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中图分类号:TM933文献标识码: A
江苏省电力公司南通供电公司江苏南通 226006
在我国6~66 kV电力系统中普遍采用小电流接地系统方式,其中性点不接地或经消弧线圈接地。当系统发生单相接地故障时,由于不能构成短路回路,接地故障电流较小,系统线电压的对称性并不遭到破坏,系统还可继续运行一段时间,规程规定一般可在2小时以内运行,为防止系统事故扩大,在接地运行的这段时间里必须尽快找到故障线路并设法排除接地点。目前系统中应用的小电流接地选线装置判断正确率较低,所以在实际操作中仍需采用手动拉闸试探的方法查找接地,这就要求调度员要熟悉线路故障接地的特点,以准确判断并进行处理。
一、接地故障的特点
在小电流接地系统中,单相接地是一种常见的故障,发生单相接地后,故障相对地电压降低(或为零),非故障两相电压升高(最高可达线电压),系统三相相电压的对称性被破坏(图1),而三相线电压却依然对称(图2),
因而,对用户的供电不构成影响,但升高的非故障相电压,可能在绝缘薄弱处引起击穿,继而两相短路造成跳闸;可能使电压互感器因铁芯严重饱和,导致电压互感器严重过负荷而烧毁。所以,发生单相接地后,不允许长期对外供电。
二、接地故障的判别
当出现一相电压降到零,另两相的电压升高到线电压,电压互感器开口三角处出现100V电压,电压继电器动作,发出接地信号,可判断为发生单相完全接地(称金属性接地)。
当出现一相的电压降低,但不为零,另两相电压升高,大于相电压,但达不到线电压,电压互感器开口三角处的电压达到整定值,电压继电器动作,发出接地信号,可判断为发生单相不完全接地时,即通过高电阻或电弧接地。
当出现一相电压升高,大于相电压,但达不到线电压,另两相电压降低,但不为零,电压互感器开口三角处的电压达到整定值,发出接地信号,可判断为10kV线路配变故障。
当出现一相电压降到零,另两相的电压不变,电压互感器开口三角处的电压达到整定值,发出接地信号时,应判断为电压互感器高压侧熔断器熔断。
三、接地故障原因分析
由于线路具有露天运行、点多、线长、面广,结线方式复杂多变,故障发生机率较高。例如:今年2月21日110kV行南变:10kV海勇线线路接地, Ua=5.0,Ub=5.5,Uc=8.6kV,经巡线发现故障为专用配变烧坏(这种接地故障很容易发展成线路事故跳闸)。
由于清障不力,遇雷雨、大风时树枝碰线;绝缘子破裂,导致接地或绝缘子脏污在雾雨天闪络、放电、绝缘电阻降低;跳线烧断搭到铁担上;导线烧断落到地上导致接地;避雷器击穿;小动物危害引起;导线、跳线因风偏对杆塔放电。
由于建筑工地的不安全施工,交通工具不规矩行驶,造成挖断电缆、汽车撞杆等。例如:今年8月28日110kV开发区变: 10kV新开南线线路接地,Ua=9.4 kV, Ub=0 kV, Uc=10.2 kV,经巡线发现故障为电缆被建筑施工人员挖断。
由于风筝等人为的外力破坏。
四、接地故障的寻找与处理
1、发生系统接地应按以下顺序进行寻找
1)、首先检查发生接地系统的母线设备及电源设备
2)、试拉充电线路、电容器
3)、在不影响用户的前提下轮流试拉双回线或环网线路
4)、采取母线分排、分段分割电网,找出故障区域,系统分割后,允许将故障系统与分割后的非故障系统再度并列
5)、试按有探地按钮的线路。顺序为:无重要用户的长线路、短线路,有重要用户的线路
6)、电缆线路启用重合闸后试按
7)、系统发生单相接地,而该系统母线压变高压熔丝三相又熔断,如有条件,则可利用接在该系统上的用户变电压监察装置进行判别,如无条件,则在领导同意后,可以用开关与非故障系统进行并列,找出故障线路。
8)、其它:如根据小电源接地装置发出的信号,找出故障线路。
9)、经上述寻找未能找到故障线路时,故障可能在母线上或出线开关间隔内,发电厂、变电站,应再次检查母线和相关设备。
2、接地线路检出后,应按如下原则进行处理
1)、无重要用户的线路,立即切断电源。
2)、有重要用户的线路,当值调度员应尽速通知有关重要用户作好准备后即切断电源。
3)、迅速通知配电工区人员巡线。
4)、若接地故障点确定在变电站、发电厂内,有发展成相间故障可能者,应立即停电,隔离故障。
5)、当消弧线圈发生异常响声、冒烟、喷油、有臭味、温度急剧上升超过规定等,说明消弧线圈内部有故障,必须停用消弧线圈,处理原则:
a、若该系统确已无接地故障,且中性点位移电压小于正常相电压的15%时,可直接拉开消弧线圈隔离开关;
b、若该系统有单相接地故障,或中性点位移电压超过现场规程规定的电压范围时,接有消弧线圈的变压器应先将变压器停用,然后拉开消弧线圈刀闸;接有消弧线圈的消弧变应先拉开消弧变开关,然后拉开消弧线圈刀闸;若接地线路已找到,则拉开该故障线路后,直接拉开消弧线圈隔离开关,无需停主变。
6)、消弧线圈带接地连续运行时间一般不得超过2小时。
五、接地故障的防范措施
1、加大配网建设改造力度,使配网结构趋于合理,提高施工质量和工艺水平,提高线路的绝缘化水平,推广使用绝缘导线,同时考虑绝缘导线防雷措施。市中心部分区域,结合市政建设可采用电缆,减少外力破坏。
2、加强线路巡视工作。进行线路故障巡视时,要细心查线,发现故障及时彻底排除,防止重复跳闸。
3、对线路附近的树木进行砍伐,保证线路通道符合规程要求,使线路运行不受树木生长干扰。与绿化部门沟通,选择非速生树种、生长高度较矮的树种,解决树线矛盾。
4、合理安装线路开关设备,配置开关定值,防止线路因故障越级。安装位置要便于巡视检查,便于操作;避免开关停电时涉及面积过大;开关处要配备避雷器。新安装的柱上开关,一定注意导线与开关接线柱的连接,防止松动,防止过热。部分线路上的分段开关可考虑安装重合器。结合配电自动化使用,线路合理分段,故障情况下网络重构,尽量缩小停电范围。
5、在雷雨季节到来前,線路、开关及配电变压器要定期进行绝缘电阻、工频放电电压试验,对不合格或有缺陷的避雷器要进行更换。
6、做好护线宣传工作。南通是有名的风筝之乡,每年的风筝事故占很大的比例。因此有必要成立义务护线组织,通过张帖标语、宣传公告等形式,向广大群众进行线路保护宣传工作,伐树、拆除建筑物时必须采取安全措施,禁止在电力线路附近及其上空放风筝、抛掷铁丝、包装带、绳索等物,禁止在线路下方堆放柴草、垃圾及易燃易爆物品。
7、加强用户设备管理工作。要加强对用户的设备巡视,对用户设备的管理不能放松。对重大设备缺陷要及时下发线路防护通知书,积极做好用户思想工作,改善设备的运行水平。必要时,可以通过正常手续,强制性对用户设备进行停运检修,以保证电网的安全运行。
8 、通过配电MIS管理系统,配电自动化等信息系统的应用,对故障类型、发生时间、次数等信息进行统计分析,为防范故障发生提供依据。
总结
采用小电流接地系统是为了提高电网供电的可靠性,减少对用户的停电,但由于发生单相接地后,非故障两相电压升高(最高可达线电压),容易使设备损坏或发展成事故。为防止事故扩大,配网调度员应能掌握各种故障的现象、特点,作出准确的判断,并能正确的查找、处理;生产管理部门应制定出切实有效的措施并布置执行;线路运维部门要加强线路巡检、进行及时清障;宣传部门要加大电力设施保护的宣传力度,共同确保电力线路的安全、可靠运行。
江苏省电力公司南通供电公司江苏南通 226006
在我国6~66 kV电力系统中普遍采用小电流接地系统方式,其中性点不接地或经消弧线圈接地。当系统发生单相接地故障时,由于不能构成短路回路,接地故障电流较小,系统线电压的对称性并不遭到破坏,系统还可继续运行一段时间,规程规定一般可在2小时以内运行,为防止系统事故扩大,在接地运行的这段时间里必须尽快找到故障线路并设法排除接地点。目前系统中应用的小电流接地选线装置判断正确率较低,所以在实际操作中仍需采用手动拉闸试探的方法查找接地,这就要求调度员要熟悉线路故障接地的特点,以准确判断并进行处理。
一、接地故障的特点
在小电流接地系统中,单相接地是一种常见的故障,发生单相接地后,故障相对地电压降低(或为零),非故障两相电压升高(最高可达线电压),系统三相相电压的对称性被破坏(图1),而三相线电压却依然对称(图2),
因而,对用户的供电不构成影响,但升高的非故障相电压,可能在绝缘薄弱处引起击穿,继而两相短路造成跳闸;可能使电压互感器因铁芯严重饱和,导致电压互感器严重过负荷而烧毁。所以,发生单相接地后,不允许长期对外供电。
二、接地故障的判别
当出现一相电压降到零,另两相的电压升高到线电压,电压互感器开口三角处出现100V电压,电压继电器动作,发出接地信号,可判断为发生单相完全接地(称金属性接地)。
当出现一相的电压降低,但不为零,另两相电压升高,大于相电压,但达不到线电压,电压互感器开口三角处的电压达到整定值,电压继电器动作,发出接地信号,可判断为发生单相不完全接地时,即通过高电阻或电弧接地。
当出现一相电压升高,大于相电压,但达不到线电压,另两相电压降低,但不为零,电压互感器开口三角处的电压达到整定值,发出接地信号,可判断为10kV线路配变故障。
当出现一相电压降到零,另两相的电压不变,电压互感器开口三角处的电压达到整定值,发出接地信号时,应判断为电压互感器高压侧熔断器熔断。
三、接地故障原因分析
由于线路具有露天运行、点多、线长、面广,结线方式复杂多变,故障发生机率较高。例如:今年2月21日110kV行南变:10kV海勇线线路接地, Ua=5.0,Ub=5.5,Uc=8.6kV,经巡线发现故障为专用配变烧坏(这种接地故障很容易发展成线路事故跳闸)。
由于清障不力,遇雷雨、大风时树枝碰线;绝缘子破裂,导致接地或绝缘子脏污在雾雨天闪络、放电、绝缘电阻降低;跳线烧断搭到铁担上;导线烧断落到地上导致接地;避雷器击穿;小动物危害引起;导线、跳线因风偏对杆塔放电。
由于建筑工地的不安全施工,交通工具不规矩行驶,造成挖断电缆、汽车撞杆等。例如:今年8月28日110kV开发区变: 10kV新开南线线路接地,Ua=9.4 kV, Ub=0 kV, Uc=10.2 kV,经巡线发现故障为电缆被建筑施工人员挖断。
由于风筝等人为的外力破坏。
四、接地故障的寻找与处理
1、发生系统接地应按以下顺序进行寻找
1)、首先检查发生接地系统的母线设备及电源设备
2)、试拉充电线路、电容器
3)、在不影响用户的前提下轮流试拉双回线或环网线路
4)、采取母线分排、分段分割电网,找出故障区域,系统分割后,允许将故障系统与分割后的非故障系统再度并列
5)、试按有探地按钮的线路。顺序为:无重要用户的长线路、短线路,有重要用户的线路
6)、电缆线路启用重合闸后试按
7)、系统发生单相接地,而该系统母线压变高压熔丝三相又熔断,如有条件,则可利用接在该系统上的用户变电压监察装置进行判别,如无条件,则在领导同意后,可以用开关与非故障系统进行并列,找出故障线路。
8)、其它:如根据小电源接地装置发出的信号,找出故障线路。
9)、经上述寻找未能找到故障线路时,故障可能在母线上或出线开关间隔内,发电厂、变电站,应再次检查母线和相关设备。
2、接地线路检出后,应按如下原则进行处理
1)、无重要用户的线路,立即切断电源。
2)、有重要用户的线路,当值调度员应尽速通知有关重要用户作好准备后即切断电源。
3)、迅速通知配电工区人员巡线。
4)、若接地故障点确定在变电站、发电厂内,有发展成相间故障可能者,应立即停电,隔离故障。
5)、当消弧线圈发生异常响声、冒烟、喷油、有臭味、温度急剧上升超过规定等,说明消弧线圈内部有故障,必须停用消弧线圈,处理原则:
a、若该系统确已无接地故障,且中性点位移电压小于正常相电压的15%时,可直接拉开消弧线圈隔离开关;
b、若该系统有单相接地故障,或中性点位移电压超过现场规程规定的电压范围时,接有消弧线圈的变压器应先将变压器停用,然后拉开消弧线圈刀闸;接有消弧线圈的消弧变应先拉开消弧变开关,然后拉开消弧线圈刀闸;若接地线路已找到,则拉开该故障线路后,直接拉开消弧线圈隔离开关,无需停主变。
6)、消弧线圈带接地连续运行时间一般不得超过2小时。
五、接地故障的防范措施
1、加大配网建设改造力度,使配网结构趋于合理,提高施工质量和工艺水平,提高线路的绝缘化水平,推广使用绝缘导线,同时考虑绝缘导线防雷措施。市中心部分区域,结合市政建设可采用电缆,减少外力破坏。
2、加强线路巡视工作。进行线路故障巡视时,要细心查线,发现故障及时彻底排除,防止重复跳闸。
3、对线路附近的树木进行砍伐,保证线路通道符合规程要求,使线路运行不受树木生长干扰。与绿化部门沟通,选择非速生树种、生长高度较矮的树种,解决树线矛盾。
4、合理安装线路开关设备,配置开关定值,防止线路因故障越级。安装位置要便于巡视检查,便于操作;避免开关停电时涉及面积过大;开关处要配备避雷器。新安装的柱上开关,一定注意导线与开关接线柱的连接,防止松动,防止过热。部分线路上的分段开关可考虑安装重合器。结合配电自动化使用,线路合理分段,故障情况下网络重构,尽量缩小停电范围。
5、在雷雨季节到来前,線路、开关及配电变压器要定期进行绝缘电阻、工频放电电压试验,对不合格或有缺陷的避雷器要进行更换。
6、做好护线宣传工作。南通是有名的风筝之乡,每年的风筝事故占很大的比例。因此有必要成立义务护线组织,通过张帖标语、宣传公告等形式,向广大群众进行线路保护宣传工作,伐树、拆除建筑物时必须采取安全措施,禁止在电力线路附近及其上空放风筝、抛掷铁丝、包装带、绳索等物,禁止在线路下方堆放柴草、垃圾及易燃易爆物品。
7、加强用户设备管理工作。要加强对用户的设备巡视,对用户设备的管理不能放松。对重大设备缺陷要及时下发线路防护通知书,积极做好用户思想工作,改善设备的运行水平。必要时,可以通过正常手续,强制性对用户设备进行停运检修,以保证电网的安全运行。
8 、通过配电MIS管理系统,配电自动化等信息系统的应用,对故障类型、发生时间、次数等信息进行统计分析,为防范故障发生提供依据。
总结
采用小电流接地系统是为了提高电网供电的可靠性,减少对用户的停电,但由于发生单相接地后,非故障两相电压升高(最高可达线电压),容易使设备损坏或发展成事故。为防止事故扩大,配网调度员应能掌握各种故障的现象、特点,作出准确的判断,并能正确的查找、处理;生产管理部门应制定出切实有效的措施并布置执行;线路运维部门要加强线路巡检、进行及时清障;宣传部门要加大电力设施保护的宣传力度,共同确保电力线路的安全、可靠运行。