110kV变电站弧光接地过电压故障分析水泵节电器
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110kV变电站弧光接地过电压故障分析
110kV变电站弧光接地过电压故障分析 2011年12月02日 来源： 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。