油田6kV配電網(wǎng)故障及處理

馮憲江

遼河油田錦州采油廠，遼寧錦州 121209

油田6kV配電網(wǎng)故障及處理

馮憲江

遼河油田錦州采油廠，遼寧錦州 121209

本文主要對油田的配電網(wǎng)故障及其處理策略進(jìn)行了探討。首先對配電網(wǎng)問題進(jìn)行了概括分析，然后對油田配電網(wǎng)故障處理的基本要求做了論述，最后對配電自動化中饋線故障診斷和配電網(wǎng)中單相接地故障進(jìn)行了詳細(xì)的分析。

配電網(wǎng)；饋線；接地故障

0 引言

油田企業(yè)配電系統(tǒng)是高度集中的社會化大生產(chǎn)系統(tǒng)，具有供用密切相關(guān)的特點(diǎn)。配電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)的關(guān)鍵，是搞好安全生產(chǎn)的落實(shí)，保障企業(yè)生產(chǎn)順利進(jìn)行，在明確安全責(zé)任的同時，確保責(zé)任到位是抓好責(zé)任落實(shí)的重點(diǎn)。一個單位、一個班組、一名員工的安全工作好不好，關(guān)鍵在于安全責(zé)任是否到位，是否嚴(yán)格履行職責(zé)，這是以人為本的理念，也是企業(yè)長期穩(wěn)定發(fā)展的重要舉措。

1 油田配電網(wǎng)絡(luò)

油田配電網(wǎng)多為6kV架空線路和地下電纜，油井負(fù)荷與其它工業(yè)民用負(fù)荷一般呈輻射型分布。

2 配電網(wǎng)常見故障

油田配電網(wǎng)常見的故障主要有線路相間短路和用電設(shè)備絕緣擊穿或斷線造成的單相接地，這兩種故障是影響油正常生產(chǎn)和電網(wǎng)安全運(yùn)行的主要因素。

3 油田配電網(wǎng)故障處理的基本要求

配電網(wǎng)故障處理主要包括故障自動檢測與故障識別，故障自動定位與自動隔離，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)和快速恢復(fù)供電。

3.1 故障檢測準(zhǔn)確

故障自動定位的判據(jù)，來源于饋線終端單元（FUT）檢測的故障信息，因此FUT故障檢測信號是否準(zhǔn)確是饋線自動化故障處理的基礎(chǔ)。這就要求FUT故障檢測功能必須與饋線出線開關(guān)的保護(hù)相匹配，當(dāng)饋線發(fā)生故障時，F(xiàn)UT必須在出線開關(guān)保護(hù)動作之前，捕捉故障信號，否則故障信號會丟失，導(dǎo)致配電網(wǎng)故障處理失敗。為保證FUT檢測故障的準(zhǔn)確性，F(xiàn)UT識別是否有故障，不僅判別故障電流幅值，同時還要檢測該故障持續(xù)的時間，以防止來自外界各種瞬間信號的干擾，引起誤判。要求故障電流整定值和故障持續(xù)時間可以人為整定，以滿足不同配電網(wǎng)的需求。

3.2 故障快速隔離

配電子站或主站系統(tǒng)，接收來自環(huán)路上各個FUT故障信息，經(jīng)過相關(guān)軟件、網(wǎng)絡(luò)建模綜合分析、邏輯判斷，很快定位出故障所在區(qū)段，并下達(dá)相應(yīng)的遙控命令，實(shí)現(xiàn)故障自動隔離功能。為保證故障隔離的快速性，采取能在底層處理盡量在底層處理，底層處理不了則逐級上報，由上一級處理的原則，以提高AD處理的時效。

3.3 網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)慎重

網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)應(yīng)慎重，以保證饋線健全區(qū)段的安全、可靠供電?？紤]網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)基本要素：1）確認(rèn)故障隔離已準(zhǔn)確完成；2）網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)以備用電源不超載為前提；3）網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化以系統(tǒng)線損最小為原則；4）備用電源供電正常。以上條件同時具備的情況下，才能將所選擇的開環(huán)點(diǎn)開關(guān)合上，完成網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)過程。否則都將可能引起事故擴(kuò)大，影響非故障區(qū)段的供電。

4 油田配電自動化中饋線故障診斷及處理策略

4.1 油田配電自動化中饋線故障診斷

油田電力線路發(fā)生的故障絕大多數(shù)為短路故障。當(dāng)發(fā)生短路故障時，從電源點(diǎn)到故障點(diǎn)會流過比正常運(yùn)行時的電流大很多的故障電流，因此根據(jù)饋線各開關(guān)是否流過故障電流就可以判斷故障區(qū)段。若饋線上出現(xiàn)單一的故障，則故障區(qū)段應(yīng)當(dāng)位于從電源側(cè)到線路末方向最后一個經(jīng)歷了故障電流的開關(guān)和第一個未經(jīng)歷故障電流的開關(guān)之間的區(qū)段。

4.2 處理策略

由于油田6kV配電網(wǎng)大部分是有分支的輻射型接線，以及6kV線路管理和6kV出線變電站管理分屬兩個不同部門的實(shí)際情況，結(jié)合油田錦州采油廠配電網(wǎng)的現(xiàn)狀，我們在實(shí)際應(yīng)用中采取分層處理策略——集中控制與分散分布處理相結(jié)合的方案。采用主站層和分站層的兩層結(jié)構(gòu)，兩層間通過GPRS和CDMA構(gòu)成的通訊網(wǎng)進(jìn)行信息傳遞和交換。主站安裝在線路管理部門調(diào)度處。分站安裝在6kV線路主干線始端處和線路較長分支的始端處，利用其故障識別、隔離及恢復(fù)非故障區(qū)供電(FDRI)功能，實(shí)現(xiàn)線路故障區(qū)的自動判定、隔離和非故障區(qū)的自動恢復(fù)，縮小故障停電范圍，故障消除后迅速恢復(fù)供電，縮短故障區(qū)的停電時間，從而提高供電的可靠性，減少因停電造成的原油產(chǎn)量損失。

5 關(guān)于油田配電網(wǎng)中單相接地故障及處理

油田6kV配電網(wǎng)為小電流接地系統(tǒng)，電網(wǎng)中有大量的重要生產(chǎn)負(fù)荷，其野外運(yùn)行環(huán)境已造成設(shè)備絕緣在一定程度的損壞，因而單相接地故障對其影響很大。

5.1 造成配電網(wǎng)單相電接地的主要因素

1）雷害事故。配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋面較大，遭受雷擊的概率相對增多，會導(dǎo)致設(shè)備損壞，危及電網(wǎng)安全；

2）鐵磁諧振過電壓。配電系統(tǒng)屬于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，隨著其規(guī)模的擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)對地電容越來越大，在該網(wǎng)絡(luò)中電磁式電壓互感器和空載變壓器的非線性電感相對較大，感抗比容抗大得多，而且電磁式電壓互感器一次線圈中性點(diǎn)直接接地，受雷擊、單相地和倒閘操作等的激發(fā)，往往能形成鐵磁諧振，諧振產(chǎn)生的過電壓最高約達(dá)線電壓的3倍，能引起絕緣閃絡(luò)、避雷器爆炸，甚至電器設(shè)備燒毀；

3）弧光接地過電壓。配電網(wǎng)絡(luò)是屬于中性點(diǎn)絕緣系統(tǒng)，、如果發(fā)生單相間歇性的對地閃絡(luò)、線路下的樹木在大風(fēng)作用下間歇性地對導(dǎo)線形成放電，接地點(diǎn)電弧間歇性地熄滅與重燃，引起電網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)的瞬息變化，導(dǎo)致電磁能的強(qiáng)烈振蕩，并在健全相和故障相產(chǎn)生暫態(tài)過電壓，健全相的最大過電壓為線電壓的3.5倍，故障相的最大過電壓為2倍。如果網(wǎng)絡(luò)中存在絕緣弱點(diǎn)，熱必會引起擊穿、短路或危及電氣設(shè)備，形成嚴(yán)重事故；

4）由單相接地引起的相間短路事故。對6kV～10kV系統(tǒng)，由于變壓器大多是三角形接線，沒有中性點(diǎn)引出，也沒有裝消弧線圈。隨著電網(wǎng)的發(fā)展，特別是電纜線路增多，網(wǎng)絡(luò)對地電容越來越大，當(dāng)發(fā)生單相瞬間接地時，電弧不能自行熄滅，容易形成相間短路，使斷路器跳閘。

5.2 處理策略

根據(jù)筆者的工作經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為預(yù)防配電網(wǎng)接地可以從以下幾個方面來處理

1）提高配電網(wǎng)絡(luò)的防雷水平。比如：采用避雷針或避雷線，并加強(qiáng)桿塔和避雷線的接地等等；

2）提高配電線路絕緣水平，消除絕緣缺陷；

3）加強(qiáng)配電網(wǎng)的防污閃工作；

4）消除配電網(wǎng)絡(luò)的鐵磁諧振；

5）系統(tǒng)進(jìn)行接地補(bǔ)償。

[1]林功平.配電網(wǎng)饋線自動化技術(shù)及其應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)自動化，1998(4).

[2]劉宇，申東日.小電流接地系統(tǒng)單相接地故障選線原理綜述[J].撫順石油學(xué)院學(xué)報，1997(2).

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1674-6708（2011）37-0185-02