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10kV系统电压异常现象判断及处理
10kV系统电压异常现象判断及处理
    10kV系统电压异常现象在电网运行中经常遇到,但要想准确及时地判断处理并不是一件容易的事。10kV系统一般是中性点不接地系统或中性点经消弧线圈接地系统,随着电网的扩大,电容电流的增多,越来越多的10kV系统将会是中性点经消弧线圈接地系统。以中性点经消弧线圈接地系统为例,引起10kV系统电压异常的因素非常多,可分为两大类:一类是10kV电网运行参数异常;一类是10kV系统设备故障,包括一次设备故障(还可能出现多重故障)、测量回路故障(包括TV及其二次回路故障)、一次设备故障而且测量回路也有故障。电压的显示方式一般有三种:一种是常规有人值守变电所,配置有一个线电压表,三个相电压绝缘监测表;一种是常规变电所无人值守改造后,在调度端MMI显示出一个线电压值和三个相电压值;一种是无人值守综合自动化所,在调度端MMI显示出三个线电压值、三个相电压值和一个零序电压值,这种模式对10kV系统电压异常的判断处理非常有利。
1 10kV系统电压异常的表现形式
1.1 运行参数异常的电压表现
合空载母线时的谐振:电压一般显示为一相升高、两相降低;或者一相降低、两相升高。
消弧线圈脱谐度过低及系统不平衡电压过大:电压一般显示为一相降低、两相升高。
1.2 一次设备故障的电压表现
单相完全接地:电压一般显示为接地相电压为零,其余两相电压升至线电压。原因主要有:线路断线接地、瓷瓶击穿、线路避雷器击穿、配变避雷器击穿、电缆击穿、 线路柱上断路器击穿。
单相不完全接地:电压一般显示为一相升高、两相降低;或者一相降低、两相升高。原因主要有:线路断线接地、配变烧毁、电缆故障。
线路单相断线:电压一般显示为一相升高、两相降低;或者一相降低、两相升高。电压的变化幅度与断线的长度成正比。
线路两相断线:电压一般显示为一相升高、两相降低;或者一相降低、两相升高。电压的变化幅度与断线的长度成正比。
1.3 测量回路故障的电压表现
TV高压熔丝一相熔断:有的相电压升高,有的降低。
TV高压熔丝两相熔断:电压一般显示为熔断相电压降低,正常相电压升高;或者三相电压均降低。
TV低压熔丝一相熔断:电压一般显示为熔断相的电压略有降低或基本不变,其余两相电压基本不变;或者熔断相电压为零,其余两相电压基本不变。
TV低压熔丝二相熔断:电压一般显示为熔断相的电压略有降低或基本不变,正常相电压基本不变;或者熔断相电压为零,正常相电压基本不变
TV高压或低压熔丝三相熔断:三相电压为零。
1.4 一次设备及测量回路均有故障
其电压表现为一次设备故障电压与测量回路故障电压的叠加。常见的有一相高压熔丝熔断及一相接地同时出现,当熔断相与接地相是同一相时,接地熔断相可能升高,也可能降低,其余两相升高。当接地相与熔断相是异相时,接地相为零,熔断相可能升高,也可能降低,另一相升高。
2 10kV系统电压异常的判断与处理
针对电压异常,首先要判断是否是测量回路故障,排除了此类故障后,再考虑是一次设备故障或是运行参数异常。用线电压值可以很好地将两者区分开来。凡是TV或其二次回路故障,相关的线电压值都会变小。对于无人值守综合自动化所,在调度端MMI上可直观地判断;对于常规有人值守变电所、常规变电所无人值守改造的,所显示的线电压无法反映的,可借助其它间接的手段来判断,如有功功率数值,在电流、电压不变的情况下,相关的有功功率数值突然降低很多,也可判断出测量回路故障。
一次设备故障与测量回路故障同时出现时,首先要将一次设备故障排除,再处理测量回路的故障。
对于一些特殊的故障需要特别判断,如TV三相或两相熔丝熔断且线路单相接地,由于三相电压为零,无法判断是否有接地,可先按熔丝熔断进行检查处理,若在开关室后听到母线有电晕放电声,则说明有接地故障了,就要先处理接地故障,再处理TV熔丝熔断。
至于运行参数异常与设备故障的区分,要先把运行参数异常情况排除。运行参数异常主要有两种情况:合空母线时产生的谐振,只要将任一馈线投入运行,就可消除;另一种是消弧线圈的脱谐度过低,系统的不平衡电压过大所产生的虚拟接地现象,此时只要任意将一条馈线拉闸,电压异常消失,然后再将该馈线合闸,电压异常不再出现。
一次设备故障,情况最复杂,有绝缘击穿时形成的单相完全接地,有断线或配变烧毁形成的不完全接地。由于消弧线圈的接地选线、小电流系统接地选线、馈线的零序电流信号经常出现误发或拒发信号,因此逐一试拉馈线仍是处理一次设备故障引起的10kV系统电压异常的主要手段。
线路断线,三相电压的不对称与断线长度成正比,还可通过馈线电流是否减少来辅助判断。电流表的接线有两种,一种是不完全接线的取AC相的差流,一种是完全接线的直接取B相电流。出线端B相断线,电流为零,其余两相出线断线,电流减少;线路中间或支路B相断线,电流减少;其余两相断线,电流减少相对少一点。断线的原因主要有线路过载引起线路刀闸、电缆引线、线路接头烧断(短路冲击引起);变电所内断路器由于操作联动机构问题导致缺相(一般出现在停电后的送电操作时)等。单纯的断线,馈线的零序过流信号不会动作。
对于完全接地,其电压特征明显,即接地相为零,其余两相升至线电压,接地信号光字牌会出现。若馈线的零序过流信号出现,则先依此试拉。否则就按照先次要馈线后重要馈线,先常故障馈线后不常故障馈线,先站外后站内的原则试拉,最后再检查母线上的所有设备。查出故障线路或设备后进行隔离,通知有关部门处理。对于馈线接地故障的查找,一般采用逐渐逼近法。馈线有多个分段断路器的,由负荷侧向电源侧逐一试拉,确定故障线段(减少停电次数)。检查故障主线段没问题后,再检查支路,有支路断路器的可试分合,确定是否是故障支路,若无支路断路器的,只能逐一检查,只有户外设备检查均没有问题后,才怀疑电缆,一般电缆外破可以在巡查时发现,电缆内部的故障往往要断电后检查才可确定。复杂线路的接地故障,有时甚至要几天才能查出故障点。
一般而言,母线接地是很罕见的。当每一条馈线都试拉过,而电压异常并没有消失时,就要考虑是不是出现多重故障了。对于多重故障,如同相不同馈线同时接地、异相不同馈线同时不完全接地等,判断处理的方法会比较复杂。如同杆架设的双回路、三回路线路,上层线路一相断线并且电源侧接地,有可能碰下层线路。若是同相的,引起两回路均接地,停一回路还不能消除故障,必须两回路一起停,当同相接地的两条线路不是同杆架设时,容易误判为母线接地,特别是零序过流不动作或接地选线不显示时更是如此,若馈线能形成手拉手接线,则将每一条线路转由其他母线供电,看看是否引起其他母线接地,来判断该线路是否接地,若没有手拉手接线,则要将该母线所有馈线都拉闸,来确定是不是母线故障,若不是母线故障,再逐一试送馈线,确定故障线路。如同杆架设的双回路、三回路线路,上层线路一相断线并且电源侧接地,若是碰下层线路异相的,则引起断路器跳闸(一般只会跳一个线路断路器,也可能同时跳闸),若是原先接地的线路跳闸,则跳闸后接地相将改变,否则接地相不变。运行中也出现过由于绝缘薄弱,一相接地引起另一相绝缘击穿形成两相接地短路,两相在同一线路的或不同线路但断路器一起跳闸的,断路器跳闸后接地消失;若不同线路的,只有一个线路断路器跳闸的,原先接地线路断路器跳闸后,接地相将发生改变。