詹杰
国家电投集团广西电力有限公司桂林分公司 广西壮族自治区桂林市 541002
【摘要】本文结合某电站35kV母线实际运行情况，对PT熔断器异常熔断现象进行系统分析，首先对PT熔断器异常熔断现状进行研究，然后从电压以及互感器两个方面，分析造成PT熔断器异常熔断的影响因素，并提出对异常熔断现象的有效抑制措施，包括中性点加装消弧线圈以及一次侧中性点经消谐电阻接地这两个方面的措施，望有效控制PT熔断器异常熔断的发生率，提高母线运行可靠性。
【关键词】PT熔断器；异常熔断；影响因素；抑制措施
中压配电网实际运行过程中频繁发生PT熔断器异常熔断的问题，此问题会对变电站供电安全构成非常不良的影响。以某电站35kV母线为例，电网电站采用中性点不接地连接方式，投入运行至今的频繁发生PT熔断器异常熔断故障，甚至造成PT损坏现象，如何对PT熔断器异常熔断的影响因素进行总结，并采取相关措施进行抑制，成为业内人士高度重视的一项课题。
1 PT熔断器异常熔断现状
某电站35kV电网结构如下图（见图1）所示，整体结构形式为双回线环网结构，内部电缆构成复杂，电容电流为280A，所涉及到的电网设备包括电压互感器装置、输出电路以及变压器装置等。运行期间，PT熔断器多次出现异常熔断故障。通过对熔断事件的总结，认为该电站35kV母线PT熔断器日常熔断具备以下几个方面的特点：（1）35kV母线供电线PT保险熔断事件集中出现在2018年，2018年为该电站厂用电系统调试并初步投入使用的一年，这一期间厂用电运行方式变化较大，正式投运后熔断事件发生率得到明显降低与控制；（2）35kV母线地电PT熔断器异常熔断事件多发生于投运后第1~第2年期间，且发生率分布呈现出均衡性状态；（3）厂外35kV系统电网PT装置熔断事件的发生与厂内PT熔断事件发生分布规律基本一致，提示PT保险熔断的一大关键性因素为系统运行方式与故障状态影响；（4）电源电站35kV母线系统PT装置运行状态良好，未见故障熔断事件的发生。
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2 PT熔断器异常熔断影响因素
2.1 电压影响因素
对相关瞬时接地故障状态下，受电压因素影响下的35kV母线线路故障录波数据进行分析，分析结果显示：在多次单相接地故障因素影响下，PT装置一次侧出现大幅度的电压波动现象，造成暂态冲击电流的产生，进而严重影响熔断器熔丝运行性能，在涌流热冲击作用力的反复多次影响下，造成熔丝性能不断恶化，降低通流能力，最终导致断线以及PT熔断事件的发生。根据故障录波数据，可以得到最大冲击电流以及稳态电流的对应值：地电A相相电压为1.98，线电压为42.5，1.1倍线电压为50，稳态电力为0.184；地电B相相电压为5.25，线电压为37.94，1.1倍线电压为50，稳态电力为0.184；右电B相相电压为3.32，线电压为50，1.1倍线电压为50，稳态电力为0.382；右电C相相电压为2.86，线电压为50，1.1倍线电压为50，稳态电力为0.382。计算冲击电流倍数数据如下：地电A相相电压为10.76，线电压为231，1.1倍线电压为271.7；地电B相相电压为28.53，线电压为206.2，1.1倍线电压为271.7；右电B相相电压为8.69，线电压为130.9，1.1倍线电压为130.9；右电C相相电压为7.47，线电压为130.9，1.1倍线电压为130.9。结合以上数据来看，在PT电压难以维持稳定的情况下，会受到冲击电流作用力的影响，PT端电压幅值与冲击电流大小存在正相关关系。在端电压幅值无限接近线电压的情况下，冲击电流可提升至初始值130倍~270倍左右。同时，从负载损耗的角度上来说，电流与绕组发热量存在线性相关性关系，因此会呈现出明显的发热效果，随着时间累积，导致对PT装置产生一定程度上的损坏与影响。还需要特别注意的一点是，对于该电站而言，35kV母线上PT装置励磁曲线缺乏非线性程度，单相接地故障下PT非故障相稳态电流偏小，但随着电压的切换，内部冲击电流瞬时性上升且衰减周期短，因而所受暂态冲击电流所产生热量影响是导致PT装置发生熔断的主要因素之一。
2.2 互感器因素
在35kV电网线路间隙弧光接地状态下，通过PT中性点一次绕组形成回路，受PT装置内部相电抗因素的影响，导致放电期间出现振荡衰减，并形成低频饱和电流。同时，随着系统对地电容的增大，振荡频率有一定程度上的下降趋势。而在单相接地状态下，故障点电容电流的会导致未接地相电压呈现出明显的上升趋势，接地故障状态下，电荷大量释放电容电流，并通过连接接地点的方式在大地、导线以及电源之间集中流动。
3 PT熔断器异常熔断抑制措施
为验证此项措施对PT熔断器异常熔断的抑制效果，采取如下措施进行补偿实验，即对该电站35kV母线II段母线进行消弧线圈接地处理，补偿量调节通过分接头实现，消弧线圈最大电感量按照1.066H标准控制，分接头电感量分别按照30％（对应0.32H）、50％（对应0.533H）、以及100％（对应1.066H）设置。在补偿良好的情况下，当电站35kV母线网络发生单点接地故障的情况下，所加装消弧线圈能够发挥对冲击电流的有效抑制作用，提示此项措施对PT所产生冲击电流的抑制效果良好。仅在零序网络情况下，消弧线圈才会产生一定程度上的补偿电流，因此在采用本方法对PT熔断器异常熔断问题进行抑制的过程中，还需要进一步对补偿量相对于零序网络保护的影响情况进行判定与验证。除此以外，还可通过一次侧中性点经消谐电阻接地的方式对异常熔断现象进行可靠抑制。此过程当中，通过一次侧中性点经消谐电阻接地的方式增加PT高压侧零序阻抗水平，对电压互感器高压侧电流进行可靠限制，上述相关问题可供研究人员关注与重视。
4 结束语
本文上述分析中围绕某电站35kV母线PT熔断器频繁出现异常熔断现象的事故进行研究与分析，排查导致异常熔断的关键影响因素，从电压以及互感器两个方面进行分析，将导致异常熔断的主要因素确定为电压切换过程中所产生暂态冲击电流影响。在此基础之上，提出对异常熔断现象的抑制的措施，验证结果显示，在补偿较好的情况下，尤其在单相接地故障状态下，通过中性点加装消弧线圈的方式能够非常积极的对冲击电流产生抑制功效；并且可通过一次侧中性点经消谐电阻接地的方式增加PT高压侧零序阻抗水平，对电压互感器高压侧电流进行可靠限制，上述相关问题可供研究人员关注与重视。
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