一起10kv接地变跳闸事故研究

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1、一起10kV接地变跳闸事故研究　　摘要：本文从变电站运行工作的实际需要出发，对接地变—消弧线圈这一特殊系统进行了简明扼要的分析。从一起由单相接地故障发展为接地变过流保护动作并造成接地变开关跳闸的事故入手，对比分析可能的事故原因，指出接地变—消弧线圈容量不足是保护动作跳闸的关键原因。分析了电缆线路不断增多，系统发生单相接地时流过接地变的电容性电流逐步增大最终造成接地变跳闸的过程，提出了问题的解决方案，并探讨了在日常运行工作中对此类问题的预防措施。关键词：接地变；消弧线圈；单相接地；电容电流；故障电流中图分类号：U223文

2、献标识码：A文章编号：0引言8随着城市发展，10kV电缆造成的电网电容电流增加，使得经消弧线圈接地逐渐成为城市10kV系统中性点接地的主要方式[1]。由于降压变电站10kV侧多采用三角形接线，不能直接引出中性点，故通常在10kV母线上接入Z型接线的接地变压器（简称接地变）[2]，在其中性点接入消弧线圈，同时兼作站用变之用。接地变-—消弧线圈系统成为保证变电站可靠运行和电网安全稳定的关键设备，对其运行状况进行监测，及时发现隐患保证系统安全运行具有重要意义。1事故经过及检查结果2012年12月某日下午，110kVZS变电站

3、发生1号接地变105开关跳闸事故。事故前运行方式：10kVⅠ、Ⅱ段母线分列运行，1、2号接地变运行。站用电为“Ⅰ主供、Ⅱ备供”方式。接地变及消弧线圈额定参数见表1。14时15分21秒20毫秒，10kVⅠ段母线C相接地。22秒150毫秒，1号接地变保护启动，22秒870毫秒，1号接地变105开关跳闸，切除1号接地变。站用电备自投动作，站用电进线Ⅰ接触器分闸、进线Ⅱ接触器合闸，站用电切换成功。表1ZS变1号接地变—消弧线圈额定参数现场检查结果如下：1）1号接地变A、B相保护过流Ⅰ段动作，Imax=0.895a，动作时间0.

4、72S。2）经检查，站用变、消弧线圈无异常，站用电系统无异常。3）经查阅，过流Ⅰ段保护定值：I=0.82a，T=0.7S，变比为300/5。保护正确动作。82事故分析运行和检修人员经过现场检查后，对常见的三种保护跳闸可能性进行分析：（1）接地变保护范围内发生击穿造成相间短路故障。（2）由于间歇性接地产生谐振过电压，造成接地变过励磁，一次电流超过保护定值。（3）系统对地电容大，流入接地变的电容电流过大，超过保护定值。2.1相间短路的分析ZS变电站105开关三相均装有CT，首先发出母线C相接地故障信号，如果系接地变系统故障

5、，应在健全相（A相或B相）发生击穿后，与C相构成对地电流回路，发展为A-C相故障、B-C相故障或三相故障，实际的保护动作电流显示，A、B相过电流，C相电流继电器未启动，结合现场外观检查，基本排除接地变相间故障的可能。2.2过励磁的分析题接地变压器的非接地相绕组承受的电压为正常时的倍，其铁心磁通密度小于普通电力变压器[3]，一般不会因磁通饱和造成注入的励磁电流急剧增大引起过励磁；此次接地故障发生后仅1.13秒，保护即启动，也未出现间歇性接地过电压的迹象。所以基本排除第二种可能。2.3电容电流过大的分析8保护动作时，流经1

6、05开关流变A、B相一次的电流分别为其电流数量级与系统电容电流相当。对发生单相接地时系统电压、电流分析如下：ZS变电站的10kV系统采取单母线分段接线，Ⅰ段母线发出接地信号时，接地点入地电流IK，来自该段母线所有运行设备健全相的对地电容电流[5]。其值等于正常运行时每相对地电容电流的3倍，即每相对地电容电流的代数和，消弧线圈控制装置通过采样与计算给出的电容电流即为此电流值[4]。经补偿后的接地点入地电流IK称为“残流”。消弧线圈控制屏显示：消弧线圈档位为15档（最高档），中性点电压6062V，电容电流为100.6A，中

7、点电流为66.05A，残流为-31.55A。消弧线圈已调至最高档，其视在功率为此数值与消弧线圈铭牌值相符，消弧线圈已充分发挥作用。将上述电流值代入公式（4）计算可得站用负荷为30kVA，其电流值为该电流基本上是电阻性分量，此外还有接地变的励磁电流分量，与电容性电流叠加后对数值影响不大，此处不再深入讨论。考虑到保护级CT的误差可达5%，可以判断上述电流值与保护装置的采样值相符。8综合上述分析可知：此次跳闸事故系注入接地变的电容电流达到保护定值引起。2.4进一步探讨单相接地故障属于10kV系统常见故障，该站此前从未发生过因

8、单相接地直接引起接地变跳闸的情况，应进一步查明前几次接地与此次接地的区别。分析前8次接地故障时的参数，并查阅运行记录，发现近2个月以来ZS变10kVI段母线先后投运两条电缆线路。表2前8次接地故障电流从表2可见，该段母线上所有间隔的总电容电流值ICC呈现出逐步增大的趋势。根据上式计算，当总电容电流ICC达到100.4A时，如发生金