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摘要：本文通过对事故升压变电站故障录波波形分析，反推出该变电站接地变相间短路事故的起因、发展到结束全过程，结合保护定值清单，验证了保护动作的可靠性，并提出了事故处理的可行措施，为工程建设中类似问题提供参考。
关键词：电弧；接地变；相间短路；故障录波
0 引言
光伏电站，是指一种利用太阳光能、采用特殊材料诸如晶硅板、逆变器等电子元件组成的发电体系，与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。随着我国对环境保护的重视，国家加大对清油绿色能源的扶持，一座座光伏电发站如雨后春笋般建立起来，给环境保护、国民生活带来改善。同时，快速投入的工程也存在小量未消除的缺陷。
某光伏发电站在投运初期，接地变小室（为厂家一体式箱体）发生爆炸。接地变室的检修门被炸开，室内接地变本体绝缘树脂上有烧蚀痕迹，接地变电缆接线端子及部分夹件尖端出线熔化现象。
1 事情经过：
该站故障录波装置显示，11点7分46.273秒，35kV母线电压C相反复出现电压降低升高现象。A相电压升高√3倍，零序电压升高至相电压，B相电压略有升高，却不明显。持续约0.36秒。至46.632秒，出现比较明显的B、C相交替接地现象，A相电压及零序电压基本维持不变，持续约0.32秒。一阶段共持续0.68秒。A、B、C相及零序电压波形如下图1一阶段所示。
至46.950秒，麒电六C相及接地变B相出现1.5kA的大电流，35kV母线A相电压基本不变，B相电压降至零，C相电压约为23kV左右。二阶段持续约为0.1秒。母线电压及接地变B相、麒电六C相电流波形如下图1二阶段所示。
至47.050秒，麒电六C相电流骤降为零，接地变B、C相电流增大至约4kA，35kV母线A相电压基本不变，B、C相电压降至零。约0.06秒后，母线电压A相降至0，接地变A、B、C三相电流升至约4.6kA左右。47.357秒，接地变高压侧I段过电流保护动作，47.409秒，接地变断路器分闸成功。三阶段持续时间约0.36秒（保护延迟0.3秒，分闸时间0.06秒）。母线电压及接地变三相电流波形如下图1三阶段所示。
图1 各阶段划分及相关电压电流总体波形图
2 事故分析：
通过故障录波可知，二阶段故障电流流经路径为麒电六C相与接地变B相间，大小均为1.5kA，同时发生，同时结束，持续约0.1秒。可判定二阶段故障为麒电六C相与接地变B相发生两相接地短路。短路发生的原因为，一阶段麒电六C相发生了非金属性接地，导致非接地相电压升高，由于非金属性接地过渡电阻存在，导致B相电压并没有升至线电压，而A相则上升为线电压。再根据接地变电缆头损毁情况，由于距离太近，接地变B相对其C相绝缘延长管护层铜皮（与地相连）绝缘薄弱处击穿，在空气中产生电弧，使空气发生游离，破坏了空气的绝缘性能。
接地变电缆头B、C相相距离及故障结果如下图6所示。
根据保护整定值，接地变回路高压侧瞬时速断保护动作电流为7.92kA；高压侧I段过电流保护动作值为2.08kA，延时0.3秒；高压侧II段过电流动作值为0.16kA，延时1秒。麒电六瞬时速断保护动作值为3.68kA，限时速断保护动作值为1.44kA，延时0.3秒。
二阶段故障电流为1.5kA，持续时间为0.1秒，故接地变及麒电六保护均未动作。三阶段接地变回路短路电流大于4kA，故接地变高压侧I段过电流保护延时0.3秒后动作。
4 结论：
1、麒电六C相发生单相接地是本事故的直接原因，线路施工或运行阶段应避免此事故的发生，否则导致非接地相电压升高，将导致某些绝缘薄弱处发生事故。
2、接地变电缆头相间绝缘距离不足是本事故发生的主要原因，电缆相间距离未满足规程规范要求。
3、接地变相间短路事故由电缆头的相间电弧发展而来。
5 处理措施：
1、对接地变进行工频耐压、绝缘电阻、直流电阻、接线级别等交接试验或测试，判别接地变本体是否有损伤，若无，对相关损坏的绝缘件进行更换即可。
2、对接地变回路电缆进行耐压试验，并将接地变侧电缆头更换，再次施工应注意保证相间距离满足规程要求值。
3、对保护定值进行核实。
以上问题解决后，接地变可再次接入。
事故期间发生后，消弧线圈退出运行，系统再次发生非金属性单相接地会产生弧光接地过电压，危及系统安全，此阶应极力避免发生；另站变用仅一回电源，可靠性差，应做好随时投入柴油发电机的准备。
6 展望：
本事故中，故障录波显示的B、C两相交替出线接地故障的现象，存在一定的规律性，有待查清其背后机理。
7 结语：
质量是工程建设的根本，百年大计，质量第一。工程建设过程中，各参建单位要秉持“质量就是生命”的安全生产理念，从一线工人抓起，不能放松。同时施工、监理、建管单位应各施其职，制定安全质量管理措施，并加强现场巡视，加强对质量不合格品的考核。
工程投入运行之前，应严格逐一进行各分部的验收，特别是对于一些隐蔽性较强的地方应加强力度，确保工程零缺陷投运。
我国对清洁能源光伏发电站的投运制定了相应的“阶梯电价”，每年的6月30日前后为一个时间区分点，越早投运的项目可获得更多的发电补助。这一政策加快了光伏发电站的建设步伐，同时也给项目建设带了由于赶工期而带来的质量缺陷隐患，在此，呼吁相关部门制定更加完善的规则制度，以利于我国清洁能源合理有序发展，使人民安居乐业，社会和谐幸福。
论文作者:何伟
论文发表刊物:《电力设备》2019年第10期
论文发表时间:2019/10/21
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