南岸干渠伴渠35kV系統(tǒng)過電壓問題分析與治理

肖云亞

(新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)管理局，新疆 伊寧　835000)

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南岸干渠伴渠35kV系統(tǒng)過電壓問題分析與治理

肖云亞

(新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)管理局，新疆 伊寧835000)

【摘要】35kV及以下小電流系統(tǒng)過電壓問題是影響供電安全、可靠的重要因素，治理該問題是一項(xiàng)復(fù)雜的工程。本文通過對南岸干渠伴渠35kV系統(tǒng)過電壓的問題監(jiān)測分析，對問題的治理進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】過電壓；分析；治理

我國35kV電網(wǎng)系統(tǒng)大多采用中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)，通常又稱小電流接地系統(tǒng)。作為小電流接地系統(tǒng)，發(fā)生單相接地故障時，故障相電壓為零，非故障相電壓抬高到線電壓，但三相線電壓仍然對稱，由于中性點(diǎn)非直接接地，因不構(gòu)成短路，所以故障電流較小，系統(tǒng)可以繼續(xù)運(yùn)行1～2h。因此35kV電網(wǎng)系統(tǒng)過電壓是引發(fā)停電事故、損壞設(shè)備的主要原因。

1南岸干渠伴渠35kV系統(tǒng)現(xiàn)狀及運(yùn)行情況

1.1系統(tǒng)現(xiàn)狀

南岸干渠伴渠35kV系統(tǒng)分別由輸電線路、變電所、閘房箱變等組成，具體如下：110kV輸電線路總長91.386km， 35kV輸電線路總長138km， 10kV輸電線路總長1.546km，110kV變電所2座，改造110kV變電所2座，35kV變電所2座，渠系建筑物供電點(diǎn)為58處，管理站供電點(diǎn)為4處 ，干渠沿線供電點(diǎn)總計(jì)62處，在全線T接有40臺35kV箱變降壓后供電，每臺箱變均配置有35kV高壓開關(guān)、電壓互感器、降壓干式變壓器、避雷器等設(shè)備。

1.2運(yùn)行情況

南岸干渠伴渠35kV系統(tǒng)自投運(yùn)行以來，受長線路、輕負(fù)荷，尤其在冬季干渠停水期線路帶電空載運(yùn)行的影響，線路末端電壓上翹、過電壓等問題比較突出，危害很大。具體表現(xiàn)如下：

a.運(yùn)行初期，在2010—2011年間出現(xiàn)多臺箱變35kV電壓互感器熔斷器熔斷、電壓互感器絕緣擊穿燒壞的現(xiàn)象。

b.自2011年開始，頻繁出現(xiàn)多臺箱變35kV進(jìn)線電纜頭擊穿放炮的現(xiàn)象，尤其是在冬春兩季該問題更加頻繁。

c.運(yùn)行至今還造成兩臺箱變嚴(yán)重?zé)龘p、設(shè)備報(bào)廢的現(xiàn)象。

2設(shè)備燒壞原因分析

在南岸干渠伴渠35kV系統(tǒng)線路發(fā)生的多起設(shè)備燒毀事故中，不同設(shè)備制造廠的產(chǎn)品(ABB、許繼、川開、35kV開關(guān)柜及電網(wǎng)多處35kV高壓電纜頭)及不同區(qū)域都出現(xiàn)過設(shè)備燒毀，因此可以排除設(shè)備本身原因，設(shè)備燒毀主要是由系統(tǒng)過電壓導(dǎo)致。具體分析如下：

a.南岸干渠35kV伴渠線路長150.15km，伴渠線路運(yùn)行負(fù)荷接近空載，容抗較大，電網(wǎng)易發(fā)生電磁諧振，造成箱變內(nèi)部電氣設(shè)備絕緣破壞，發(fā)生相對地及相間短路，這是導(dǎo)致箱變設(shè)備絕緣擊穿、短路起火的直接原因。

b.經(jīng)設(shè)計(jì)院理論計(jì)算，電網(wǎng)35kV線路的對地電容電流超過20A，最大達(dá)26A，依據(jù)規(guī)范，35kV輸電線路對地電容電流超過10A應(yīng)加裝消弧線圈，目前系統(tǒng)中未加裝消弧線圈，導(dǎo)致發(fā)生單相接地故障時電弧持續(xù)時間長，造成設(shè)備燒壞。

c.多起電纜頭燒壞在處理過程中發(fā)現(xiàn)電纜本身存在進(jìn)水受潮而導(dǎo)致本身絕緣性能降低問題，這也反映出電纜頭在制作施工中不規(guī)范，密封不嚴(yán)。

d.部分箱式變電站各間隔之間防火封堵不到位，電纜未涂刷防火涂料，從而導(dǎo)致無法控制火勢蔓延。

3過電壓問題監(jiān)測分析與治理措施

3.1過電壓問題監(jiān)測分析

結(jié)合以上原因分析，為查找到南岸干渠35kV伴渠線路過電壓問題的根源，2015年經(jīng)過調(diào)研了解，在相關(guān)設(shè)備廠家的技術(shù)支持下，在南岸干渠35kV供電的海努克變電所35kV母線上加裝了全電壓監(jiān)測儀對其系統(tǒng)中存在的過電壓進(jìn)行監(jiān)測分析。經(jīng)過2015年4—5月的監(jiān)測，結(jié)合全電壓錄波分析，在此期間發(fā)生5次過電壓，最大過電壓倍數(shù)為3.43倍，其中2次為操作過電壓，3次為弧光過電壓。同時還監(jiān)測到發(fā)生5次接地情況，3次C相，1次B相， 1次A相。C相接地過程中B相發(fā)生2次跌落現(xiàn)象，疑似存在絕緣不良問題。

該操作過電壓發(fā)生在2015年4月17日10時51分35秒，根據(jù)圖1分析操作過電壓上升時間為30μs，根據(jù)圖2分析操作過電壓發(fā)生在C相負(fù)峰值時刻。過電壓倍數(shù)為0.6/0.175=3.43倍(112kV)。

圖1　操作過電壓的暫態(tài)數(shù)據(jù)波形

圖2　操作過電壓的工頻疊加波形

圖3的弧光過電壓發(fā)生在2015年4月30日17時23分25秒，結(jié)合波形分析為2個周波的短時弧光過電壓，弧光初期疑似由相間故障引起，周期短，短暫弧光后系統(tǒng)恢復(fù)正常。圖4的弧光接地故障發(fā)生在2015年4月30日14時27分5秒，結(jié)合波形分析是正常狀態(tài)轉(zhuǎn)弧光接地，正常狀態(tài)時電壓不平衡，弧光過電壓幅值為2.43倍，弧光狀態(tài)持續(xù)時間60s。

圖3　弧光過電壓波形

圖4　弧光性接地故障波形

3.2過電壓問題治理措施

結(jié)合過電壓監(jiān)測結(jié)果，進(jìn)一步證明了南岸干渠伴

渠35kV系統(tǒng)頻繁出現(xiàn)設(shè)備燒壞的最主要原因是過電壓問題。為此經(jīng)過進(jìn)一步論證分析后，采取了如下措施進(jìn)行治理：

a.對伴渠35kV箱變35kV側(cè)設(shè)備和連接電纜(含電纜附件部分)進(jìn)行排查和試驗(yàn)，對箱變低壓存在絕緣薄弱或散熱不良的部位進(jìn)行重新排列或更換導(dǎo)線。并對箱式變電站各間隔之間的穿孔進(jìn)行防火封堵，電纜涂刷防火涂料。

b.對伴渠35kV箱變35kV電纜進(jìn)行排查，絕緣擊穿造成短路的35kV高壓電纜頭在重新制作安裝時，采取新工藝進(jìn)行防水封堵，以減少由電纜故障引發(fā)的接地或短路故障。

c.根據(jù)設(shè)計(jì)院對電網(wǎng)電容電流的計(jì)算和實(shí)測，在為南岸干渠伴渠供電的河川110kV變電所、海努克110kV變電所、薩爾布群110kV變電所主變壓器35kV中性點(diǎn)加裝消弧線圈進(jìn)行補(bǔ)償，以抑制系統(tǒng)弧光接過電壓的影響。

d.提高電壓互感器PT自身的抗飽和倍數(shù)，逐步將原普通電壓互感器更換為抗飽和電壓互感器。即更換為飽和點(diǎn)為2.5或3.5倍相電壓的電壓互感器 ,以減小鐵磁諧振過電壓產(chǎn)生的危害。

e.加強(qiáng)設(shè)備管理，在冬季渠道停水期，對不重要的箱變采取停電停運(yùn)措施以減少設(shè)備的故障率。

4治理運(yùn)行效果

2015年南岸干渠伴渠35kV系統(tǒng)通過整改及加裝消弧線圈等措施，使過電壓問題大大降低，設(shè)備故障率也有所下降，有效確保了渠道工程供電安全。35kV系統(tǒng)過電壓問題比較復(fù)雜，因地制宜地查找出過電壓產(chǎn)生的原因是解決問題的關(guān)鍵。南岸干渠伴渠35kV系統(tǒng)過電壓問題的治理措施雖還未得到全面實(shí)施，但有了前階段的監(jiān)測分析和對應(yīng)的措施，治理效果已有所體現(xiàn)。隨著后續(xù)不斷完善措施及設(shè)備改造，南岸干渠伴渠35kV系統(tǒng)過電壓問題將會得到全面有效的解決。

Analysis on Nan’an main canal accompanied 35kV system over-voltage problem and its control

XIAO Yunya

(XinjiangIliRiverBasinDevelopmentandConstructionAdministration,Yining835000,China)

Abstract:The over-voltage problem of 35kV and lower small current system is the important factor influencing power supply safety and reliability. Control of the problem is a complex project. In the paper, the treatment of problem is discussed through analyzing the monitoring of Nan’an main canal accompanied 35kV system over-voltage problem.

Key words:over-voltage; analysis; control

DOI:10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2016.05.015

中圖分類號：TV91

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1673-8241(2016)05- 0050- 03