10~35kv系统弧光接地过电压的危害及解决办法

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1、10～35kV系统弧光接地过电压的危害及解决办法 摘要：简要地分析了1998年7～10月发生的肖庄、北土城、古城、西罗园变电站事故，这4起事故起因均是10kV单相接地引起的。进一步分析单相接地事故扩大化的原因之一是系统电容电流超标，不能自熄，产生弧光接地过电压。同时提出了限制弧光过电压的各种措施。关键词：10～35kV系统弧光接地过电压事故接地保护接地方式相关站中站：无功补偿及电容器应用建筑电气防雷接地专题DamagesSolutionsofOvervoltageCausedby10～35kVSystemArcEarthing　　1　事故情况简介　　近几年，随着城网的迅速发展，电

2、缆线路的比例逐年增多，导致对地电容电流剧增。由于10～35kV系统单相接地引发的电网事故愈来愈多，由此带来的经济损失和社会影响也越来越大。　　仅就北京供电局1998年7～10月的统计发现，由于10kV系统单相接地而引发的事故便达4起，有的造成全站停电，影响重要用户供电，有的造成主变压器损坏、开关柜烧毁和避雷器爆炸等，简要情况如下：　　(1)1998年7月6日，北京肖庄35kV4号母线34路B相发生单相接地，故障持续1h后，引发301开关内附CT主绝缘击穿，开关爆炸起火，1号主变差动跳闸。2号主变在自投过程中经受一次出口短路冲击，由于有载调压开关重瓦斯继电器因振动动作，2号主变也掉

3、闸，造成全站负荷停电。　　(2)1998年7月21日，北京北土城站10kV5号母线发生单相接地，在查找故障线路的操作过程中，把5号母线单相接地故障接到了3号母线上，引起211开关爆炸，并造成一台进口全密封110kV、31.5MVA主变压器因出口短范鸹怠?/p>　　(3)1998年9月16日，北京古城站10kV5号母线发生单相接地故障，仅过158ms，222内相间短路起火，并将柜内二次线烧毁短路，直流保险熔断，失去直流电源，保护无法启动。2号变低压侧故障持续50s后，10kV4号母线又发生单相接地(201-4刀闸支瓶闪络)，单相接地持续35s后，造成201开关至CT引线三相短路，

4、1号主变差动保护动作掉闸。2号主变低压侧故障持续1min25s后，110kV过流保护动作掉开112、302开关，切除了2号主变，全站停电。事故造成4面10kV开关柜烧毁，全站停电6h以上，并影响了重要用户的供电。　　(4)1998年10月25日，北京西罗园站10kV线路单相接地，引发了10kV避雷器爆炸、开关柜损坏以及10kV4号、5号母线停电事故，并出现人员伤亡。　　2　原因分析　　正常情况下，10～35kV中性点不接地系统发生单相接地，允许运行2h。但为什么频繁地发生单相接地迅速发展成相间事故，使事故扩大化呢?原因之一是系统中个别设备存在绝缘薄弱点，另一个重要的原因是由于10

5、kV系统电容电流较大，接地电弧变得不能自熄而产生了较高倍数的弧光接地过电压，据国内外经验，弧光接地过电压倍数最大可达3.5。　　在单相接地事故中，通过弧光的电流乃是健全相对地电容电流的总和。为了减小故障总电流，往往采用消弧线圈。装设消弧线圈后，接地点残流不超过10A，接地电弧便不能维持，会自行熄灭。据了解，上述4个事故变电站，只有一个站消弧线圈没投运，该站10kV母线电容电流高达82A，远远高于规程的允许值10A。其它3个站消弧线圈在投运，但由于是根据理论计算值来调整消弧线圈分头的，误差大，脱谐度不满足要求，当发生单相接地时，故障点残流仍大于10A，接地电弧不能自熄，仍产生较高倍

6、数的弧光接地过电压，消弧线圈没有发挥应有的作用，形同虚设。比如，有的变电站10kV系统电容电流理论计算值为43A，但实际测试电流却高达96A。　　3　解决办法　　3.1　装设消弧线圈　为保证接地电弧自熄，10～35kV中性点不接地系统电容电流超过10A时，一律应装设消弧线圈。　　3.2　加强消弧线圈的管理工作　　消弧线圈的分头调整，不能仅仅依据理论计算值，应根据实测电容电流值来调整。否则，由于计算误差大，造成消弧线圈发挥不了应有的作用，形同虚设；更为严重的是，有可能造成消弧线圈欠补偿，形成谐振过电压，从而产生负作用。容性电流测试工作应定期开展，测试方法可采用外加电容法，简便有效，

7、适合现场应用。　　3.3　消弧线圈技术发展较快，需认真对待选型　　老式手动消弧线圈除需停电调分头，不能自动跟踪补偿电网电容电流等缺点外，脱谐度也很难保证在10%以内，其运行效果不能令人满意。据国内外资料统计分析表明，采用老式手动消弧线圈补偿的电网，单相接地发展成相间短路的事故率在20%～40%之间，比采用自动跟踪补偿的电网高出3倍以上。因此，新上消弧线圈应装设自动跟踪补偿的消弧线圈。　　目前，自动消弧线圈有四大类：(1)用有载分接开关调节消弧线圈的分接头；(2)调节消弧线圈的铁心