變電站35kV系統單相接地故障分析及防范措施研究

潘兆杰 金晶 蔡俊杰

摘 要 我國電力企業發展迅速，相關基礎設施的建設便成為企業發展中的重要一環，但目前變電站中的35kV電力系統卻因為相間絕緣損壞、兩相異地短路、絕緣擊穿等故障類型，而對企業實際收益造成一定損害，本文將針對該電力系統下的相關故障展開分析，提出針對性防范措施，提高電力企業收益。

關鍵詞 變電站;單相接地故障;防范措施

引言

在電力系統中，因為存在接地方式不同現象，而引起了不同情況下的故障類型，比如從中性點的接地方式可拆分出直接、非直接（間接）兩種接地類型，當直接接地的電力系統發生故障后，則會引起相關部位發生大電流下的短路情況，因此該種接地方式也被稱為大電流接地系統;反之，非直接接地方式被稱為小電流接地系統。

1 電力系統的接地特點

變電站的35kV電力系統下可根據其組成拆分出兩個子系統，其一子系統由總變量35kV分出的一段母線和二段母線，另外熱動力站35kV分出的一段母線及其相關進出線而構成，而另一子系統則由總變量35kV分出三段母線和四段母線，還有熱動力站分出的二段母線及其相關進出線組成[1]。子系統在構成上除了命名，其他部件完全相同，因此在節點系統的選擇上可采用熱動力母聯進行開關操控，使用35kV下的電力系統，經由消弧線圈作為接地方式，該種模式為小電流系統，其具備存在故障仍可繼續運行的特點，也是其與大電流系統相比，較有優勢之處。

2 單相接地的故障分析

2.1 相間絕緣損壞

接地電弧的測定中，可知穩態工頻電流數值較大，約為架空線路的35倍，另外高頻電流數值將是架空線路的十幾倍，這將會造成單相接地系統產生故障，比如相間絕緣損壞。在高頻電流運行中，會存在衰減時間，而一旦因為電弧長度減少，則會令其衰減時間的計算常數變高，二者成反比，以此導致了電流的相關作用時長得到增加，這便在變電站開展日常運營時，由于接地電弧作用時長紊亂，對故障點放出超高熱量，迅速燒穿相間絕緣，對三芯電纜正常運行起到不利影響。

2.2 兩相異地短路

因為高頻電流的增幅提高，則意味著在高頻電流和電弧發生接觸時，流經零點熄滅的狀況發生率將會有所增加，并且在伴隨重燃次數增加后，該弧光接地時的過電壓示數較高，約為相電壓5倍，如此巨大數據下的電壓數值將會導致兩相異地短路現象發生，極其不利變電站平穩運營情況保持。數值較高的過電壓情況，將會使得非故障性質下的聚乙烯絕緣設備發生損壞，如此不斷積累下來，損壞程度逐漸加深，該位置便成為較易受到短路影響的區域，也是絕緣結果下的相對薄弱部分。

2.3 絕緣擊穿故障

35kV電力系統一旦發生故障，便是永久性、不可恢復的故障類型，這是因為采用聚乙烯作為交聯電纜主要材料，一旦發生固體絕緣故障狀況，這便干預了修復進程，導致設備永久損壞。當發生相間絕緣擊穿情況時，即便及時采取應急措施，該電力接地系統也不能因為電弧熄滅就恢復原狀，因此應對絕緣擊穿狀況做出仔細分析，確保不對地或不發生相間絕緣情況，保障電力系統穩定運行，在傳統的防范意識中，僅在故障發生后及時采取熄滅電弧方式，在現今多次實踐中發現該種方式并不能避免電路跳閘事件發生。

3 單相接地的防范研究

3.1 加強監測預警力度

在35kV電纜管理中，應加強對其監測力度，確保在電路管線發生故障前便能將該故障進行提前預警操作，實現了較為智能化的電力工程管理工作體現，在數據足夠龐大、清晰時，可對數據制作出電纜分布圖像，將在日后工作中更加及時有效去進行相關監管工作。根據電纜分布圖像的定位功能，變電站管理人員可將工作細化到以“天”為單位，對電纜相關環流數據、溫度和負荷變化等不同監測對象，進行高精度、高時效性的有效監管。

3.2 提高專業人員技能

為切實加強電力系統的管控力度，需對工作人員進行專業性質下的技能培養，后臺各項電力監測數據量較為龐大，并且實施準確、實時監控，這對運行人員的體力消耗過大，因此在培養專項技能過程中，可將相關技術要求做以思維導圖的教學模式，使得工作人員能夠不斷重復記憶的過程中，將35kV電纜各個分布位置做以準確定位，尤其是故障頻發位置，需要著重記憶，并將防范方式做以深入解析。

3.3 調整線圈運行模式

對35kV電纜系統下的消弧線圈進行運行方式的優化，有效調整其進行規范運作，這將確保電力系統能在發生單相接地時，進行電感電流的相互補償，以此來降低地容性電流數值，避免故障發生。另外可將選線裝置進行調整，將35kV聯絡線通過物理方式除掉，以此增加熱動力小電流模式下的選線精準率。

3.4 保障測溫系統運行

在對單相接地故障進行有效防范措施中，相關工作人員可對區域內各類設備，采用紅外成像儀裝置去進行頻率設置為每周一次的夜間熄燈巡視工作，最終將巡視結果完整統計并記錄在交接班日志中。在測溫系統平穩進行中，工作人員尤其要對電纜溫度有超高敏感度，當溫度超過70攝氏度時，應迅速聯系巡線班進行現場巡視，必要時通知生產調度申請將此線路停電[2]。

4 結束語

綜上，為加強電力系統的穩定性，需要不斷將電力基礎設施進行建設，使之成為更加符合創新技術與高效發展共同促進意義下的設施。在單相故障的解決措施上，通過選擇適合材料將小電流設施裝置對安全性能加以保障，并且能夠較快發現、排除故障，另外可通過提升工作人員解決單相故障的能力，打好實踐基礎，切實故障檢修和維護過程中的業務素質，提高電力企業系統的運行能力。

參考文獻

[1] 白鵬飛，張榮榮，張雙雙.變電站35kV系統單相接地故障分析及防范措施[J].電氣技術與經濟，2019（6）：63-65.

[2] 李穩洲.農村地區配電線路運行故障分析及防范措施優化研究[D].吉林大學，2019.

作者簡介

潘兆杰（1994-），男，上海人;學歷：本科，職稱：助理工程師;現就職單位：國網上海市電力公司金山供電公司，研究方向：電力系統運維。