联系方式 | 业务合作 | 会员

110kV变电站弧光接地过电压故障分析

2007-09-05   来源:安全文化网    热度:   收藏   发表评论 0
  介绍夹江供电局110kV黄土变电站一起由于弧光接地短路故障诱发10kV电压互感器发生的铁磁谐振过电压,描述了故障发生的现象以及现场开关保护装置的动作情况,对引起故障的原因进行了综合分析。
  110kV黄土变电站位于四川省乐山市夹江县黄土镇,于1996年年底投入运行。主要担负着联接乐山范坝站、峨眉朱坎站、洪雅槽渔滩站110kV电网及夹江地区的供电任务,主变容量为2×3150kVA。
  110kV系统为单母线分段带旁母;35kV、10kV系统为单母线分段的接线方式。110kV进出线有五回,35kV出线四回,10kV出线五回。?
  
  1故障发生过程与现象
  经过现场勘察发现,事故造成110kV黄土变电站10kV母线I、II段四元件中性点TV烧毁,电压互感器铁芯绝缘漆由于高温熔化溢出外壳,用户侧计量箱烧毁。
  线路巡视发现,10kV黄万线5号杆,大号侧右侧拉线U型线夹及地锚拉杆被盗,被盗拉线搭落在线路T接用户侧的C相上。10kV黄马线5号杆,线路接地点曾经不断出现电弧声和弧光。
  盗窃者盗得拉线金具后,将钢绞线丢弃,被丢弃的钢绞线由于自身的重量和弹性,使之在带电导线上不断来回接触和断开(自由振荡),接地故障点产生间隙性电弧,造成接地点电弧间隙性的熄灭和重燃,钢绞线自由振荡结束后,造成10kV黄马线C相非金属永久性接地。?
  
  2故障原因分析
  10kV配电系统大多采用中性点不接地方式运行,其线路(尤其是电缆出线)对地存在分布电容,当系统运行正常时,各相电压互感器的感抗相等,中性点电压等于零。但如果当线路因断线、雷击或其他原因而产生单相接地故障时(如A相),接地相对地电压降到接近于零,而非故障相对地电压上升到倍,导致严重的中性点位移,中性点对地电压升高,系统的稳定性和对称性遭到破坏。中性点不接地运行方式的主要特点单相接地后,允许故障维持一定的时间(规程规定不超过2h),不致于引起对用户中断供电,提高线路的供电可靠性。但随着中压电网的扩大,出线回路数增多、线路增长,中压电网对地电容电流亦大幅度增加,在发生单相接地故障时,其接地点电阻较大且接触不良,因而在接地点出现瞬燃瞬熄的电弧放电。由于单相接地时接地电弧不能自动熄灭,从而造成电压瞬高瞬低,同时引发电能、磁能的振荡,必然产生弧光过电压。弧光接地过电压一般为3~5倍相电压甚至更高,致使电网中绝缘薄弱的地方放电击穿,并会发展为相间短路造成设备损坏和停电事故。对于全部(或大部分)是电缆出线的电网,网络的电容电流会更大,单相接地后电弧往往不能自行熄灭。
  10kV黄马线接地后出现电弧间歇性接地,产生电弧接地过电压,电压互感器的三相铁芯受到不同的激励而呈现不同程度的饱和,各相感抗发生变化,各相电感值不相同,中性点位移产生零序电压。由于线路电流持续增大,导致电压互感器铁芯逐渐磁饱和,其电感迅速减小,当电感降到满足ωL=1/ωC时,即具备谐振条件,从而产生谐振过电压。在发生谐振时,电压互感器一次励磁电流急剧增大,使高压熔丝熔断。如果电流尚未达到熔丝的熔断值,但超过了电压互感器额定电流,长时间处于过电流状况下运行,必然造成电压互感器烧损。
  对铁磁谐振回路,在10kV黄马线接地后出现电弧间歇性接地后产生的电弧接地过电压激励下,回路由非谐振工作状态跃变到谐振工作状态,电路从感性变为容性,发生相位反倾,在电气元件上产生过电压。这一谐振过程虽然时间非常短暂,但后果却十分严重。如果运行线路有绝缘薄弱的地方,则造成击穿事故,10kV黄高线计量箱烧毁短路,就充分体现了这一暂态过程。?
  
  3总结
  近年来,电力线路遭受盗窃、破坏的事故频繁发生。此类事故往往会降低电力线路的机械强度,出现倒杆、倒塔、断线等故障。110kV黄土变电站10kV黄万线5号杆拉线被盗窃事故还引起了电力线路弧光接地短路故障,最终诱发10kV电压互感器发生铁磁谐振,造成严重故障。
  中性点不接地系统发生谐振的直接因素是系统过电压,其根本原因是电压互感器出现饱和,造成互感器的感抗改变,至于采用何种消谐方法,应该根据实际情况,结合系统的运行方式,分别采取措施,以达到预期的目的。