此時(shí)如保護(hù)
電路不起作用，電壓不及時(shí)降低，那么電流速增將會(huì)
導(dǎo)致器件損壞。由此推測(cè)，情況3導(dǎo)致町短路燒毀
的可能性很大。為了驗(yàn)證上述推測(cè)，找出一個(gè)備用
PT對(duì)其勵(lì)磁特性曲線進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見表3。
飛。萬。
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?Hf‰Ill"1、
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圖2初始磁化曲線和磁滯回線示意
Fi昏2 Schematic diagram of initial magnetization
curve and magnetic hysteresis loop
表3 PT勵(lì)磁特性參數(shù)
Tab．3 Excitation parameters of PT
電壓／V 電流t／mA 電壓／V 電緲mA
50 1．O 300 l 610．0
150 2．1 320 l 8lO．O
220 5．1 350 3 250．0
240 14．3 370 3 320．0
260 84．5 380 3 480．0
280 584．O 加o 3 530．0
衄Electric Power Construction VoL 33，Na 3，Mar．，2012
通過表3數(shù)據(jù)可以確定，Prr燒毀是由于廠家在
PT選型時(shí)，未考慮到380 V非接地系統(tǒng)單相接地會(huì)
使非接地相電壓抬高而引起的。此時(shí)其一次線圈電
流是額定電流的50倍左右，一次保護(hù)熔絲為2 A，熔
絲的熔斷時(shí)間長(zhǎng)于線圈的可承受時(shí)間，線圈嚴(yán)重過
載，導(dǎo)致燒毀¨0|。
4 結(jié)語(yǔ)
確定事故原因后，聯(lián)系設(shè)計(jì)院及廠家重選設(shè)備，
訂購(gòu)了新型號(hào)的PT，通過分段停電，在機(jī)組試運(yùn)前將
所有P1r全部更換。
以往300、600 Mw機(jī)組低壓廠用電系統(tǒng)大都
采用直接接地方式，近年來新建的l 000 Mw機(jī)組
為保證電源可靠性開始采用經(jīng)電阻接地的非直接
接地系統(tǒng)。對(duì)于新建機(jī)組，設(shè)計(jì)人員在選型時(shí)應(yīng)全
面考慮在非直接接地系統(tǒng)中單相接地時(shí)母線PT及
低壓廠用設(shè)備過電壓情況下運(yùn)行的安全問題、控制
回路中控制電壓的選擇以及是否需要增加隔離變
壓器等問題。
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收稿日期：2011·10—24修回日期：2011—12-24
作者簡(jiǎn)介：
‘于成(1981)，男．本科，工程師，從事繼電保護(hù)調(diào)試工作，E．mail：
yu7786@163．corn。
(編輯：楊大浩)
萬方數(shù)據(jù)

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