發(fā)電廠不接地系統(tǒng)故障判別與分析

王萍燕

摘 要：目前，在我國很多發(fā)電廠的低壓配電網(wǎng)中未設(shè)置不接地系統(tǒng)的故障保護(hù)裝置，這不符合配網(wǎng)自動(dòng)保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)發(fā)電廠不接地系統(tǒng)的故障原因進(jìn)行了分析和判別，對(duì)不接地系統(tǒng)故障的危害進(jìn)行了闡述，并對(duì)虛假接地現(xiàn)場(chǎng)的類型和處理方法進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠；不接地系統(tǒng)故障；配電網(wǎng)；放電現(xiàn)象

中圖分類號(hào)：TM862.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.16.158

發(fā)電廠系統(tǒng)多發(fā)的不接地故障通常有多種情況。其中，在我國多發(fā)的不接地故障一般指的是單相斷開故障，尤其是在中小型的發(fā)電廠中此故障頻發(fā)。一般情況下，因外力損壞或設(shè)備老化等，在我國很多發(fā)電廠中曾經(jīng)發(fā)生過單相斷電故障，這為發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益和用戶的使用都造成了很大的影響。在我國，很多發(fā)電廠并沒有配備不接地系統(tǒng)的故障保護(hù)裝置，因此，在不接地故障發(fā)生很長時(shí)間后才能發(fā)現(xiàn)故障已經(jīng)存在，這與配電網(wǎng)自動(dòng)化發(fā)展的大趨勢(shì)不符。由此可見，如何快速、準(zhǔn)確地對(duì)不接地故障進(jìn)行判別是發(fā)電廠當(dāng)前面臨的主要問題。

1 發(fā)電廠不接地系統(tǒng)故障案例

在我國的發(fā)電廠中，曾發(fā)生多次不接地系統(tǒng)的故障，對(duì)發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益和用戶的使用都造成了很嚴(yán)重的影響。我國某10 kV配電廠存在單相接地故障，工作人員在故障檢查的過程中發(fā)現(xiàn)，在2 min的時(shí)間內(nèi)，4臺(tái)配電柜連續(xù)跳閘，造成了長時(shí)間的停機(jī)。通過電路和相關(guān)設(shè)備的檢查發(fā)現(xiàn)，某臺(tái)配電柜中存在放電現(xiàn)象，此配電柜的地線已經(jīng)完全燒斷，造成了后續(xù)一系列故障的發(fā)生。因此，此故障屬于典型的單相接地故障，主要是因該電纜在長期使用的過程中受到潮濕、發(fā)熱等因素的影響，導(dǎo)致放電現(xiàn)象頻發(fā)，電纜處于不接地的情況。

2 不接地系統(tǒng)單相接地故障的危害

當(dāng)接地故障發(fā)生以后，其他非故障線路的電壓會(huì)升高。當(dāng)故障點(diǎn)完全接地時(shí)，電壓會(huì)不斷增大。此時(shí)，系統(tǒng)絕緣設(shè)置中的薄弱處有可能發(fā)生擊穿事故，進(jìn)而造成相間短路。

單相接地故障可能造成互感器內(nèi)部的鐵芯電壓發(fā)生嚴(yán)重的飽和現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致電壓互感器因超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)而發(fā)生燒毀事故。這會(huì)對(duì)二次回路以及保護(hù)性的自動(dòng)裝置造成不良影響。當(dāng)接地故障發(fā)生以后，其他非故障線路的電壓將會(huì)升高，可能會(huì)升至線電壓。這種情況發(fā)生后，可能導(dǎo)致電壓互感器發(fā)生熔斷的現(xiàn)象，繼而導(dǎo)致二次保護(hù)系統(tǒng)誤判故障發(fā)生的原因，并將其當(dāng)作系統(tǒng)失壓事故處理，進(jìn)而錯(cuò)誤啟動(dòng)快切裝置。

如果不接地事故的故障點(diǎn)產(chǎn)生間歇性電弧時(shí)，則其相對(duì)電壓值可能會(huì)因其他原因大幅增加。這種情況會(huì)對(duì)設(shè)備整體及絕緣設(shè)置造成不良影響，進(jìn)而對(duì)系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成影響。

3 發(fā)電廠系統(tǒng)故障判別的方法

3.1 電壓互感器故障

當(dāng)電壓互感器發(fā)生故障時(shí)，常發(fā)生高壓側(cè)斷線或熔斷件熔斷現(xiàn)象。這種故障一般會(huì)導(dǎo)致電壓降低，但系統(tǒng)電壓指示卻不為0，其他非故障地區(qū)電壓仍為正常，進(jìn)而導(dǎo)致絕緣監(jiān)察電壓發(fā)出接地信號(hào)。在處理該故障的過程中，需要先斷開二次電源小開關(guān)，從而使保護(hù)裝置斷開運(yùn)行，并對(duì)電壓互感器進(jìn)行相應(yīng)的檢查和處理。該處理方法比較簡單，主要可通過更換高壓側(cè)斷線或熔斷器使系統(tǒng)恢復(fù)正常。

3.2 空載母線未發(fā)生不接地故障

在空載母線在經(jīng)過變壓器充電的過程中，有可能發(fā)生鐵磁諧振過電壓。此外，由于進(jìn)線開關(guān)的三相同時(shí)合閘會(huì)產(chǎn)生不同步運(yùn)行的情況，進(jìn)而因移位現(xiàn)象而造成電壓不平衡，導(dǎo)致接地信號(hào)發(fā)出。排除這種故障的方法非常簡單，只需要對(duì)母線和其連接設(shè)備進(jìn)行檢查，并在投入1臺(tái)變壓器后這種故障便會(huì)消失。

3.3 零序電流互感器發(fā)生故障

這種情況一般是因電纜屏蔽線在走線過程中，利用了零序電流互感器布置的線路穿出接地，進(jìn)而在安裝接線的過程中發(fā)生錯(cuò)誤，引發(fā)故障。在發(fā)電廠各項(xiàng)設(shè)備負(fù)載正常運(yùn)行的過程中，如果因電容不對(duì)稱的現(xiàn)象而導(dǎo)致零序電流產(chǎn)生時(shí)，或因外部電流經(jīng)過零序電流互感器而流向接地點(diǎn)時(shí)，其產(chǎn)生的電流未相互抵消，則這些電流會(huì)導(dǎo)致繼電器產(chǎn)生誤判行為。

4 發(fā)電廠不接地系統(tǒng)故障的應(yīng)對(duì)措施

雖然以當(dāng)前的科技水平無法做到從根本上杜絕不接地故障的產(chǎn)生，但仍可通過多種多樣的方法和措施降低故障發(fā)生的概率：①做好日常工作，預(yù)防事故的發(fā)生。工作人員和管理人員應(yīng)在日常工作中定期對(duì)配電線路、導(dǎo)線以及絕緣子等各種設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行檢查，保證其正常運(yùn)行和良好使用，預(yù)防事故的發(fā)生。②對(duì)于配電電纜、開關(guān)以及互感器等設(shè)備，應(yīng)按照固定的周期進(jìn)行絕緣測(cè)試檢查，對(duì)檢查不合格或存在故障的設(shè)備應(yīng)及時(shí)更換。③對(duì)于發(fā)電廠的外圍設(shè)備或易發(fā)生故障的設(shè)備，應(yīng)加強(qiáng)日常檢查的力度，對(duì)其進(jìn)行定期維護(hù)，以延長其使用壽命。④對(duì)于經(jīng)常發(fā)生故障的區(qū)域，發(fā)電廠的檢修人員應(yīng)對(duì)設(shè)備檢修或絕緣監(jiān)察的周期進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，從而加大檢查力度，縮短檢修時(shí)間，保證在故障發(fā)生之前排除安全隱患。⑤發(fā)電廠出現(xiàn)小電流電網(wǎng)故障時(shí)，雖然系統(tǒng)整體仍能正常運(yùn)行，但相關(guān)維修人員和管理人員應(yīng)盡快檢修，防止事故擴(kuò)大，以免造成更大的損失。同時(shí)，發(fā)電廠的維修人員要在實(shí)際工作中不斷提高自身的技術(shù)水平，在事故發(fā)生之后，應(yīng)按照相關(guān)規(guī)定操作，有效分析、判斷故障。

5 結(jié)束語

在本文中，筆者分析了發(fā)電廠不接地故障的相關(guān)案例，介紹了不接地故障產(chǎn)生的原因和處理方法等，說明了不接地故障對(duì)發(fā)電場(chǎng)系統(tǒng)的危害，研究了不接地系統(tǒng)故障的判別方法，并討論了發(fā)電廠不接地系統(tǒng)故障所采取的解決措施，即通過多檢查、早預(yù)防的方式防止故障的發(fā)生，從而保障發(fā)電廠的順利運(yùn)行和用戶的使用安全。

參考文獻(xiàn)

[1]廉鵬.濟(jì)鋼燃?xì)獍l(fā)電廠及變電所直流系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)和控制的研究[D].青島：山東科技大學(xué)，2005.

[2]張?jiān)糯ǎ蹶库?基于Matlab的小電流接地系統(tǒng)單相故障仿真分析[J].電氣技術(shù)，2012（04）.

〔編輯：張思楠〕