接地補償及快速消弧系統(tǒng)運行中的問題及解決方法

林乃文

摘 ?要：以當前接地補償及快速消弧系統(tǒng)運行過程中存在的問題為出發(fā)點，結(jié)合本地區(qū)實際工作案例，對如何完善接地補償以及如何完善消弧系統(tǒng)工作質(zhì)量進行研究。

關(guān)鍵詞：接地補償;快速消弧系統(tǒng);問題處理

中圖分類號：TM475 ? ? 文獻標識碼：A ? ? ?文章編號：1006-8937（2015）36-0086-02

近年來受到城鎮(zhèn)發(fā)展以及城鎮(zhèn)規(guī)劃等方面的影響，大多數(shù)城鎮(zhèn)的10 kV線路由原來架空線路改變?yōu)榈叵码娎|線路，導致不接地系統(tǒng)對大地電容、電流有了顯著提升，嚴重威脅電網(wǎng)運行安全性。從本地區(qū)10 kV線路運行情況來看，10 kV消弧系統(tǒng)接地方式的線路在運行過程中曾出現(xiàn)線路發(fā)生接地故障，故障線路不會跳閘，通過消弧系統(tǒng)補償繼續(xù)運行，對人身安全及設(shè)備運行造成危險，所以必須通過各種方式對其進行完善。

1 ?案例及問題

1.1 ?10 kV線路運行的案例

2015年6月27日12時22分，某供電所運維人員接用戶電話，稱在新化路邊高壓線脫落掉在路上，現(xiàn)場有火花，山上茅草已點燃。12時25分，供電所運行人員通知配調(diào)切開110 kV陽光站10 kV新口線F1。12時54分，供電所運行人員到達現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)10 kV新口線F1新化支線N1桿A相（電源側(cè)）瓷瓶脫落，線路跌落碰到拉線引起火花點燃山上茅草（過火面積大概60 m2）?，F(xiàn)場檢查，A相瓷瓶曾經(jīng)遭受雷擊，導致瓷瓶內(nèi)部松脫，致使受力鐵件脫落導致線路掉落。

110 kV陽光站為消弧接地系統(tǒng)，2015年06月27日12時03分，調(diào)度自動化SCADA系統(tǒng)只發(fā)出“110 kV陽光站10 kV線路F2至F12間隔裝置異常告警 動作”信號，無響鈴，三相電壓如下：A相0.73 kV;B相10.32 kV;C相9.94 kV，開關(guān)無跳閘，12時25分配調(diào)切開10 kV新口線F1后站內(nèi)10 kV母線電壓恢復正常。

10 kV新口線F1線路明顯存在接地故障，并且站內(nèi)母線電壓二相高一相低已持續(xù)了約20 ? min，10 ?kV消弧選線裝置未動作。

2015年7月21日，110 kV安寶站10 kV安東線F2線路接地故障，但安寶站10 kV消弧選線裝置動作，切開10 kV安南線F3開關(guān)。

2015年9月7日，110 kV平角站10 kv消弧選線裝置動作，同時切開掛在10 kVI母線上的10 kV河東線F1、建平線F3、平華線F4開關(guān)，實際只有10 kV河東線F1線路接地故障。

1.2 ?10 kV接地變壓器運行存在的問題

變電站的內(nèi)配接地變壓器主要工作內(nèi)容是從10 kV配網(wǎng)不接地系統(tǒng)當中通過人為的方式構(gòu)建中性點，并將該中性點作為系統(tǒng)接地點來使用，和消弧線圈共同組建成快速消弧系統(tǒng)。為了順應(yīng)時代發(fā)展要求，節(jié)省不必要資金支出，接地變壓器有時也要充當站用變壓器角色。如果變電站內(nèi)部有兩臺變壓器，則正常運行一臺，另一臺熱備用，定期切換。因為變電站低壓側(cè)正常狀態(tài)下的工作模式是兩段10 kV母線各自運行，所以如果接在熱備模式變壓器母線出現(xiàn)單相的接地故障，則會導致消弧線圈和系統(tǒng)連接不暢，影響系統(tǒng)運行。

一些接地變壓器帶有消弧線圈運行，如果變電站的電壓互感器在高壓保險中出現(xiàn)燒毀或者是爆炸等情況，會對其運行產(chǎn)生嚴重影響。電壓互感器自身也可能產(chǎn)生爆炸，通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，事故發(fā)生伴有10 kV配網(wǎng)系統(tǒng)單相接地問題。

對該問題進行分析發(fā)現(xiàn)，10 kV不接地系統(tǒng)如果出現(xiàn)單相接地故障，快速消弧系統(tǒng)補償系統(tǒng)接地容性電流，因為消弧線圈的容量不理想，導致其不能提供足夠感性電流，所以系統(tǒng)處在全補償狀態(tài)下會出現(xiàn)諧振過電壓的情況。

在日常運行中，如果變電站外部10 kV系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地的問題，Z型接線接地變壓器保護裝置的動作會比較頻繁，跳開高壓側(cè)斷路器，不僅會影響到快速消弧系統(tǒng)的正常使用。而站用變壓器都是Z型的接地變壓器，開關(guān)柜當中的電流互感器也只是配備了兩種雙向電流互感器，但是保護裝置依然按照三相電流互感器來采集二次電流，這種運行模式在正常工作的情況下，保護裝置可以正常采樣，但是如果系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地故障，接地補償控制系統(tǒng)產(chǎn)生動作，對消弧線圈進行控制，控制其投入運行，提供電流電感補償系統(tǒng)電容電流。在這種模式下，接地變壓器高壓側(cè)三相一次電流流過時，會消除掉弧線圈所提供的部分補償電流，相位一致零序電流以及系統(tǒng)變壓器內(nèi)部零序電流的分布模式，如圖1所示。

2 ?接地補償以及快遞消弧系統(tǒng)運行優(yōu)化措施

2.1 ?轉(zhuǎn)變運行方式

想要全面優(yōu)化接地補償以及快速消弧系統(tǒng)運行工作質(zhì)量，必須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)運行方式。將變電站內(nèi)部各段10kV母線接地變壓器高壓側(cè)接在不同母線上運行，通過分別運行的方式提升工作效率及穩(wěn)定性。在運行過程中的接地變壓器可以作為變電站的站用變，而熱備用接地變壓器可以在低壓側(cè)以空載的方式運行。對變壓器運行方式進行調(diào)整，將變壓器定期切換運行放在接地變低壓側(cè)，并在接地變低變壓側(cè)安放自投設(shè)備，保證單臺變壓器正常運行狀態(tài)下接地補償和快速消弧系統(tǒng)的工作效率。

2.2 ?針對設(shè)備損壞的解決方式

通過調(diào)查變電站內(nèi)加裝接地補償以及快速消弧系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，部分投入運行的消弧系統(tǒng)的變電站消弧線圈的容量明顯不足，會導致設(shè)備出現(xiàn)損壞。導致該問題的原因較多，早期電網(wǎng)規(guī)劃問題就是其中之一。

在前些年建設(shè)時，對未來發(fā)展的估算不精確，對電網(wǎng)容性電流估算量也明顯不足，變電站設(shè)計時購入的消弧線圈容量不足。一旦出現(xiàn)單相接地事故，系統(tǒng)處在欠補償狀態(tài)。如果處理掉出現(xiàn)故障的線路，因為控制系統(tǒng)自身出現(xiàn)故障，可能導致消弧線圈沒有在第一時間退出，系統(tǒng)就會從欠補償狀態(tài)轉(zhuǎn)變到全補償狀態(tài)。城市化進程的不斷演變導致用地緊張，所以場地限制的問題也日漸凸顯。市區(qū)負荷中心沒有與時俱進，建設(shè)新的變電站，不論新增多少用電負荷，都通過之前的變電站來承受，導致變電站長期處在超負荷狀態(tài)，系統(tǒng)電容電力有明顯提升。部分城市為了滿足城市規(guī)劃的需求，會進行線路改造，原架空線路都轉(zhuǎn)換成電纜的方式運行，導致系統(tǒng)電容電流有了明顯的提升。

針對該問題，因為10 kV配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)整體比較復雜，所以為了保證供電質(zhì)量以及在供電可靠性方面的需求，對10 kV配電網(wǎng)進行環(huán)網(wǎng)式改造。如果變電站外配網(wǎng)運行方式出現(xiàn)轉(zhuǎn)變，則變電站系統(tǒng)電容和變電站系統(tǒng)電流也會產(chǎn)生變化。所以可以通過技術(shù)改造等方式，替換傳統(tǒng)的消弧線圈，讓系統(tǒng)在重新運行補償方式下進行工作。將網(wǎng)區(qū)電壓互感器變成抗諧振新式互感器，提升變電站項目建設(shè)速度的基礎(chǔ)上減少原有負荷，保證系統(tǒng)正常運行。

2.3 ?不同接線形式

通過不同的星型接線，當系統(tǒng)出現(xiàn)單相接地問題時，接地變壓器保護裝置采集到的電流是其余兩相采集到電流的總量，呈反向形式。因為網(wǎng)內(nèi)10 kV過流保護不會投入到方向閉鎖，所以系統(tǒng)在單相接地且二次回路接線非正常工作情況下時，保護裝置采樣值會提升1倍，這種情況會嚴重影響接地變電保護裝置的正常運行，使接地變電保護裝置出現(xiàn)頻繁動作，跳開接地變高壓側(cè)的開關(guān)，導致接地補償以及快速消弧系統(tǒng)運行效率低下。

針對該情況，可以在站用變電開關(guān)的內(nèi)部添加電流互感器，對電流回路進行保護，使用三相四線接線，讓零序電流可以真正的對保護裝置的運行情況進行反映，提升工作效率。

3 ?結(jié) ?語

從接地補償以及快速消弧系統(tǒng)運行工作存在的問題入手，結(jié)合某實例，闡述完善措施，通過該方式提升其工作效率是切實可行的方式。

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