220kv高压电缆头闪络放电原因分析

220kv高压电缆头闪络放电原因分析

1主变进线和主变进线选取夏坂地水电站位于高山和高山地区，生产能力为3.50w。主要电气线采用发夹式装置线。在10.5kv的电压下，通过10.5kv输出线的10.5kv电流，将其转换为具有63vma的三相双线圈，压缩电流在s39-63000和220之间。220kV高压开关设备采用GIS,主变进线采用GIS管道母线引出,220kV电缆出线采用SF220kV电缆选用单芯铜导体交联聚乙烯绝缘铅套聚氯乙烯绝缘护套电力电缆,额定电压为127/220kV,最高工作电压为252kV,额定电流为450A,导体短路热稳定电流为41.7kA/3s,护层短路热稳定电流为27kA/3s,单相额定短路电流为27kA/3s,净重为16.1kg/m。户内电缆头室温下雷电冲击耐压波形为1.2/50μs,室温下操作冲击耐压波形为250/2500μs,爬距不小于3.1cm/kV。2反冲击合闸时光纤差动保护动作过程2010年6月1日,依据220kV坂英线送电及下坂地水电站#1机组启动并网调度方案,电网反送电进行主变冲击合闸。2010年6月1日19时19分,对#1主变进行第2次冲击合闸时,下坂地水力发电厂侧WXH-803A光纤差动保护动作:A通道差动动作,重合出口,故障测距参数为11.85km,坂英线2919断路器B相动作于跳闸,A相差流为0.310A,B相差流为0.318A,C相差流为0.101A,差动保护定值为0.320A。3光纤差动保护误动原因分析保护反馈故障测距为11.85km,但巡查发现220kV坂英线线路正常。分析光纤差动保护WXH-803A故障测距参数反馈的本侧A、B、C相电流可知,本侧电流反馈的为主变空载合闸励磁涌流。后检查发现,下坂地水电厂侧WXH-803A光纤差动保护TA极性接反,导致光纤差动保护误动。光纤差动保护WXH-803A动作B相录波图显示本侧三相电流、三相电压及对侧电流的波形基本对称,这验证了励磁涌流的存在。但本次跳闸重合闸出口未动作,同时B相光纤差动保护动作后,长时间非全相运行断路器本体三相不一致保护未动作。经核查,光纤差动保护只跳B相且未重合,光纤差动保护跳闸与重合闸配合回路正常。重合闸压板及断路器启动失灵均在退出状态,导致B相跳闸后重合闸不成功,同时断路器非全相保护投退压板在退出状态,导致未启动断路器非全相保护联跳。B相跳闸后,故障录波图显示B相电压长期存在,但检查电压回路正常。经分析,出现该情况的原因是故障录波未能解读出B相跳闸时间。按省调保护定值清单投入光纤差动保护功能及出口压板,检查继电保护电流、电压回路正常,并调整下坂地水电厂侧TA极性后,主变冲击合闸正常。4光纤差动保护动作2010年6月2日完成5次主变冲击合闸试验正常后,当日23时35分,在进行同期试验时,下坂地水电厂侧WXH-803A光纤差动保护再次动作:A通道差动动作,重合出口,故障测距参数为0,坂英线2919断路器A相动作于跳闸,A相差流为1.202A,B相差流为0.107A,C相差流为0.105A,相量差动定值为0.320A。5递升加压试验核查故障录波图与光纤差动保护动作流程完全吻合,检查主变高压侧至220kV出线平台设备外观无异常。为消除设备隐患,复核安装时电缆头局放试验为了迅速查找并确定故障点,在2010年6月3日,断开220kV出线平台侧隔离开关进行手动递升加压试验,机端电压升至30%额定电压后,220kV母线电压不再上升,判断设备有接地点;打开220kV出线侧断路器进行发变组递升加压,升压正常。由加压试验初步判断故障点在220kV电缆附近。经查220kV出线电缆A相击穿导致单相接地,电缆头闪络放电痕迹如图1所示。2010年6月4日,采取安全措施后,重新制作电缆头;2010年6月6日,电缆头制作完成,恢复安全措施,并进行在线监测、测微水。2010年6月7日12时33分,进行220kV电缆头对地24h耐压试验,连同坂英线进行递升加压试验;2010年6月8日13月36分,电缆头24h空载运行完毕。6接地仿真结果利用Simulink软件平台对220kV高压电缆A相放电导致单相接地进行仿真,以客观、真实地再现故障。仿真短路电流如图2所示;220kV母线电压波动如图3所示。从图2、图3可看出故障瞬间,短路相电压急剧降低,故障电流急剧升高,与故障录波图趋势吻合较好。7电缆导电杆表面元素不放经分析,受现场安装条件限制,安装220kV高压电缆时,土建施工作业处于收尾阶段,作业面附近存在灰尘。电缆头制作时表面清理不到位,220kV高压电缆A相导电杆表面等落有异物或灰尘。在断路器进行分合闸时,受电动力的作用,导体和外壳均有轻微震动,导致异物或灰尘坠落在220kV高压电缆导体上引发闪络。试验表明,安装