小电流接地系统接地故障处理措施

来源:电工天下时间:2019-12-30 06:40:16 作者:老电工手机版>>

有关小电流接地系统接地故障的处理方法,小电流接地系统特别是35KV及以下的小接地系统,易引起误判的几类接地故障及其原因分析,一起来看看。

小电流接地系统接地故障

1.问题提出

目前,小电流接地系统特别是35KV及以下的小接地系统,由于其线路分支多,走向复杂,电压等级较低,在设计施工中线路质量不易保证,运行中发生接地故障的几率是很高的。从我市地方电网历年来的运行统计资料来看,在小电流接地系统的接地故障中,35KV电网占8.2%,10KV电网占91.8%。

在实践中对电网运行工况的了解以及运行经验的总结,分析了小电流接地系统在实际运行中易引起误判的几类接地故障,在给出其原因分析的基础上着重阐述了接地故障的判别方法、处理措施及对策。相信对同行有一定的借鉴作用。

2.易引起误判的几类接地故障及其原因分析

为了便于展开下文,我们有必要首先对电网发生接地的原因作一个简单的分析。如图1,当中性点电压Uo不为0且Uo大于绝缘监察系统定值时,便有接地信号发出,而Uo反映的是零序电压,其计算公式为:

Uo=(Ùa Ùb Ùc)/3

从上式可以看出,当电网各相电压Ùa、Ùb、Ùc不平衡时,便有中性点电压Uo产生,而电网电压的不平衡度是接地信号发生与否的关键,本文下面的论述将紧紧围绕接地故障发生的原因作具体分析。根据兴义市地方电网历年来的运行资料,我们统计了如下几类经常发生接地的情况:

2.1系统发生单相接地或两相不完全接地

此时,系统各相对地电压Ùa、Ùb、Ùc不平衡,其相量和不为零,产生中性点位移

致使TV二次的开口三角绕组出现零序电压而发出接地信号。

2.2系统高压侧缺相运行

根据运行经验和多次的模拟试验,当系统高压侧缺一相或两相运行时,由于各相对地电压不平衡(某一相或两相为零),其相量和不为零,产生的中性点位移致使TV二次的开口三角绕组出现零序电压而发出接地信号。

2.3系统发生谐振

由于系统中电压互感器TV的励磁电抗XL(等于ωL)过低,倒闸操作时恰遇某相电压过零值或操作手法不正确、系统接地运行时间过长等,都可能导致系统发生铁磁谐振。此时,系统三相电压是不平衡的,产生的中性点位移也会使保护动作而发出接地信号,这是在实际运行中导致接地信号误发最多的一种假接地故障。

此外,对高压设备摇测绝缘或雷电时也可能导致假接地信号发出。由于以上诸多原因,在客观上给运行人员判别接地故障带来了一定的难度。

3.接地故障判别

根据TV的接线特点,其铁芯中存在零序磁通通路,故在其二次感应电压而使保护动作而发出接地信号。对于各种接地类别的大致特点,我们有必要进行一定的归纳总结,以利电网值班人员准确地判别故障情况,采取正确方法及时消除故障。

3.1系统一相接地或两相不完全接地

此时,其相应相对地电压降低,非接地相电压升高,电压表计指示视情况不同而异。

当一相完全接地时,故障相对地电压为零,中性点位移电压为相电压,非故障相对地电压升高倍,变为系统线电压。若故障相不完全接地,则故障相对地电压大于零而小于相电压,非故障相对地电压值大于相电压而小于线电压,接地电流比完全接地时小一些。由此,我们根据图2所示绝缘监察系统所接各种表计指示即可得知系统接地情况。

3.2系统高压侧缺相运行时当系统高压侧某一相(或两相)断线或母线电压互感器某一相(或两相)高压保险熔断时,有如下具体情况:

3.2.1若绝缘监察系统(图2)采用单相电压互感器组成的Y0/Y0接线时,假设TV一次A相熔断造成缺相运行,二次a相无感应电压,按说图2中Va应无指示。但从Vab电压表串过b相,结果使电压表Vab、Va形成一串联分压回路,使得Va表计有一定指示,其值与表计内阻成正比。

3.2.2若绝缘监察系统采用三相五柱式电压互感器时,由于磁路系统互相联通,当高压侧A相保险熔断造成缺相运行时,二次a相能感应电压,Va与Vab比上述3.2.1中的分析结果高些。缺两相的分析与缺一相的分析类同。总之,系统发生缺相运行时,故障相的表计有一定指示,非故障相的表计指示不变。

3.3当系统发生谐振时发生铁磁谐振的一个显著特征就是产生过电压,我们可以从表计变化观察到系统发生谐振的情况。

3.3.1一相(或两相)表计指示降低(不为零),其余相表计指示升高,超过系统电压;或电压表计指示过头,从图2或图3中测出XJJ或YJ线圈电压可知中性点电压已位移至电压三角形外。

3.3.2三相表计指示依相序次序轮流升高,并在1.2~1.4倍相电压之间作低频摆动,约每秒一次。

3.3.3 图2中Va、Vb、Vc三相表计指示远远高于线电压。

3.3.4 图2中Va、Vb、Vc及Vab、Vbc、Vca表计指示同时大大超过额定值。

总之,铁磁谐振的一个显著特征是产生过电压,我们可从系统采集到的数据来进行判断。至于对高压设备摇测绝缘或雷电时接地信号误发的情况,电网值班人员可根据当时的实际情况进行简单的的判别处理,本文在此不作具体分析。

4.接地故障时的处理措施

根据笔者的运行的经验,电网发生接地时根据不同情况有如下的处理措施:

4.1在三相表计指示平衡而又发出接地信号时,应首先考虑是否电压互感器检修后极性接反。

4.2在已确认为真接地且接地频繁或接地时间较长的情况下,应制定合理的电网整改措施,因为接地故障会危及设备安全运行、造成大量的无功损耗,从而降低电压质量。实际中可针对不同情况通过对沿线杆塔、横担、绝缘子等的校正、更换以及对沿线网络旁树枝等的修剪等消除接地,并注意加强线路的运行维护管理。

4.3铁磁谐振产生的过电压会使绝缘击穿、避雷器放炮、母线电压互感器TV炸裂甚至烧毁,因此我们一定要尽量避免谐振的发生。从根本上说,安装时应着重改善TV的电磁特性(更换伏安特性不良的电磁式电压互感器以提高励磁电抗);或在35KV及10KV系统母线电压互感器TV二次侧加装消谐电阻、消谐灯或击穿保险器,以防止并联谐振的产生。对运行值班人员来说,主要应从改变运行方式及操作手法入手,采取如下措施:

4.3.1改变运行方式时应使Xco/XL≤0.01或Xco/XL≥3(Xco为系统容抗,XL为系统感抗,主要为TV励磁电抗),使系统远离谐振区。

4.3.2操作时应尽量避免将小电流系统的消弧线圈退出运行;对110KV及以上大电流系统,如果经计算在运行过程中不要求中性点接地运行时,应在操作时先合上电源变压器中性点接地刀闸,操作完毕后再将中性点接地刀闸退出运行。

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