淺析10kv配電網(wǎng)線路單相接地故障及處理

鄺國(guó)軍

(廣東電網(wǎng)珠海斗門(mén)供電局，廣東 珠海 519100)

前言

近年來(lái)，隨著我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展，10kv配網(wǎng)線路已成為電網(wǎng)建設(shè)中的主要部分。然而，在10kv電網(wǎng)運(yùn)行中，由于各方面的原因?qū)е陆拥毓收蠒r(shí)有發(fā)生，這給供電線路、供電網(wǎng)絡(luò)和人民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成了很大危害。因此，如何最大限度地恢復(fù)線路正常供電，是從事配網(wǎng)運(yùn)行工作人員所不斷探索和追求的目的。

1.l0kV配網(wǎng)線路單相接地故障分析

1.1.雷害事故

自我國(guó)一二期農(nóng)網(wǎng)工程和村村通電工程的實(shí)施后,配變?cè)龆?系統(tǒng)覆蓋面大,遭受雷擊的概率相對(duì)增多,不僅直擊雷造成危害,而且由于防雷設(shè)施不夠完善,絕緣水平和耐雷水平較低,地閃、云閃形成的感應(yīng)過(guò)電壓也能造成相當(dāng)大的危害,導(dǎo)致接地故障的發(fā)生。

1.2.污閃故障

系統(tǒng)中因絕緣子污穢閃絡(luò)放電,燒傷絕緣子,造成接地故障。

1.3.鐵磁諧振過(guò)電壓

隨著電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大,網(wǎng)絡(luò)對(duì)地電容越來(lái)越大,在該網(wǎng)絡(luò)中的電磁式電壓瓦感器和空載變電器的非線性電感相對(duì)較大,感抗比容抗大得多,受霄擊、倒閘操作等的激發(fā),往往能形成鐵磁潴振產(chǎn)生過(guò)電壓,擊穿絕緣薄弱環(huán)節(jié)造成接地故障。

1.4.線路的質(zhì)量不高及其他原因

1.4.1.線路的安裝質(zhì)量不高,布局不合理

有的線路沒(méi)有按規(guī)范安裝架設(shè),交叉跨越距離不夠,有的線路安裝前未對(duì)絕緣子逐片(個(gè))搖測(cè)絕緣和抽樣進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn),配變安裝的接地電阻達(dá)不到要求,配變避雷器安裝前未作檢測(cè),配變低壓側(cè)未安裝避雷器(雷擊低壓線路產(chǎn)生的反擊過(guò)電壓會(huì)串人高壓側(cè),從而擊穿絕緣薄弱環(huán)節(jié)造成接地故障)。

1.4.2.運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)

線路未能定期檢修,以至線路存在很大缺陷,帶病運(yùn)行。

1.4.3.設(shè)備絕緣薄弱

在網(wǎng)各中有的設(shè)備絕緣水平低下,有些安裝工藝不符合要求。

1.4.4.線路通道樹(shù)木的影響

未加強(qiáng)通道維護(hù),未定期裁剪樹(shù)木,常引起線路接地。

2.配網(wǎng)線路單相接地故障的危害

2.1.危及設(shè)備

發(fā)生單相接地時(shí),非故障相的電壓將升高,特別是弧光接地過(guò)電壓,將威脅系統(tǒng)中的變壓器、電壓互感器、開(kāi)關(guān)、避雷器等設(shè)備的安全運(yùn)行,引起設(shè)備燒毀。

2.2.線路跳閘

隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)對(duì)地電容越來(lái)越大,當(dāng)發(fā)生單相瞬間接地時(shí),電弧不能自行熄滅,容易形成相間短路,使斷路器跳閘。另一種情況如發(fā)生單相接地時(shí),非故障相的電壓將升高,如網(wǎng)絡(luò)中另一相存在絕緣薄弱點(diǎn),勢(shì)必會(huì)引起擊穿,從而導(dǎo)至兩相接地短路,使斷路器跳閘。

2.3.系統(tǒng)失去穩(wěn)定

如某變電站送出的l0kV系統(tǒng)發(fā)生間歇性接地,接地點(diǎn)的電弧間歇性地熄滅與重燃,引起電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的瞬息變化,導(dǎo)致電磁能的強(qiáng)烈振蕩,會(huì)使該變電站的l0kV系統(tǒng)失去穩(wěn)定,嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致l0kV系統(tǒng)停運(yùn)行。

2.4.降低供電可靠性

單相接地畢竟是一種故障,一旦發(fā)生后要及時(shí)查找處理,將會(huì)造成用戶(hù)停電,降低了供電可靠性。

2.5.危及人畜生命安全及引發(fā)火災(zāi)

單相接地故障多發(fā)生在雷雨季節(jié)即夏秋季,此段期間多雨、多雷、大風(fēng)、氣候潮濕,由于l0kV農(nóng)網(wǎng)線路主要向農(nóng)村片區(qū)供電,而此時(shí)正是農(nóng)民栽種和收割期間,人、畜經(jīng)常走過(guò)線路下,發(fā)生單相接地時(shí)可能造成人、畜觸電傷害甚至死亡。另外,發(fā)生電弧接地時(shí)如周?chē)幸兹嘉?可能會(huì)引發(fā)火災(zāi)。

3.配網(wǎng)線路單相接地故障的判斷及處理

3.1.判斷分析

(1)一相電壓降為零,另兩相電壓升高至線電壓,發(fā)出接地信號(hào),此為完全接地。(2)一相電壓降低但不為零,另兩相電壓升高但小于線電壓,發(fā)出接地信號(hào),此為不完全接地。(3)一相電壓降低但不為零,另兩相電壓升高至線電壓,發(fā)出接地信號(hào),此為電弧接地。(4)一相電壓降為零,另兩相電壓未升高,發(fā)出接地信號(hào),此為母線電壓互感器二次熔斷件熔斷一相。(5)一相電壓降低但不為零,另兩相電壓未升高,發(fā)出接地信號(hào),此為母線電壓互感器一次熔斷件熔斷一相。(6)一相電壓降低但不為零,另兩相電壓升高超過(guò)線電壓或兩相電壓降低但不為零,一相電壓升高;三相對(duì)地電壓依相序次序輪流升高,并在 1.2～1.4 倍相電壓作低頻擺動(dòng),約每秒一次;三相對(duì)地電壓地一起升高,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)線電壓,發(fā)出接地信號(hào),此為并聯(lián)鐵磁諧振。(7)三相相電壓或線電壓同時(shí)大大超過(guò)額定值,此為串聯(lián)鐵磁諧振。

3.2.故障處理

發(fā)生單相接地故障后,線電壓依然對(duì)稱(chēng),因而不影響對(duì)用戶(hù)的連續(xù)供電,按照規(guī)程規(guī)定,系統(tǒng)可繼續(xù)運(yùn)行l(wèi)2h,但非故障相的電壓將升高,如長(zhǎng)期運(yùn)行,將危及系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,因此發(fā)生單相接地故障時(shí),必須及時(shí)找到故障線路予以切除,確保電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行。

(1)發(fā)生單相接地故障后,變電值班員應(yīng)馬上復(fù)歸音響,記錄故障時(shí)間,接地相別,有關(guān)數(shù)值,迅速匯報(bào)當(dāng)值調(diào)度和有關(guān)負(fù)責(zé)人,并按當(dāng)值調(diào)度員的命令尋找接地故障。(2)先詳細(xì)檢查變電站內(nèi)電氣設(shè)備有無(wú)明顯的故障跡象,如找不出故障點(diǎn),再進(jìn)行線路接地的尋找。(3)分割電網(wǎng)。把電網(wǎng)分割成電氣上不相連的幾個(gè)部分,判斷單相接地區(qū)域。(4)電網(wǎng)分割后,可進(jìn)行拉合閘試驗(yàn),順序?yàn)?a.空載線路、無(wú)功補(bǔ)償電容器。b.雙回路或有其他電源的線路,多電源線路應(yīng)采取轉(zhuǎn)移負(fù)荷,改變供電方式尋找故障點(diǎn)。C.分支最多、最長(zhǎng)、負(fù)荷輕或不重要的線路。d.分支較少、較短、負(fù)荷較重的線路。(5)接地故障查出后,對(duì)一般不重要的用戶(hù)線路,停電排除故障后方可恢復(fù)送電,重要用戶(hù)線路,先轉(zhuǎn)移負(fù)荷,做好安全措施后方可停電排除接地故障。

4.整改預(yù)防措施

提高10kV線路的防雷水平,在線路經(jīng)過(guò)雷區(qū)的地方加裝性能好的金屬氧化物避雷器,降低避雷器的接地電阻,降低配變接地裝置的接地電阻,在配變低壓側(cè)加裝低壓避雷器,使用絕緣性能好的絕緣子和線路設(shè)備。

提高10kV線路的安裝質(zhì)量,按規(guī)范進(jìn)行安裝。加強(qiáng)定期檢修,及時(shí)消除線路缺陷,不讓線路長(zhǎng)期帶病運(yùn)行。同時(shí)加強(qiáng)線路通道的清理,定期裁剪樹(shù)木,確保線路通道完好。

消除鐵磁諧振。如采用專(zhuān)用消諧器,電磁式電壓互感器一次繞組中性點(diǎn)不接地等。系統(tǒng)進(jìn)行接地補(bǔ)償。測(cè)試接地故障電流超過(guò)30A時(shí),可加裝消弧線圈、接地變壓器進(jìn)行補(bǔ)償。

為縮短接地故障的查找和排除接地故障時(shí)間,縮小停電范圍,提高供電可性,可采用以下方法:(1)變電站內(nèi)采用微機(jī)小電流接地選線裝置。(2)主線上裝設(shè)分段開(kāi)關(guān)、較長(zhǎng)分支線裝設(shè)分支開(kāi)關(guān),較短分支線裝設(shè)跌落式熔斷器。(3)主線上分段裝設(shè)接地故障顯示儀,分支線上裝設(shè)接地故障顯示儀。(4)建立沿線路鄉(xiāng)村的通信錄,發(fā)生接地故障時(shí),可電話聯(lián)系詢(xún)問(wèn)情況,發(fā)動(dòng)群眾參與到線路的運(yùn)行維護(hù)上來(lái)。加強(qiáng)安全宣傳力度,告知農(nóng)戶(hù):遇到斷線掉在地上、樹(shù)木靠在線路上、導(dǎo)線脫落在橫擔(dān)上或拉線上等情況時(shí),及時(shí)向供電部門(mén)匯報(bào),遠(yuǎn)離故障點(diǎn)8m以外,切記不能靠近故障點(diǎn),同時(shí)電桿、拉線上不能拴牲畜,不能搖動(dòng)拉線。

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