10～35 kV系统弧光接地过电压的危害及解决办法

1、1035 kv系统弧光接地过电压的危害及解决办法 1 事故情况简介近几年，随着城网的迅速发展，电缆线路的比例逐年增多，导致对地电容电流剧增。由于1035kv系统单相接地引发的电网事故愈来愈多，由此带来的经济损失和社会影响也越来越大。仅就北京供电局1998年710月的统计发现，由于10kv系统单相接地而引发的事故便达4起，有的造成全站停电，影响重要用户供电，有的造成主变压器损坏、开关柜烧毁和避雷器爆炸等，简要情况如下：(1)1998年7月6日，北京肖庄35kv4号母线34路b相发生单相接地，故障持续1h后，引发301开关内附ct主绝缘击穿，开关爆炸起火，1号主变差动跳闸。2号主变在自投过程中经受

2、一次出口短路冲击，由于有载调压开关重瓦斯继电器因振动动作，2号主变也掉闸，造成全站负荷停电。(2)1998年7月21日，北京北土城站10kv5号母线发生单相接地，在查找故障线路的操作过程中，把5号母线单相接地故障接到了3号母线上，引起211开关爆炸，并造成一台进口全密封110kv、31.5mva主变压器因出口短路而损坏。(3)1998年9月16日，北京古城站10kv5号母线发生单相接地故障，仅过158ms，222内相间短路起火，并将柜内二次线烧毁短路，直流保险熔断，失去直流电源，保护无法启动。2号变低压侧故障持续50s后，10kv4号母线又发生单相接地(201-4刀闸支瓶闪络)，单相接地持续3

3、5s后，造成201开关至ct引线三相短路，1号主变差动保护动作掉闸。2号主变低压侧故障持续1min25s后，110kv过流保护动作掉开112、302开关，切除了2号主变，全站停电。事故造成4面10kv开关柜烧毁，全站停电6h以上，并影响了重要用户的供电。(4)1998年10月25日，北京西罗园站10kv线路单相接地，引发了10kv避雷器爆炸、开关柜损坏以及10kv4号、5号母线停电事故，并出现人员伤亡。2 原因分析正常情况下，1035kv中性点不接地系统发生单相接地，允许运行2h。但为什么频繁地发生单相接地迅速发展成相间事故，使事故扩大化呢?原因之一是系统中个别设备存在绝缘薄弱点，另一个重要的

4、原因是由于10kv系统电容电流较大，接地电弧变得不能自熄而产生了较高倍数的弧光接地过电压，据国内外经验，弧光接地过电压倍数最大可达3.5。在单相接地事故中，通过弧光的电流乃是健全相对地电容电流的总和。为了减小故障总电流，往往采用消弧线圈。装设消弧线圈后，接地点残流不超过10a，接地电弧便不能维持，会自行熄灭。据了解，上述4个事故变电站，只有一个站消弧线圈没投运，该站10kv母线电容电流高达82a，远远高于规程的允许值10a。其它3个站消弧线圈在投运，但由于是根据理论计算值来调整消弧线圈分头的，误差大，脱谐度不满足要求，当发生单相接地时，故障点残流仍大于10a，接地电弧不能自熄，仍产生较高倍数的

5、弧光接地过电压，消弧线圈没有发挥应有的作用，形同虚设。比如，有的变电站10kv系统电容电流理论计算值为43a，但实际测试电流却高达96a。3 解决办法3.1装设消弧线圈为保证接地电弧自熄，1035kv中性点不接地系统电容电流超过10a时，一律应装设消弧线圈。3.2加强消弧线圈的管理工作消弧线圈的分头调整，不能仅仅依据理论计算值，应根据实测电容电流值来调整。否则，由于计算误差大，造成消弧线圈发挥不了应有的作用，形同虚设；更为严重的是，有可能造成消弧线圈欠补偿，形成谐振过电压，从而产生负作用。容性电流测试工作应定期开展，测试方法可采用外加电容法，简便有效，适合现场应用。3.3消弧线圈技术发展较快，

6、需认真对待选型老式手动消弧线圈除需停电调分头，不能自动跟踪补偿电网电容电流等缺点外，脱谐度也很难保证在10%以内，其运行效果不能令人满意。据国内外资料统计分析表明，采用老式手动消弧线圈补偿的电网，单相接地发展成相间短路的事故率在20%40%之间，比采用自动跟踪补偿的电网高出3倍以上。因此，新上消弧线圈应装设自动跟踪补偿的消弧线圈。目前，自动消弧线圈有四大类：(1)用有载分接开关调节消弧线圈的分接头；(2)调节消弧线圈的铁心气隙；(3)直流助磁调节；(4)可控硅调节消弧线圈。(1)、(2)类有正式产品，其中用有载分接开关调节的消弧线圈运行台数较多，技术较为成熟，应优先选用。为保证老式手动消弧线圈

7、充分发挥作用，克服固有的缺点，可分轻重缓急逐步改造成自动跟踪式。3.4大力推广微机接地保护技术1035kv系统属小电流接地，由于接地保护一直未能很好解决，需要人工查找接地线路，时间长引发了一些相间短路，使事故扩大化。目前，随着技术的不断发展，国内外已实现了小电流接地系统继电保护的选择性，即当发生单相永久接地故障后，在整定的时间内可以自动跳开故障线路，无需人工进行查找切除。这一技术的采用。极大的减少了1035kv系统单相接地持续时间，从而大大降低了单相接地事故扩大化的概率。因此，建议重要厂站应安装接地选线装置。3.5开展1035kv系统接地研究，制定接地方式原则。1035kv系统有消弧线圈和电阻

8、两种接地方式，电阻接地方式又可分为高、中、低三种。目前，两种接地方式全国均有采用。消弧线圈接地方式属我国多年采用的方式，经验丰富。小电阻接地方式属新近出现的技术，它的优点是快速切除故障，过电压水平低、可以采用无间隙氧化锌避雷器等，但它的缺点也是明显的，由于发生单相接地跳闸，供电可靠性要降低，人为地增大了接地故障电流，对人身安全的威胁增加等。集团公司绝大多数站采用的是消弧线圈接地方式，只有极少数新投变电站采用了小电阻接地方式。国际上也是如此，两种接地方式均有采用，比如德国、法国、俄罗斯等国采用消弧线圈，美国、日本等国采用小电阻接地方式。值得一提的是法国最初采用小电阻接地方式，后改为消弧线圈接地方式。由于系统接地方式是一个系统工程，涉及面较广，比如供电可靠性、过电压保护、绝缘配合、继电