风电场35kV线路单相接地故障处理及防范对策研究

发表时间:2020/5/9   来源:《中国电业》2019年24期   作者:张岩
[导读] 高压电力线路是社会单位与居民日常使用非常重要的输送电路方式
         摘要:高压电力线路是社会单位与居民日常使用非常重要的输送电路方式,其大多由电力电缆和架空线路共同供电。随着电力负荷增加、线路周围环境恶化,雷击、大风、冰雪等恶劣天气变化,以及线路电缆“T” 接用户多、用户侧设备故障等原因,线路单相接地故障时有发生。文章希望对35kV线路的连接方式以及线路防护的措施进行一些探讨,对单相接地故障处理方式进行总结,保证电力企业发展,争取对风电场的稳定与安全作出一定贡献。
         关键词:风电场;35kV;单相接地故障处理
         风电场35kV线路在日常运行的时候,会遇到各种各样的恶劣天气,比如大风天,下雨,下雪等等,这些情况都会非常容易造成输电线路单相接地故障,对输电设备造成一定影响,对日常使用的用户带来安全隐患,最重要的是对电力企业产生盈利损害。
         1 风电场升压站主线连接方式
        
         上图是110kV升压站中的变电器连接方式,这其中保护1此位置是用来保护母线,其次是后备对电压进行闭锁,让其符合电压,保护2是对主变的保护措施。保护3则是对各个35kV出线的保护措施。110kV升压站变电器其中对保护1阶段的电流保护是比较重要的,我们要让其电流的大小满足变压器二次侧最大短路电流以下,在具体操作的时候,需要根据实际情况进行设计,电流线路发生跳闸的时候,变压器立即切断电源。
         2 35kV线路保护配置
         我们对于继电保护,最常提到的要求就是可靠、快速、灵敏这几个特点,35kV系统在不断发展的同时,输电线路的半径越来越小,节约了空间,但是线路不断的缩小,变压器的压力不断的提升,系统短路的现象非常常见,针对这种情况,我对此的看法是可以选择加装电压闭锁元件,我的经验是在使用之后输电线路可控性明显的提高,工作人员在日常对设备进行维护的时候能够对原件进行控制,但是这其中有一个弊端,就是我们要考虑到,加装电压闭锁元件非常容易造成输电线路拒互性。
         在这基础上加装低压母分BZT效果是差不多的,都能对输电线路的安全状况起到提升与改善的效果,电流可以通过这些装置的保护动作进行收集计算,从而分析出比较适合的值,用此来进行电路的设置,这种方法在我的观点看也是比较可取的,但是我想说这种方法的不确定性,首先加装BZT是需要一定成本的,所以从这一点来分析并不适合每个风电场来安装,其次就是屏位问题,最后就是加装BTZ之后,变电器从分开运行到并列运行,两者的关系过于紧密,导致其中一个故障就会接连的影响另外一个不能运行,也就是说对我们日常的维护以及使用的熟练程度都有比较高的要求。
         3 常见的故障现象
         第一就是出现不完全接地,其中包括故障相电压会出现不寻常的降低,这就使别的相位的电压出现增高,引起继电器断电,触发警报。
         第二就是线路出现完全接地状态的时候,有时候会出现故障相电压突然为0的情况,因为故障相出现问题,非故障相也出现影响,电压的走向持续升高,这时候继电器会断开电压,发出警报。线路维护工作不到位,并未进行定期检修,根据规范安装,交叉跨越的距离太远; 一些线路在安装之前,并未实施绝缘子耐压试验,使得接地电阻和安装要求不相符。
         第三就是互感器比较容易出现问题,也就是说高压侧出现了断线,电路线路中原件出现了崩溃损害,原本在线路中正常的电压因为配件不稳定,出现了异常,故障相数值比较高,线中若干故障让整体的电路线路形成了闭环的串联回路,这样的话电压不以正常的形式显示,继电器被触发,发出故障信号。
         四就是其他元器件的影响,我们需要把整个输电系统当成一个整体来看,在输电系统上总会有一些比较容易受到影响或者故障发生的比较频繁的位置,或者说输电电路加装了不适合的工作元件比如感性元件,非常容易导致继电器失灵,有可能在正常的情况下发出不正常的警报,不正常的情况发出的警报不及时准确。
         最后就是母线虚假接地,导致整体电路的三相电压非常不稳定,这基本上是最初的设计失误或者是安装失误,只要进行的正确接地之后就会正常。
         4 故障处理以及预防
         (1)事故影响
         在我们的实际生活中,风电场受到的自然因素影响是非常大的,我的经验来说,一年内发生的自然因素造成的单相接地故障比较多,比如被风吹过来的物体被电线刮到,悬挂在电线上,这就会造成单相接地以及短路的现象,在比如鸟类搭建的巢穴在高架上或者绝缘子对线路造成击穿,单相接地故障相比之下比较严重,如果情况比较严重恶劣,会产生次同步谐振电压,就会导致绝缘设备崩溃,电流电压无法控制,烧毁电气设备,引发大面积停电,除了这一点以外,间歇性弧光也是造成的比较常见危害,谐振电压总是伴随着其出现,不可控制的较大电压超过输电电路平时的额定电压,造成严重短路,甚至会引起电气火灾,对人民的生命财产造成非常不利影响。
         (2)事故处理
          在事故处理方面一定要首先保证人员的安全,避免无关人员进入事故现场,假如故障点在室外的时候,需要至少保持八米以上的安全距离,检修人员必须使用绝缘设备,周围区域停电是必不可少的,但是我觉得需要尽可能的降低停电范围,避免损失,减少群众受到的影响,检修人员在检修的时候,需要先去排查关键的地方,不要浪费时间在不容易出现问题的节点,缩短排查时间,要挑选线路短,负荷比较大,分支少的用电性质线路,这其中比较重要的一点就是互感器损坏,一定要在安装新的互感器之后在进行通电测试,防止意外情况出现,根据我的经验如果升压站内没有问题的话,就需要对35kV线路上进行逐一的排查,查看有没有鸟巢或者其他的异物等等。
         (3)预防
         第一,加大巡视力度。
         我们平时在对输电线路进行巡视的时候,要观察电线杆上是否产生鸟巢,在比较密集的线路以及树木之间的导线是否处于安全状态,要对导线的绝缘子的固定性进行观察,检查其是否松脱、我们在架设处的选择需要避免鸟类活动的聚集地,举架的设置需要比较考究的是,尽量的远离建筑物,避免受到居民活动的影响,我们的巡查工作还要对绝缘子这种的绝缘设备定期进行绝缘测试,保证绝缘设备的正常工作,对失效的进行及时更换,有条件的可以对线路进行升级,可以尝试安装断路器,我对此的看法是这种设备能在出现意外情况的时候尽量缩小停电的区域,效果十分明显,并且能快速寻找故障位置。
         第二,加大对新技术和新设备的应用。
         类似像自动选线装置,能够变电站自动分配的大小电流,降低非故障线路的短路出现概率。
         第三,根据地区一年四季的气候做好相关的预防方案,在暴风天,雨雪天气比较容易出现故障的天气多加巡防,对老线路及时的进行更新,加强检查力度。   
         参考文献:

         [1]赵燕鹏,李传东.35 kV电力线路单相完全接地故障位置的查找方法[J].电世界,2019,60(07):28-31.
        
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         [5]杨万涛. 配网单相接地故障消弧及定位的研究[D].华北电力大学(北京),2016.
        
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