广东佛山
摘要：文章对10kV配电系统过压产生的原因、危害进行分析，提出了相应的防范措施。
关键词:配电系统;过电压;防范；10kV；
前言
供配电系统设备组成当中，主要包括有：变压器、电动机、电缆以及断路器等。这些设备在运行期间，由于受到内外因素的影响，导致电气设备出现过电压现象, 使到设备内部的绝缘设备造成损耗，降低了电器设备耐受能力，甚至被过电压中被击穿。
因此，认真对过电压产生原因进行分析，并找出相应的防范措施，能有效保障电器设备的安全运行，显得十分重要。
一、系统过电压分析
1、操作过电压
真空断路器在进行操作的过程中,会由于重燃、截流等方面原因而产生过电压现象。
2、电弧接地过电压
中性点接地系统当中,如果发生单相间歇性的重燃接地,则容易造成高频振荡,容易造成绝缘闪络现象。
3、雷电过电压
雷电过电压主要是因为直击雷或感应雷活动导致的,因此又称之为外部过电压或者大气过电压。
4、配变高压绕组接地谐振过电压
当高压绕组接地时,其产生的过电压可以高出2.8倍左右,当两点接地的时候,产生的过电压也达到27倍左右,且作用的时间较长,可达几分钟到数十分钟不等。
二、过电压的防范措施
1、过电压防范的基本原则
对于过电压的保护,工作人员应该以保护电气设备的安全运行为主要原则,对过电压产生的主要原因、过电压持续的时间等相关因素进行研究分析,继而采取相应的措施。
(1)注意绝缘配合的可靠性:对过电压防护的主要目的就在于:要致力保护电气设备方面的安全。因此,技术人员在进行装置设计的同时,应该要将设备中的绝缘耐受性进行考虑,并合理分配。
(2)对电气设备进行全面性的保护:
在进行保护的过程中,技术人员必须要考虑到过电压的各种可能性。
(3)对保护装置自身的情况进行考虑:保证电气设备能安全运行的条件下,设计人员还必须要考虑到保护装置自身是否安全、合理,装置自身是否能够安全运行。若发现保护装置出现安全问题,必须要及时维修,以免造成事故隐患。
2、内部过电压的防护措施
目前,由于我国真空断路器的投人使用越来越广泛,电缆供电情况越来越多,电网的规模也变得越来越大,在一定程度上增加了内部过电压的危害。根据调查显示,内部过电压主要体现为:在三星型接法中的MOA对相间过电压没有起到很好的防护作用。要避免该情况的出现,设计
人员可以选择利用组合式避雷器进行安装,它主要采用四星型接法,由四个保护单元组成,方法为两组合法。该方法的主要优势是:大大地提高了保护性能,有效降低冲雷电冲、降低击残压值。
3、电弧接地过电压的防护
限制过电压与耐受过电压两者存在相当大的差异性。耐受电压指的是电气设备在超过一定时间过电压的影响,不会出现异常情况。其中避雷器在进行防护的过程中,必须要承受自身内部的过电压,由于电弧接地过电压具有作用时间不确定性等特点,因此,很多避雷器无法完全耐
受过电压。针对这种情况,技术人员可以安装消弧限压装置或者采用中性点经消弧线圈运行等方式进行防护工作。其作用在于:它能对作用时间长、威胁大的接地过电压进行控制,也能够有效将电气系统当中的各类电压进行控制,经过控制后,电压均能控制在较低水平当中,因此,其具有更加完善、安全、可靠的优点。
三、案例分析
1 1 0k V 变电站一次系统正常运行方式下, 1 0k V 母分开关热备用, 1 0k VⅠ、 Ⅱ段母线分列运行。
本次故障从时间先后顺序上可以分为4个阶段。
( 1 ) 第一阶段: 1 0k VⅠ段母线所属外部线路单相接地故障引起系统第一次谐振, 后果为1 0k V1 # 、 1 0k V2 # 电容器过压动作, 1 0k VⅠ号压变 B相被击穿, 部分配网设施过压击穿。该阶段情况大致如下:
1 ) 1 0k VⅠ段母线接地动作, 进而相电压、 线电压异常。监控系统报告如表1所示(由于电压幅值超过预置门槛, 部分电压数值显示为负) 。
2 )小电流接地选线装置情况如表2所示
( 由于小电流选线
装置不与 G P R S对时, 因此时间有偏差。经过比对, 小电流选线装置时间比 G P R S约快4m i n ) 。
3 )分析: 此次谐振先是高频谐振, 后来为基频谐振。 高频谐振对1 0k V 电压互感器和外部配网设备产生了第一波冲击,之后的基频谐振加剧了这种情况。
( 2 )第二阶段: 拉路选线确定故障线路( 即1 0k VⅠ段母线和1 0k VⅡ段母线并列, 利用 1 0k VⅡ 号 压变来判断) , 完成故障巡线后进行 线路试送期间发生第二次谐振。 后果为 1 0k V1 # 、 1 0k V2 # 、 1 0k V3 # 、 1 0k V4 # 电容器过压动作, 1 0k VⅡ号压变熔丝熔断, 部分配网设施过压击穿。该阶段情况大致如下:
1 ) 1 0k VⅡ段母线接地动作, 进而相电压、 线电压异常。监控系统 报 告 1 0 k VⅠ母线线电压幅值 ( b c ) 越正常上限1 4 . 7 5 7V。
2 )小电流接地选线装置报告谐振 情 况: 3 U0= 1 5 4 . 2V, 频率= 4 9 . 7 H z 。
3 )本次谐振为基频谐振。原先 1 0k VⅡ 母所属 1 0k V 线路并无故障, 经过这次谐振冲击, 至少引起了1 0k VⅡ母上线路设备击穿故障, 故障范围扩大。
( 3 )第三阶段: 依次对1 0k VⅠ母所属线路和1 0k VⅡ母所属线路进行拉路, 并找出1 0k VⅡ 母上的故障线路且进行隔离后, 1 0k VⅠ 母所属线路重新并入 1 0k VⅡ 母运行时 ( 查 找1 0k VⅡ母所 属 线 路 时, 1 0k VⅠ 母 和 1 0k VⅡ 母改为分列运行) , 发生第三次谐振。
( 4 )第四阶段: 受前几次谐振影响, 配网绝缘薄弱处继续发生新的击穿, 进而造成系统再一次接地, 并引起第四次谐振。
3 处理措施
( 1 )制定电网发生谐振的应对处置预案, 使今后这类情况能得到妥善、 快速处理, 尽量缩小停电范围和减少设备损坏。
( 2 )组织进行一次设备排摸和相关数据测试, 电压互感器铁芯饱和引起的铁磁谐振过电压必须改变系统参数才能抑制。
如果在系统的中性点上接入消弧线圈破坏它的谐振条件, P T的励磁感抗比较大(千欧至兆欧级) , 而消弧线圈的感抗(百欧级) 比较小, 这样谐振条件ω L> 1 / ω C 很 难满足, 谐振就不会发生。有了消弧线圈后, 电容对小感抗放电, P T 中电流就很小而不会烧毁。根据计算, 目前 1 0k V 系 统电容电流约在 1 1 . 3 A左右, 且为中性点不接地系统, 因此其电容电流略微超出1 0 A的限值。针对类似情况要在设备上加以完善, 加装消弧线圈控制系统, 补偿系统发生谐振时的系统参数。
( 3 )加装配网线路故障指示仪, 故障指示仪选型应能最大程度方便故障信息查找和掌控。
( 4 )研究线路避雷器的改进措施, 当电网发生过电压时, 可以有效地抑制冲击电流, 保护线路设备。
( 5 )制定专门措施, 对电网各1 0k V系统进行电容电流测量。当电网发生较大变化时, 专门安排测量。同时定期对接地 P T 和消谐电阻进行试验。
(6)对用户侧电压互感器进行排查, 尽量减少用户侧电压互感器中性点直接接地数量。
四、结束语
10kV电网系统运行过程当中容易出现过电压问题，给电力系统安全运行带来隐患。因此，出现问题时，广大电气设备维护人员，要及时查找原因，采取有针对性的解决措施，排除隐患。
参考文献
[1] 舒正发，10kV配电系统过压分析防范，贵州电力技术，2015年3月
论文作者:陈达源
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/20
标签：过电压论文; 谐振论文; 三星论文; 系统论文; 母线论文; 电流论文; 故障论文; 《基层建设》2017年5期论文;