本文以位於(yu) 成都地區的35kV變電站故障為(wei) 例，分析35kV供配電係統出現三相同時過流的處理方式，為(wei) 今後的工作提供幫助。

本文所述的35kV變電站,所處成都地區,屬亞(ya) 熱帶濕潤性季風氣候,春季氣溫回暖早但不穩定,夏季炎熱暴雨多,秋季降溫快多綿雨,冬季幹燥多雲(yun) 霧。該變電站服務一級供電保障單位,由兩(liang) 條自有的35kV專(zhuan) 用供電線路接入,正常運行時,站內(nei) 由兩(liang) 套獨立的配電係統作主備用分別供電,故障或檢修時可以由35kV母線或10kV母線連接供電。整個(ge) 供電係統是一座數字化的兩(liang) 級變壓變電站,功能複雜、設計容量大,總供電容量達4100kVA。

此次故障的35kV供配電係統為(wei) 備用的35kV紅虎台支線,此線從(cong) 35kV紅虎線8號杆“T”形接出一條支線。35kV變電站微機綜合自動化係統彈出2#主變後備保護複壓動作告警;同時,根據供電公司反饋,該35kV線路出現了三相同時過流的情況,無法判斷什麽(me) 原因造成,必須拉閘保護並進行檢查。

1 35kV供配電係統概述

1.1一次線路及設備

35kV紅虎台支供電外線起於(yu) XX變電站35kV間隔出線,止於(yu) 35kV變電站進線間隔。主要分為(wei) 兩(liang) 段:一段於(yu) 35kV紅虎線8號杆處“T”接延經廠區內(nei) 電纜敷設到35kV紅虎台支線2號杆,使用YJV22-26/35-3×150的三芯電纜,共950米,中間有一個(ge) 由於(yu) 廠區施工挖斷後對接的對接頭;另一段即35kV紅虎台支線2號杆經架空線路至51號終端杆進入35kV變電站進線間隔,約10千米架空線,導線采用LGJ-150/20鋼芯鋁絞線,地線采用GJ-35,並逐基良好接地。線路穿越區域經濟較為(wei) 發達,線路走廊絕大部分涉及當地經濟苗圃。

站內(nei) 主要有35kV變電站進線間隔到35kV高壓開關(guan) 室高壓開關(guan) 櫃的一段三根65米的YJV22-26/35-1×185單芯電纜、35kV高壓開關(guan) 櫃到35kV/10kV戶外式有載調壓電力變壓器的一段三根20米YJV22-26/35-1×185單芯電纜、35kV高壓開關(guan) 櫃到站用變的一段15米YJV22-26/35-3×120三芯電纜以及高壓開關(guan) 櫃進線電流互感器等線路及35kV高壓設備係統。

1.2二次保護及監控裝置

主要涉及二次控製係統、微機綜合自動化係統等。其中WBH-822微機保護裝置具有後備與(yu) 本體(ti) 保護能力,可以在兩(liang) 段高壓側(ce) 過流、兩(liang) 段低壓側(ce) 過流、一段低壓側(ce) 過流反時限、高壓側(ce) 負序過流、低壓側(ce) 負序過流、複壓開出等產(chan) 生動作。具有遙測、遙信、遙脈、遙控及故障錄波功能。係統示意圖如圖1所示:

圖1 係統示意圖

2故障信息及故障點排查處理

2.1係統故障信息

值班員在值守期間,發現35kV變電站微機綜合自動化係統突然出現“2#主變後備保護WBH-822(01.04)複壓動作告警”的報警信息,監控係統顯示該線路35kV母線和10kV母線出現失壓的情況。告警截圖如圖2所示:

圖2 2#主變後備保護複壓動作告警截圖

同時,接到供電公司電話,表示其係統監控顯示紅虎線二段出現三相同時過流的情況,監控電流達到51A左右,而該變電站的互感器變比為(wei) 300∶5,即意味著實際電流在3000A以上。

2.2係統故障點分析排查及處理

由於(yu) 實時報警顯示的信息會(hui) 根據信息類別不同顯示不同顏色,而此信息為(wei) 紅色,可以直接判斷該信息非常重要,涉及一次設備問題。而供電公司監控數據更清楚說明,該線路出現了嚴(yan) 重故障,必須拉閘停電,進行檢查和測試。

該線路屬於(yu) 中性點直接接地係統,產(chan) 生過流的原因可能是發生了線間短路或者是出現了線路接地的情況。根據35kV變電站以往運行故障情況及查詢各類供電係統故障資料,出現單相過流的情況比較多,但三相同時過流的情況就相當少見。

根據整個(ge) 輸變電係統情況進行分析,可以把故障檢測排查分四段進行:段即位於(yu) 廠區內(nei) 的950米三芯電纜,段為(wei) 10千米的架空鋼芯鋁絞線,第三段為(wei) 變電站內(nei) 35kV高壓進線開關(guan) 櫃前後的電纜線路,第四段為(wei) 35kV高壓開關(guan) 室內(nei) 設備。

故障發生後,值班人員隨即巡視了整個(ge) 係統。段位於(yu) 廠區內(nei) 且全部在地下管網內(nei) ,難以肉眼發現故障,經巡視沿線未發現施工等行為(wei) ,管網未遭到破壞,中間接頭處也未發現明顯燒灼及燒焦氣味;段架空鋼芯鋁絞線,經巡視沿線並無斷線掉落接地或其他引起短路等情況;第三段變電站內(nei) ,技術人員打開緊湊的35kV高壓開關(guan) 室二段的背板巡視檢查線路,發現35kV變電站進線間隔到35kV高壓開關(guan) 室高壓進線開關(guan) 櫃的三根單芯電纜,35kV高壓進線開關(guan) 櫃到35kV/10kV戶外式有載調壓電力變壓器的三根單芯電纜,35kV高壓進線開關(guan) 櫃到站用變的一根三芯電纜的電纜和各電纜頭完好,未出現接地或擊穿現象;第四段即檢查檢測35kV高壓開關(guan) 室內(nei) 設備,發現高壓開關(guan) 櫃進線的三組電流互感器表麵及周圍均有燒灼產(chan) 生的黑灰和少許白色異物,懷疑三組電流互感器同時擊穿放電,但該情況少見,並不能確定就是該處故障或該處就是唯一故障。電流互感器現場照片如圖3所示:

圖3 巡視時發現的電流互感器狀態照片

為(wei) 準確發現並確定所有故障點,必須對線路及設備進行儀(yi) 器檢測。本次檢測使用ZC-7型絕緣電阻表5000V/5000MΩ和ZGF-60kV/5mA直流高壓發生器。ZC-7型絕緣電阻表5000V/5000MΩ用於(yu) 測量各種變配電所、電纜、變壓器等絕緣電阻,測量設備和線路絕緣是否有損壞或短路現象。ZGF-60kV/5mA直流高壓試驗器是采用中頻倍壓電路,應用新的PWM中頻脈寬調製技術,閉環調整,電壓大反饋。主要適用於(yu) 電力部門、廠礦企業(ye) 動力部門、科研單位等對氧化鋅避雷器、電力電纜、變壓器、開關(guan) 等高壓電氣設備進行直流耐壓試驗或直流泄露電流試驗。測試數據如表1、2、3、4、5所示:

表1 35kV高壓進線開關(guan) 櫃到站用變的三芯電纜絕緣測試結果

表2 35kV高壓進線開關(guan) 櫃到站用變的三芯電纜耐壓測試結果

表3 35kV變電站進線間隔到高壓開關(guan) 櫃的三根單芯電纜絕緣測試結果

表4 35kV變電站進線間隔到高壓開關(guan) 櫃的三根單芯電纜耐壓測試結果

表5 高壓開關(guan) 櫃進線電流互感器絕緣電阻

根據以上測試數據可以判定35kV高壓開關(guan) 櫃到站用變的電纜和35kV變電站進線間隔到35kV高壓開關(guan) 櫃的電纜,檢測值均符合要求,無異常。35kV高壓開關(guan) 櫃進線的三組電流互感器的絕緣電阻極低,不能使用。

另外,在35kV變電站進線間隔處使用ZGF-60kV/5mA直流高壓試驗器對外線路進行測量時也出現異常,在加壓到1000V時即出現泄流嚴(yan) 重的情況,考慮是由絕緣子或氧化鋅避雷器擊穿放電。

為(wei) 確定故障點又將紅虎線8號杆的T接點及2號杆的電纜與(yu) 架空線分開,對紅虎線8號杆到35kV紅虎台支線2#杆的電纜以及2#杆到35kV變電站進線間隔的線路分別進行了測量,電纜和線路檢測值均符合要求,可排除外線故障。測量數據如表6、7所示:

表6 35kV紅虎線8號杆至35kV紅虎台支線2號杆的三芯電纜絕緣測試結果

表7 35kV紅虎台支線2號杆至51號終端杆的架空線耐壓測試結果

現可確定故障點僅(jin) 有高壓開關(guan) 櫃進線電流互感器。該電流互感器型號為(wei) ZZBJ9-35型,電流互感器為(wei) 環氧樹脂澆注全封閉產(chan) 品,適用於(yu) 額定頻率50Hz或60Hz、額定電壓35kV及以下的電力係統中,作電能計量、電流測量和繼電保護用。全封閉式柱式結構,耐汙染及潮濕,尺寸小,重量輕,適用於(yu) 任何位置、任意方向安裝。符合IECl85及GBl208-2006《電流互感器》標準。

采購更換3組高壓開關(guan) 櫃進線的電流互感器及損壞的絕緣隔板等附件,並對高壓開關(guan) 櫃內(nei) 器件進行除汙清潔等後通電運行正常,故障排除。

3故障原因

此次出現三組電流互感器同時擊穿,引起線路同時三相過流的情況,相當少見。雖意外,但也不是沒有先兆。

本35kV變電站位於(yu) 四川盆地,根據成都市氣象台(站)的曆年氣象資料,其主要的氣象數據如表8所示:

表8 成都市氣象台(站)的氣象數據

從(cong) 表8可以看出,本地氣候溫和,雨量充沛,降雨主要集中在夏、秋季,冬天降雨很少,但空氣潮濕多霧,每次霧持續時間長且含水量較大。電流互感器又位於(yu) 2008年汶川大地震後搶建的臨(lin) 時板房建築內(nei) ,距今箱體(ti) 變電站運行已有10年多。根據係統以往故障情況總結,由於(yu) 箱體(ti) 房空間狹窄,通風通氣性差,造成濕氣聚集無法消散,且無檢修空間,對於(yu) 設備運行情況的變化也無法及時發現,雖有空調、除濕器等除濕設備,但因本地氣候濕潤,及房屋結構限製,效果並不佳,櫃內(nei) 潮氣濕度一直較高,長期存在凝露現象。此高壓開關(guan) 櫃進線電流互感器也運行了數年,絕緣性能降低,加上潮氣和凝露,終造成三組電流互感器均發生高壓擊穿故障。

為(wei) 徹底解決(jue) 設備環境潮濕、設備巡視檢修困難的問題,現正在加緊改造整個(ge) 變電站的建築,建設長41米、寬21.5米,高7.5/10.5米,建築體(ti) 積約119258立方米框架式設備房,並按現有的設備布局而分設有1#主變壓器室、2#主變壓器室、二次設備室、35kV配電室、10kV配電室、10kV變壓器室、設備房間等,設備用房建成後將拆除現有的窄小的設備用活動板房,拆除原地板,使變電站設備間空間加大,便於(yu) 通風散氣,減少設備的潮濕度,高壓設備的運行環境,有效解決(jue) 影響高壓設備安全運行的潮濕及通風不好的問題,擴大運行維護空間,降低係統設備運行風險。（EDN）

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