摘 要:10kV線路單相接地故障是電力系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生的故障之一,危害電網(wǎng)安全運(yùn)行及人民群眾人身安全。文章分析了發(fā)生接地故障時(shí),調(diào)度監(jiān)控平臺(tái)所看到的電壓卻和平時(shí)發(fā)生單相接地故障時(shí)的電壓不一樣的原因,以及可采取的具體措施。同時(shí)分析了三相電壓不平衡的原因,闡述了單相接地故障的危害及查找接地的方法。
關(guān)鍵詞:10kV線路;單相接地;故障分析
1 故障特征
12月18日,35kV某變電站10kV母線電壓異常,A相6.97kV,B相5.61kV,C相4.97kV,且各出線負(fù)荷均無(wú)突變異常。已知投運(yùn)時(shí)10kV母線電壓A相6.0kV,B相5.8kV,C相5.8kV。
2 故障發(fā)生時(shí)電網(wǎng)運(yùn)行方式
某變電站#1主變帶10kVⅠ、Ⅱ段母線運(yùn)行、#2主變熱備用。
3 故障分析與處理
3.1 故障簡(jiǎn)單分析
調(diào)度值班人員發(fā)現(xiàn)電壓異常,即安排檢修、運(yùn)維人員現(xiàn)場(chǎng)查看,發(fā)現(xiàn)零序過(guò)壓信號(hào),C相接地。測(cè)量實(shí)際電壓,發(fā)現(xiàn)保護(hù)測(cè)量電壓基本正常,計(jì)量電壓C相為0,開(kāi)口三角形電壓約為40V。初步判斷計(jì)量裝置二次C相接地。投入Ⅱ段PT,二次不并,發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象一樣,判定二次接地可能性不大,一次接地可能性大。最終判斷電壓互感器保護(hù)測(cè)量線圈二次側(cè)中性點(diǎn)沒(méi)有接地。
3.2 故障時(shí)處理步驟
(1)#1主變帶10kVⅠ、Ⅱ段母線運(yùn)行、#2主變熱備用。為了減少試?yán)€路次數(shù),投入#2主變,#1主變帶10kVⅠ段母線運(yùn)行、#2主變帶10kVⅡ段母線運(yùn)行,拉開(kāi)10kV母線分段開(kāi)關(guān),兩段10kV母線PT均獨(dú)立運(yùn)行。(2)經(jīng)測(cè)量發(fā)現(xiàn):Ⅰ段母線計(jì)量電壓恢復(fù)正常,Ⅱ段母線電壓故障現(xiàn)象依然存在。由此判斷出10kV母線一次接地,且故障位于10kV母線Ⅱ段部分。10kVⅡ段母線出線404梁吳線、405梁東線負(fù)荷均無(wú)明顯異常。試?yán)?04梁吳線后,10kV母線Ⅱ段電壓恢復(fù)正常,判定10kV404梁吳線C相接地。
4 問(wèn)題分析
(1)電壓互感器二次側(cè)中性點(diǎn)未接地,在10kV系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的分析:系統(tǒng)正常時(shí),Ua+Ub+Uc=0,二次中性點(diǎn)為零位。(2)電壓互感器二次側(cè)中性點(diǎn)未接地,在10kV系統(tǒng)單相接地時(shí)的分析:系統(tǒng)發(fā)生C相接地時(shí),由于二次中性點(diǎn)未進(jìn)行接地,二次繞組C端所測(cè)電位為Uab/2約為50V左右,Ua、Ub基本為正常電壓,開(kāi)口三角形電壓為40V。
通過(guò)以上分析,就不難理解10kV系統(tǒng)無(wú)論是正常運(yùn)行或單相接地時(shí),調(diào)控監(jiān)視平臺(tái)看到的電壓幾乎不變的原因。當(dāng)問(wèn)題找到后,立即將互感器中性點(diǎn)二次在控制室內(nèi)一點(diǎn)接地,則上述現(xiàn)象立即消失,電壓顯示正常。該變電站在以后發(fā)生10kV單相接地時(shí),均能顯示接地相電壓為零,其余兩相電壓為線電壓。電壓互感器二次側(cè)中性點(diǎn)接地非常重要,若不接地,當(dāng)一次側(cè)單相接地時(shí),測(cè)量電壓基本正常,調(diào)度人員很難發(fā)現(xiàn)接地故障。電壓互感器應(yīng)用時(shí)二次側(cè)不允許短路,而且二次側(cè)必須有一端接地,用于保護(hù)或測(cè)量時(shí)均應(yīng)注意連接的極性。針對(duì)此案例公司開(kāi)展變電站PT二次中性點(diǎn)一點(diǎn)接地專項(xiàng)檢查,消除隱患。(保護(hù)廠家不一樣,差別大,開(kāi)展遙信表的專項(xiàng)檢查,能補(bǔ)充信息全部補(bǔ)充)。
5 10kV母線三相電壓不平衡原因分析
三相電壓不平衡,但均在正常范圍??赡艿脑蛉缦拢海?)上級(jí)電壓三相不平衡。(2)PT一、二次繞組局部匝間短路(改變正常電壓變比)或PT二次導(dǎo)線燒斷、碰線。(3)PT二次導(dǎo)線使用截面不當(dāng)(壓降大)。(4)線路發(fā)生斷相或三相所帶負(fù)荷分配不均衡。(負(fù)荷不均);(5)消弧線圈檔位不當(dāng)(消弧線圈容量需要理論計(jì)算、電容容量計(jì)算,當(dāng)前典型設(shè)計(jì)禁止自動(dòng)投切,系統(tǒng)復(fù)雜);(6)PT接線錯(cuò)誤;(7)諧振過(guò)電壓造成顯示電壓不平衡甚至接地現(xiàn)象。(某變電站,消弧線圈燒毀故障,PT中性點(diǎn)接地形式改變,直接接地后,會(huì)造成線路跳閘,如果不接消弧線圈,線路接地降低運(yùn)行設(shè)備絕緣);(8)PT一次保險(xiǎn)阻值差別大,改變了原有系統(tǒng)的三相對(duì)稱,造成中性點(diǎn)的偏移。(某變電站問(wèn)題持續(xù)產(chǎn)生20伏左右電壓,測(cè)量熔管電阻差別大,改變了原有系統(tǒng)平衡,造成實(shí)際電壓有變化);(9)表計(jì)問(wèn)題。
6 10kV單相接地故障的危害
6.1 危及變電設(shè)備
10kV配電線路發(fā)生單相接地故障后,變電站10kV母線上的電壓互感器監(jiān)測(cè)到零序電流,在開(kāi)口三角形上產(chǎn)生零序電壓,電壓互感器鐵芯飽和,勵(lì)磁電流增加如果長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行,將燒毀電壓互感器。在實(shí)際運(yùn)行中,近幾年來(lái),已發(fā)生變電站變壓互感器燒毀情況,造成設(shè)備損壞、大面積停電事故。單相接地故障發(fā)生后,也可產(chǎn)生幾倍于正常電壓的諧振過(guò)電壓,危及變電站設(shè)備絕緣,嚴(yán)重者使變電站設(shè)備絕緣擊穿,造成更大事故。
6.2 引起線路跳閘
單相接地故障發(fā)生后,可能發(fā)生間歇性弧光接地,產(chǎn)生幾倍于正常電壓的過(guò)電壓,將進(jìn)一步使線路上的絕緣子擊穿,造成嚴(yán)重的短路事故,同時(shí)可能燒毀部分配電變壓器,使線路上的避雷器、熔斷器絕緣擊穿、燒毀,也可能發(fā)生電氣火災(zāi)。
6.3 系統(tǒng)失去穩(wěn)定
如某變電站的10kV系統(tǒng)發(fā)生間歇性接地,接地點(diǎn)的電弧間歇性地熄滅與重燃,引起電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的瞬息變化,導(dǎo)致電磁能的強(qiáng)烈振蕩,會(huì)使該變電站10kV系統(tǒng)失去穩(wěn)定,嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致10kV系統(tǒng)停運(yùn)。
6.4 降低供電可靠性
單相接地畢竟是一種故障,一旦發(fā)生后要及時(shí)查找處理,將造成用戶停電,降低了供電可靠性。
6.5 危及人畜生命安全及引發(fā)火災(zāi)
單相接地故障多發(fā)生在雷雨季節(jié)即夏秋季,此段時(shí)間多雨、多雷、大風(fēng)、氣候潮濕,由于10kV農(nóng)網(wǎng)線路主要向農(nóng)村片區(qū)供電,而此時(shí)正是農(nóng)民栽種和收割期間,人、畜經(jīng)常走過(guò)的線路下,發(fā)生單相接地時(shí)可能造成人、畜觸電傷害甚至死亡。另外,發(fā)生電弧接地時(shí)如果周圍有易燃物,可能會(huì)引發(fā)火災(zāi)。
7 10kV線路查找接地線路的方法
(1)投入備用變壓器,10kV母線分段運(yùn)行;(2)第一時(shí)間通知涉及到接地母線所帶線路的運(yùn)維單位;(3)調(diào)度進(jìn)行負(fù)荷分析,初步判斷接地線路,試?yán)医拥?;(YY-0,DY-11);(4)配置接地選線系統(tǒng)(某變電站配置了接地選線系統(tǒng),選線成功率非常高)。
8 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)實(shí)際案例分析了變電站單相接地電壓不變的原因,說(shuō)明了電壓互感器二次側(cè)中性點(diǎn)控制室內(nèi)一點(diǎn)接地的重要性;分析了大小系統(tǒng)開(kāi)口三角形剩余繞組電壓為什么是100V和100/3V;10kV母線電壓不平衡的原因;10kV線路單相接地故障的危害;查找接地線路的方法。
參考文獻(xiàn)
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[2]電力工程電氣設(shè)計(jì)手冊(cè)電氣二次部分[M].中國(guó)電力出版社,1991.
[3]電力系統(tǒng)故障分析(第二版)[M].中國(guó)電力出版社,1998.
作者簡(jiǎn)介:李寧,女,國(guó)網(wǎng)山東省電力公司高唐縣供電公司,職稱:工程師。