電力系統按中性點接地方式不同,分為中性點直接接地系統(包括中性點經小電阻接地)、中性點不接地系統(包括中性點經消弧線圈接地)兩種。中性點直接接地系統稱為大接地電流系統。中性點不接地系統、中性點經消弧線圈接地系統稱為小接地電流系統。小接地電流系統發生單相接地故障時,應迅速查找故障點,爭取在未發展成兩相接地短路故障前將其切除,以免擴大事故。
一、故障的特點
小接地電流系統發生單相接地故障時,由于線電壓的大小和相位不變,系統電壓的對稱性沒被破壞,而且系統的絕緣又是按線電壓設計的,因此允許短時間運行而不立即切除故障,帶接地故障運行時間一般允許接地運行不超過2h,這主要是受電壓互感器和消弧線圈帶接地允許運行時間的限制。中性點經消弧線圈接地系統有接地故障時,一般規定消弧線圈可運行2h,應加強監視消弧裝置PT斷線、弧光接地、消弧線圈的上層油溫不超過85°C(最高限值95°C)等經消弧線圈相關接地的信息。
二、故障的原因及危害
1、故障的原因
設備絕緣不良,如老化、受潮、絕緣子破裂、表面臟污等,發生擊穿接地;小動物、鳥類及外力破壞;線路斷線、惡劣天氣,如雷雨、大風等、人員過失等。
2、故障的危害
1)由于非故障相對地電壓升高(完全接地時升至線電壓),系統中的絕緣薄弱點可能擊穿,造成短路故障。
2)故障相的接地電容電流等于正常時一相對地電容電流的3倍;故障點產生的電弧,會燒壞設備并可能發展成相間短路。
3)故障點產生間隙性電弧時,在一定條件下,產生串聯諧振過電壓,其值可達相電壓的2.5~3倍,對系統絕緣危害很大。
三、故障的現象
1 、“10kV(接地較頻繁)、(35kV)I或II段母線接地”發信號。
2 、電壓表指示
1)當系統發生完全接地故障時,接地相電壓表指示為零,其他兩相對地電壓表指示升高√3倍,線電壓表指示正常,此時電壓互感器開口三角形有100V輸出電壓。
2)當系統發生不完全接地故障時,接地相電壓表指示減小,低于相電壓,其他兩相對地電壓表指示增加,大于相電壓,線電壓表指示正常,此時電壓互感器開口三角形有0~100V輸出電壓。正常情況開口三角電壓為0V。
3)穩定性接地時,電壓表指示無擺動;若指示不停擺動,觀察相、線電壓、3U0電壓無明顯無變化,一般3U0電壓無法撲捉,則為間歇性接地。
3 、發生弧光接地產生過電壓時,非故障相電壓很高,電壓互感器高壓保險可能熔斷,甚至可能會燒壞電壓互感器。
四、故障的判斷
在某些情況下,系統的絕緣沒有損壞,而因其它原因產生某些不對稱狀態,例如電壓互感器高壓保險一相熔斷、用變壓器對空載母線合閘充電、諧振過電壓等,可能報出接地信號,在處理過程中應注意加以區分判斷。
1 、電壓互感器一相高壓保險熔斷,報出接地信號。
單相接地故障時,故障相對地電壓降低,非故障相對地電壓升高,線電壓不變,而電壓互感器一相高壓保險熔斷時,對地電壓一相降低,另兩相電壓不變,線電壓指示則會降低。
2 、用變壓器對空載母線合閘充電時,開關三相合閘不同期,三相對地電容不平衡,使中性點發生位移,三相電壓不對稱,報出接地信號。
這種情況是在操作時發生的,只要檢查母線及連接設備無異常,即可判定。投入一條線路或投入一臺所用變,接地信號即可消失。
3 、在合空載母線時,可能發生鐵磁諧振過電壓,報出接地信號。
電壓表一相、兩相、三相指示會超過線電壓或以低頻擺動,表針會打到頭??煞譃榛ㄖC振、高頻諧振、分頻諧振三種。
1)基波諧振
一相電壓低但不為零,兩相電壓高,超過線電壓,表針打到頭?;騼上嚯妷旱偷粸榱悖幌嚯妷焊撸磲槾虻筋^。
2)高頻諧振
三相電壓同時升高,遠超過線電壓,表針打到頭。也可能一相電壓上升,高于線電壓,表針打到頭,另兩相電壓下降。
3)分頻諧振
三相電壓依次升高,并超過線電壓,表針打到頭,三相表計在同范圍內低頻擺動。
五、故障的查找處理
小接地電流系統發生單相接地故障時,應記錄接地的時間和相別及絕緣監察電壓指示異常情況,接地故障持續5min后不消失,認定為永久性接地故障,匯報調度。根據信號、電壓表計指示、天氣、運行方式及系統操作等情況來判斷故障。
1、判明故障性質和相別
根據接地故障的判斷所述依據,首先判明故障性質和相別,待確定為接地故障后,采取措施進行查找處理。
2、分網運行縮小范圍
分網運行包括系統分網運行和變電站內分網運行,系統的分網應在調度統一指揮下進行,并考慮各部分之間功率平衡、繼電保護的相互配合、消弧線圈的補償度是否適當。對于變電站,分網就是將母線采取母聯分段方式運行??s小范圍,找出仍有接地信號的一段母線。
3、檢查站內設備
確定故障范圍后,應對故障范圍以內的站內一次設備進行全面的外部巡視檢查。主要檢查設備瓷質部分有無損壞、放電閃絡,設備上有無落物、小動物及外力破壞現象,各引線有無斷線接地,檢查互感器、避雷器、電纜頭等有無擊穿損壞、異常聲響等。
六、查找故障時的注意事項
1、故障點可以用斷路器隔離
檢查發現電流互感器、出線穿墻套管、出線避雷器、電纜頭、耦合電容器、線路側刀閘等斷路器外側的設備有故障。應匯報調度,轉移負荷后,斷開斷路器隔離故障。拉開故障設備的兩側隔離開關,匯報上級有關領導,做好安全措施,等待修試人員檢修故障設備。
2、故障點只能用隔離開關隔離
此時絕對不能用隔離開關拉開接地故障和線路負荷電流。應匯報調度,根據本站一次系統主接線及運行方式,利用倒運行方式將故障點隔離。對不能倒運行方式的,可用人工接地法轉移故障點,再用斷路器斷開故障點。
1)雙母線接線,可將故障設備倒至單獨一條母線上,使其和母聯斷路器串聯運行,用母聯斷路器斷開故障點,再斷開故障設備斷路器,拉開其兩側隔離開關,匯報上級有關領導,做好安全措施,等待修試人員檢修故障設備。
2)有旁母的接線,可用倒旁母運行,轉移負荷并轉移故障點的方法,用斷路器隔離故障點。
3)不能倒運行方式時,可用人工接地法,轉移接地故障點后,用斷路器隔離故障點。
4)故障點在母線上。檢查發現隔離點在母線上,無法隔離,應將隔離母線停電檢修,雙母線接線的可將全部負荷倒至另一條母線上供電,其它情況應先將用戶負荷轉移,再進行停運母線。
5)檢查站內設備未發現異常。匯報調度,利用瞬停的方法查出有故障線路。依次短時斷開故障所在母線上各出線斷路器,并監視接地信息、絕緣監察電壓表的指示,如果在斷開某一回路斷路器時,接地信號消失、絕緣監察電壓表的指示恢復正常,就可確定該線路上有接地故障。
七、處理故障時的注意事項
1 、有重合閘裝置的斷路器,拉路尋找時,應利用重合閘裝置進行選線。
2 、系統接地時,檢查站內設備,應穿絕緣靴,接觸設備外殼、構架及操作,應戴絕緣手套。發現明顯接地時,室內不得接近故障點4m以內,室外不得接近故障8m以內。隨時監視遠動裝置,保證“四遙”正確性和完好性,即遙測、遙信、遙控、遙調。
3 、無人值班變電站所有運行設備的“就地/遠控”開關應切至“遠控”位置。
4 、用“瞬停法“查故障線路,無論線路上有無故障,均應立即合上。
5 、系統帶接地故障運行一般不超過2h,在此期間,嚴密監視電壓互感器運行狀況。發現故障或嚴重異常,應斷開故障線路。
6 、如在大風、雷雨天氣,系統頻繁地瞬間接地,可將不重要的、經常出故障的、絕緣水平不高、分支多的線路停電10~20min。若觀察不再出現瞬間接地,待風雨停后再試送電。
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