35 kV電圧変換器の爆発事故解析
電圧変換器（PT）は鉄心と巻線コイルで構成され、トランスフォーマーと同様に動作しますが、容量は小さいです。保護、計測、メータリング装置用に高電圧を低電圧に変換し、広くプラント/ステーションで使用されています。絶縁による分類：ドライタイプ（≤6 kV）、キャスタイプ（屋内3-35 kV）、油浸タイプ（屋外≥35 kV）、SF₆ガスタイプ（複合機器用）。
変電所の運転中にPTの電磁共鳴や絶縁劣化による事故がまだ発生しています。例えば2015年3月、ある火力発電所の35 kV入線PTが絶縁劣化により爆発し、35 kVバスI & IIが停止しました。現場調査後の分析：
1 故障前の運転状態
故障前のプラントのシステム状態は図1に示されています。
変電所は二つの35 kV入線（京電390線、京熱391線）から電力を供給されます。これらのスイッチは閉じられており、35 kVセクションI & IIバスバーに接続されています。これらのバスバーは単母線分割配線を使用しています。サージアレスターは電源側を保護しており、火力発電所側には入線保護はありません。電力供給リンク：
2. 現場調査 & 事故復習
運転/メンテナンススタッフは二つの爆発痕跡を見つけました：
2.1 35 kVセクションIIバスバー電圧データ解析
35 kVセクションIIバスバーの故障記録データを取り出し、事故時の電圧、電流波形、および電気パラメータを復元しました。正確なデータ解析により故障の発展を追跡し、事故原因を特定するための重要な証拠を提供します。
2.2 故障発展 & 電気解析
(1)故障前の電圧歪み
故障前19.6ms：35 kVセクションIIバスバーの三相電圧は対称であり、零相電圧は最小限 → 設備は正常。
故障前13.6ms：A相/B相電圧が49.0V/43.1Vに低下；C相は71.8Vに上昇；零相電圧が22.4Vに上昇 → 電圧変換器の絶縁損傷。
故障前1.6ms：A相/B相電圧が11.9V/7.4Vに低下；C相は44.5Vに低下；零相電圧が23.5Vに上昇 → 絶縁劣化が悪化。
(2)故障発生 & 保護応答
故障中：A相/B相の絶縁が破壊（接地への短絡）；C相電圧が低下。3ms後、三相電圧がゼロに戻り、PTが爆発 → 三相接地短絡と判断。
結論：故障前のバスバー電圧は正常でした（落雷/誤操作なし → 共鳴過電圧は除外）。長期運転により電圧変換器の絶縁が劣化 → 内部絶縁損傷により巻線間短絡 → 三相絶縁破壊/短絡へと発展 → ライントリップ。
(3)保護設定 & 動作
入線スイッチ（京電390、京熱391）には入線保護がありません。主要駅には同じ設定の保護があります：
故障後、両線路の電流が急増しました。一時的な変動の後、定常状態に達しました：
保護動作：
3 原因分析 & 予防措置
3.1 事故原因
2008年に導入された完全絶縁型電磁式電圧変換器は、停電維持/電気試験が行われていませんでした。長期運転により内部絶縁が失敗しました。主な原因：
3.2 絶縁損傷試験
定期的な絶縁抵抗試験により故障を防止します：
3.3 一般的な故障：共鳴過電圧
発生条件：
電磁式電圧変換器は非線形インダクタです。励磁電流の増加によりフェライト飽和が発生 → インダクタンスの低下（主な共鳴原因）。
共鳴にはキャパシタンス/インダクタンスの一致が必要（インダクティブリアクタンス ≤ 100×キャパシティブリアクタンス）。
トリガー条件：無負荷バスの切り替え、突然の接地障害の解消、落雷、切り替え過電圧など。
予防策：電圧変換器の中性点を高調波除去装置 + 小さな抵抗で接地；バス電圧変換器のオープンデルタに高調波除去装置を設置。
4. 結論
電圧変換器の絶縁劣化によりブレイクダウンとバス停止が発生し、これはグリッドで一般的な問題です。予防試験規則を厳格に遵守し、不合格設備を試験/交換してください。この事故では、保護されていない火力発電所の入線と＃1 35 kVバス連絡スイッチの故障により、故障範囲が広がりました。定期的に保護構成/信頼性を確認してください。事故分析により迅速に問題を特定し、対象的な措置を講じ、故障リスクを低減し、変電所の信頼性を向上させることができます。
