10～35 kV系統(tǒng)弧光接地過(guò)電壓的危害及解決辦法

4/410～35kV系統(tǒng)弧光接地過(guò)電壓的危害及解決辦法

1事故狀況簡(jiǎn)介

近幾年，隨著城網(wǎng)的快速進(jìn)展，電纜線路的比例逐年增多，導(dǎo)致對(duì)地電容電流劇增。由于10～35kV系統(tǒng)單相接地引發(fā)的電網(wǎng)事故愈來(lái)愈多，由此帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響也越來(lái)越大。

僅就北京供電局1998年7～10月的統(tǒng)計(jì)發(fā)覺，由于10kV系統(tǒng)單相接地而引發(fā)的事故便達(dá)4起，有的造成全站停電，影響重要用戶供電，有的造成主變壓器損壞、開關(guān)柜燒毀和避雷器爆炸等，簡(jiǎn)要狀況如下：

(1)1998年7月6日，北京肖莊35kV4號(hào)母線34路B相發(fā)生單相接地，故障持續(xù)1h后，引發(fā)301開關(guān)內(nèi)附CT主絕緣擊穿，開關(guān)爆炸起火，1號(hào)主變差動(dòng)跳閘。2號(hào)主變?cè)谧酝哆^(guò)程中經(jīng)受一次出口短路沖擊，由于有載調(diào)壓開關(guān)重瓦斯繼電器因振動(dòng)動(dòng)作，2號(hào)主變也掉閘，造成全站負(fù)荷停電。

(2)1998年7月21日，北京北土城站10kV5號(hào)母線發(fā)生單相接地，在查找故障線路的操作過(guò)程中，把5號(hào)母線單相接地故障接到了3號(hào)母線上，引起211開關(guān)爆炸，并造成一臺(tái)進(jìn)口全密封110kV、31.5MVA主變壓器因出口短路而損壞。

(3)1998年9月16日，北京古城站10kV5號(hào)母線發(fā)生單相接地故障，僅過(guò)158ms，222內(nèi)相間短路起火，并將柜內(nèi)二次線燒毀短路，直流保險(xiǎn)熔斷，失去直流電源，愛護(hù)無(wú)法啟動(dòng)。2號(hào)變低壓側(cè)故障持續(xù)50s后，10kV4號(hào)母線又發(fā)生單相接地(201-4刀閘支瓶閃絡(luò))，單相接地持續(xù)35s后，造成201開關(guān)至CT引線三相短路，1號(hào)主變差動(dòng)愛護(hù)動(dòng)作掉閘。2號(hào)主變低壓側(cè)故障持續(xù)1min25s后，110kV過(guò)流愛護(hù)動(dòng)作掉開112、302開關(guān)，切除了2號(hào)主變，全站停電。事故造成4面10kV開關(guān)柜燒毀，全站停電6h以上，并影響了重要用戶的供電。

(4)1998年10月25日，北京西羅園站10kV線路單相接地，引發(fā)了10kV避雷器爆炸、開關(guān)柜損壞以及10kV4號(hào)、5號(hào)母線停電事故，并消失人員傷亡。

2緣由分析

正常狀況下，10～35kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地，允許運(yùn)行2h。但為什么頻繁地發(fā)生單相接地快速進(jìn)展成相間事故，使事故擴(kuò)大化呢?緣由之一是系統(tǒng)中個(gè)別設(shè)備存在絕緣薄弱點(diǎn)，另一個(gè)重要的緣由是由于10kV系統(tǒng)電容電流較大，接地電弧變得不能自熄而產(chǎn)生了較高倍數(shù)的弧光接地過(guò)電壓，據(jù)國(guó)內(nèi)外閱歷，弧光接地過(guò)電壓倍數(shù)最大可達(dá)3.5。

在單相接地事故中，通過(guò)弧光的電流乃是健全相對(duì)地電容電流的總和。為了減小故障總電流，往往采納消弧線圈。裝設(shè)消弧線圈后，接地點(diǎn)殘流不超過(guò)10A，接地電弧便不能維持，會(huì)自行熄滅。據(jù)了解，上述4個(gè)事故變電站，只有一個(gè)站消弧線圈沒(méi)投運(yùn)，該站10kV母線電容電流高達(dá)82A，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于規(guī)程的允許值10A。其它3個(gè)站消弧線圈在投運(yùn)，但由于是依據(jù)理論計(jì)算值來(lái)調(diào)整消弧線圈分頭的，誤差大，脫諧度不滿意要求，當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，故障點(diǎn)殘流仍大于10A，接地電弧不能自熄，仍產(chǎn)生較高倍數(shù)的弧光接地過(guò)電壓，消弧線圈沒(méi)有發(fā)揮應(yīng)有的作用，形同虛設(shè)。比如，有的變電站10kV