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6kV系统接地原理及故障排除

高升供电工区 2019-01-16 04:58:36

        电力系统的中性点是指发电机或变压器的中性点,从电力系统运行的可靠性、安全性、经济性和人身安全等方面考虑,中性点常采用不接地,经消弧线圈接地、直接接地和经小电阻接地四种运行方式,我国3—66KV系统,一般采用中性点不接地或经消弧线圈接地运行方式,此方式下当某一相发生接地故障时,由于不能构成短路回路,接地故障电流往往比负荷电流小得多,所以这种系统被称为"小电流接地系统。从油田供电系统实际,6kV系统主要采用中性点不接地运行方式。66kV系统主要采用中性点经消弧线圈接地的运行方式。

一、 中性点不接地电力系统的运行特点 

        中性点不接地系统正常运行时的电路图和相量图如图1所示: 

  

        设三相系统的电源电压和电路参数都对称,每相与地之间的分布电容用一个集中电容C来表示,线间电容忽略。

系统正常运行时,三个相电压UA、UB、UC对称,三个相的对地电容电流ICO也对称,其相量和均为O,中性点对地电压为O,各相对地电压就是相电压。

系统发生单相接地时,例如C相接地,如图2所示。这时C相对地电压为0,非接地相的A相、B相对地电压均变为线电压Uac、Ubc,升高为原来的√3倍(Uac=√3Ua、Ubc=√3Ub),而且该两相的对地电容电流Ica、Icb也相应的增大为原来的√3倍(Ica=√3Icoa、Icb=√3Icob),C相接地时的接地电流为Ic非接地相对地电容电流Ica、Icb的相量和,Ic是正常运行时每相对地电容电流Ico的3倍(Ic=3Ico)。

二、 中性点经消弧线圈接地电力系统运行特点

        在中性点不接地系统中,当单相接地电容电流超过一定数值时(66KV系统中接地电流>10A),在接地点将产生电弧,引起危险的间歇过电压,因此须采用中性点经消弧线圈接地的措施来减小这一接地电流,熄灭电弧,避免过电压的产生。这种接地方式就是中性点经消弧线圈接地。如图3

1 消弧线圈的工作原理

        系统正常运行时,由于三相电压、电流对称,中性点对地电位为0,线圈上电压为0,线圈中没有电流流过。当系统发生单相接地时,流过接地点的电流是接地电容电流Ic与流过线圈的电感电流IL之和。由于Ic超前Uc90°,而IL滞后Uc90°,Ic与IL相位相反,在接地点相互补偿。只要消弧线圈电感量选取合适,就会使接地电流减小到小于发生电弧的最小生弧电流,电弧就不会产生,也就不会产生间歇过电压。

2 消弧线圈的补偿方式

        根据消弧线圈中电感电流对接地电容电流的补偿程度不同,可以分为全补偿,欠补偿和过补偿三种补偿方式。

2.1 全补偿: 

        当IL=Ic时,接地点的电流为0,这种补偿称全补偿。从补偿观点来看,全补偿应该是最好的,但实际上不采用这种方式。因为系统正常运行时,各相对地电压不完全对称,中性点对地之间有一定电压,此电压可能引起串联谐振过电压,危及电网的绝缘。

2.2 欠补偿: 

        当IL<IC,即感抗大于容抗时,接地点尚有未补偿的电容电流,这种补偿称欠补偿。这种补偿方式也很少采用。因为在欠补偿运行时,如果切除部分线路(对地电容减小,容抗增大IC减小),或系统频率降低(感抗减小IL增大,容抗增大IC减小),都有可能使系统变为全补偿,出现电压串联谐振过电压。

 2.3 过补偿: 

        当IL>IC即感抗小于容抗时,接地点出现多余的电感电流,这种补偿称过补偿。过补偿可以避免出现上述的过电压,因此得到广泛应用。因为IL>IC,消弧线圈留有一定的裕度,也有利于将来电网发展。采用过补偿,补偿后的残余电流一般不超过5~10安培。运行实践也证明,不同电压等级的电网,只要残余电流不超过允许值(66KV电网,残余电流≤10A)接地电弧就会自动熄灭。 

三、发生单相接地故障的原因及危害

原因: 

  1、设备绝缘不良,如老化、受潮、绝缘子破裂、表面脏污等,发生击穿接地;

2、小动物、鸟类及外力破坏;

3、线路断线;

4、恶劣天气,如雷雨、大风等;

5、失误操作。 

危害:

        系统的线电压大小和相位差仍保持不变。接在线电压上的用电设备仍能正常工作。但这种单相接地状态不允许长时间运行。首先因为系统单相接地后长时间运行可能造成非故障相绝缘薄弱处被击穿,形成相间短路,产生很大的短路电流,从而损坏线路及用电设备;其次,较大的单相接地电容电流会在接地点引起电弧,稳定电弧可烧坏设备,引起相间短路,间歇电弧可产生间歇电弧过电压,威胁电力系统的安全运行;再次,故障点产生间隙性电弧时,在一定条件下,产生串联谐振过电压,其值可达相电压的2.5~3倍, 对系统绝缘危害很大。因此,我国电力规程规定,中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时,系统运行时间不应超过2h。


6kV系统接地现象及应急处置程序


1、后台警报响,“6kVI段(II段)绝缘监察报警”和“XX线路小电流接地报警”,主变模块和线路模块相应指示灯亮。中性点经消弧线圈接地系统, 还有“消弧线圈动作”报警。复归后台报警,记录接地时间。


2、查看后台显示6kV系统电压。

当系统发生完全接地故障时,接地相电压为零,其他两相对地电压表指示升高√3倍,系统线电压正常, 此时电压互感器开口三角有100V输出电压;当系统发生不完全接地故障时,接地相电压减小,低于相电压,其他两相对地电压增加,大于相电压,系统线电压正常,此时电压互感器开口三角形有0V~100V输出电压。


3、穿上绝缘靴,戴绝缘手套。

去高压室查看小电流接地选线仪,检查接地相别指示与后台系统电压显示相符(这里显示的是二次电压);

4、检查本所高压室及6kV出口有无接地故障点。

5、用手持选线定位仪查找接地线路。

(高一变、高二变)将TY-01接地选线装置工作选择旋钮打到“发讯”位置,将发讯开关打到“加强档”,使“输出电流表”指示为5A左右;

(高三变)检查TY-06D接地选线仪“注入设置”菜单里“注入信号模式”为“连续”,“注入信号电流”为3A。

 

抽出“信号电流探测器”将电源开关打至“开”位置,按“电池测量”检查电池电量充足;水平持住“信号电流探测器”使上边红线紧靠开关柜,红色箭头对准接地相,逐个开关柜进行测量,“信号电流表”指示最大者为接地线路。

    当系统经高阻接地时,流过故障线路的信号电流相对微弱,无法与正常运行电路的电容电流区分,往往不能选出故障线路,或者接地选线仪失灵,此时必须通过传统的倒旁路法查找接地线路。根据电调命令拉开6kV母联开关,判定哪段接地;用非故障段旁路逐条带接地段线路,再次断开6kV母联,根据后台告警信号及绝缘监察电压指示情况,查出接地线路。

7、确定故障线路后,汇报电调,等候处理。

8、加强监视6kV电压互感器的运行情况,注意监视运行声音和气味,防止过热及烧损。

9、接地消失后,后台系统电压显示正常,报警解除,主变模块告警指示灯“6kVI段(II段)绝缘监察报警”熄灭,高压室小电流接地选线仪显示母线正常。汇报调度,做好有关记录。

 




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