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一种非典型的10kV系统单相接地故障分析与处理

发布时间:2019-09-28 18:23:41? 文章来源:/? 作者:吕编辑? 阅读:次


袁致忠

摘 要:针对一起非典型的10kV线路单相接地故障,分析故障产生的原因,采用停电登杆检查及超声波带电监测等方法,查找故障点,提出防范措施,防止类似故障的再次发生。

关键词:10kV线路;单相接地;故障分析

中图分类号:TM863 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2019)21-0128-02

Abstract: In view of an atypical single-phase grounding fault of 10kV line, the causes of the fault are analyzed. The fault points are searched by means of power failure boarding inspection and ultrasonic live monitoring, and preventive measures are proposed to prevent the recurrence of similar faults.

Keywords: 10kV line; single-phase grounding; failure analysis

10kV架空线路单相接地是一种常见故障[1],特别是雨季、大风和雪等恶劣天气条件下,单相接地故障更是频繁发生,根据规范要求,系统虽然可继续运行不超过2h[2],但由于非故障相对地电压的升高,对整个供电网络的绝缘造成威胁,若发生单相接地故障后电网长时间运行,会严重影响变电设备和配电网的安全经济运行。

1 故障前运行方式

某110kV变电站有40MVA、50MVA、50MVA主变各一台,110kV侧三条回路进线;35kV侧共6条输出回路;10kV侧有三段母线共20条输出回路。该变电站10kV母线侧采用分段运行方式,Ⅰ段母线共有6个回路输出,所有负荷都采用架空线路敷设,其中979线架空线路距离全长约11km,中间还T接有周边村庄生活用电,供电环境复杂;其它五个回路为矿山专用线路,平均线路长度约1.5km。由于金属矿山属于雷电多发区,架空线路、电缆接头、绝缘子等容易受到雷电的影响,形成击穿、闪络、绝缘下降,最终造成接地或短路故障,影响供电安全可靠运行。某变电站10kVⅠ段母线见图1。

2 故障现状

2017年该变电站Ⅰ段母线曾发生多起因外部线路接地故障,由于该变电站暂未设置小电流接地选线设备,无法准确识别接地故障回路,只能采用拉路法,按照用电负荷重要性及供电线路复杂程度,首先将供电环境复杂而负荷等级较低的979线进行拉合闸,随后对971线、973线、981线进行拉合闸,最后对重要负荷975线和977线进行拉合闸,来判断具体接地故障回路。在实际操作过程中,经常出现以下两种不同的故障现状:

(1)将某一条线路断开后,发现接地故障没有消失,基本可判断该回路没有接地故障,故障还在其它回路,恢复送电后继续对下一条线路进行操作。结果对Ⅰ段母线6个回路全部操作一遍,接地故障没有消失,没有识别出接地故障回路,可能存在两个回路同时出现接地故障,只有对6个回路全部同时断电,接地故障消失后,采用试送电法,当送到某条线路时,接地信号出现,说明该线路接地,并将该线路断开,继续查找接地线路,直到将所有的接地线路查出为止。

(2)根据变电站内的后台监测设备显示,刚出现接地故障时,显示为A相接地故障,随后会显示为B相接地故障的现象。

3 原因分析

(1)消弧消谐保护装置故障:通过对用户侧所有10kV高配室开关柜进行排查,发现各高配室都配置有消弧消谐柜,当上一级变电站同个母线段的10kV某输出回路出现绝缘下降形成弧光接地故障后,保护装置自动识别,B相真空接触器吸合,将弧光接地转变为金属接地,弧光自动熄灭,起到保护功能。由于消弧消谐保护装置在接地故障消除后,保护装置自身故障无法自动复位,造成接地故障转移的假象。

(2)线路或设备绝缘下降:由于线路出现金属接地故障后,变电站内同个母线段的各输出回路非故障相对地电压的升高,对绝缘造成威胁,如果某些绝缘子、电缆等选型不合理或绝缘下降、闪络等原因,当相电压抬升至线电压时,绝缘子表面污秽受潮耐压强度降低后绝缘表面形成放电回路,使泄漏电流增大达到表面击穿放电,出现击穿形成弧光接地或高阻接地故障,当接地故障排除相电压恢复正常后,绝缘电阻又恢复的现象。

(3)氧化锌避雷器故障:氧化锌避雷器是利用氧化锌良好的非线性伏安特性,使在正常工作电压时流过避雷器的电流极小。如氧化锌避雷器老化、受潮、绝缘下降或选型不合理等都会造成接地故障的现象,在避雷器选型过程中往往只考虑了操作过电压和雷电过电压保护功能,没有考虑单相接地过电压下避雷器的安全运行,如果氧化锌避雷器额定电压选择偏小,当供电系统出现接地过电压或其它暂态过电压时,形成低阻导通状态,影响供电系统的安全稳定运行。

4 处理措施

(1)采用红外线检测技术与超声波检测技术,对1段母线六条10kV输出线路的32基水泥电杆上的绝缘子、户外真空断路器、电缆终端头等线路设备进行带电检测,发现971线1#杆、3#杆隔离开关和线夹轻度发热;975线1#杆隔离开关有异物、7#杆隔离开关和线夹轻度发热、9#杆绝缘子破损。对发现破损、裂纹、剥离、发热、污闪的绝缘子、隔离开关、线夹或电缆接头全部进行更换。

(2)采用线路整体绝缘摇测法,在确保线路配电变压器和电容器均被断开的前题下,分别对Ⅰ段母线所有输出回路进行绝缘测试。经检测发现部分绝缘子阻值降低,975线一段进户电缆绝缘下降及电缆头接地和密封处理不到位等现象。对低值绝缘子、电缆进行更换,并按规范重新制作电缆头耐压检测合格后重新接入。

(3)采用日巡和夜巡相结合方式对线路检查,巡视中重点检查导线与树木、建筑物的距离,杆塔是否有鸟窝,导线绑扎是否牢固,绝缘子固定螺栓是否松脱,横担、拉线螺栓是否松脱,导线弧垂是否过大或过小等,发现隐患及时消除。

(4)定期对绝缘子进行清扫,在输电线路长期运行的过程中,特别是金属矿山,绝缘子表面会附着一层导电性的粉尘,对绝缘子的绝缘性能造成了一定的破坏,因此,为了使绝缘子的绝缘性能得到保证,就必须进行清扫工作,将绝缘子表面的杂质清除掉,在清扫的同时,还要仔细地对绝缘子进行检查,查看其表面是否出现裂纹、损坏等缺陷,发现问题时,就要及时地将其进行更换。

(5)设备选型要合理,氧化锌避雷器的选择过程中,在充分考虑操作过电压和雷电过电压保护功能时,必须同步考虑单相接地过电压下避雷器的安全运行;在消弧消谐保护装置的选型过程中,选择当接地故障时消除时,保护装置能够自动复位,减少人工操作误差,避免引起非故障接地造成故障处理时间的延长。

(6)定期组织对架空线路的接地电阻值进行巡查和检测,对腐蚀严重的接地网必须重新修復或置换,对达不到设计规范要求阻值的接地网必须增加接地装置或进行土壤置换,降低接地电阻阻值,实现雷电过电压后能够及时泄漏,释放了过电压的能量。

(7)变电站内增设小电流接地选线设备,当输出线路出现接地故障时,能够准确识别故障回路,减少故障停电时间。小电流接地选线装置用于系统发生单相接地时,判断线路故障的一种智能监测设备,能及时准确判定接地回路,提高供电可靠性[3]。

5 结束语

通过采用红外线检测技术与超声波检测技术带电对线路设备检测和断电绝缘测试,对发现的低值绝缘子、电缆、电缆头及选型不合理的避雷器进行更换,同时对消弧消谐保护装置故障造成无法自动复位的进行更换。经过2018年近一年时间的运行,该母线段未出现接地故障,基本保证了供电安全稳定运行。

参考文献:

[1]孙秋野.电力系统分析[M].人民邮电出版社,2012:172-187.

[2]王世祯.电网调度运行技术[M].东北大学出版社,1997:246-271.

[3]岑凯加.小电流接地选线装置原理及选用[J].电气时空,2011.

本文来源:一种非典型的10kV系统单相接地故障分析与处理:/lunwen/1139.html

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