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      35kV變電站全停故障處理及預(yù)防

      2018-09-06 08:33:00于黎源
      中國設(shè)備工程 2018年17期
      關(guān)鍵詞:主變避雷器桿塔

      于黎源

      (國網(wǎng)山東省電力公司冠縣供電公司,山東 聊城 252500)

      在城市化進程不斷加快的背景下,大部分110kV及以上的變電站,其運行更具有自動化、信息化的特征,甚至能夠相應(yīng)的減少工作人員,符合社會發(fā)展的趨勢。但是35kV變電站的運行中,受經(jīng)濟條件、人員素質(zhì)等因素的影響,其總體的自動化水平有待進一步提高,往往需要很多工作人員同時參與到工作中,并以合理的方式進行操作,才能夠保證35kV變電站穩(wěn)定運行,一旦發(fā)生失誤就很可能會產(chǎn)生全停的現(xiàn)象,需要相關(guān)人員加以重視。

      1 35kV變電站全停故障案例

      (1)故障前運行。結(jié)合圖1所示,35kV變電站中主變高壓側(cè)屬于外橋接線,圖中的301、302、310則為系統(tǒng)中的斷路器,1#、2#為主變運行,321表示35kV變電站中的主要電源。在35kV變電站中,外橋310斷路器在運行中具有穿越功率,10kV母線屬于單母線的接線,同時,336衛(wèi)施線、321衛(wèi)朱線則能夠?qū)?5kV變電站的運行供電,112、113、114線路同樣在35kV變電站中穩(wěn)定運行。下圖1為35kV變電站在發(fā)生全停故障以前的運行狀態(tài)。

      圖1 35kV變電站運行示意圖

      (2)故障經(jīng)過。在2016年8月份,35kV變電站在運行的過程中,其進線電源線路發(fā)生故障。在發(fā)生故障以后,35kV變電站外橋的310斷路器對I段進行了過流保護。與此同時,35kV變電站中的310斷路器發(fā)生跳閘的動作。在跳閘1秒鐘以后,35kV變電站系統(tǒng)中1#、2#的主變高、低在進行后備后,其在流過I段、II的過程中,就會同時產(chǎn)生相應(yīng)的動作。隨后,35kV變電站中的系統(tǒng),其101、301、102、302的開關(guān)就自動跳開,進而使得1#、2#主變發(fā)生全停的現(xiàn)象,最終導(dǎo)致35kV變電站發(fā)生全站停電的現(xiàn)象。一旦在35kV變電站的運行中發(fā)生這樣的問題,不僅會影響35kV變電站的經(jīng)濟效益,還會影響變電站管理范圍內(nèi)居民的生活質(zhì)量、生產(chǎn)效率等。

      2 35kV變電站全停保護動作的分析

      在35kV變電站發(fā)生全停故障以后,其310開關(guān)與1#、2#運行的故障電流有效值發(fā)生了一定的變化。在外橋310斷路器發(fā)生故障時,其中的A、B電流恰恰相反,經(jīng)過對全停故障的深入分析能夠發(fā)現(xiàn),電流相位、故障電壓之間的相位關(guān)系,以此為基礎(chǔ)可以判斷I段母線側(cè)發(fā)生了接地短路的問題。但是,由于在對35kV變電站全停故障的現(xiàn)場進行檢查時,并沒有在I段母線中發(fā)現(xiàn)接地故障點,所以可以由此斷定故障點的位置在站外線路中。

      在故障電流中,其二次有效值為26A,明顯大于35kV變電站中保護動作的電流值,致使310開關(guān)發(fā)生保護動作。結(jié)合35kV變電站發(fā)生全停故障時1#、2#主變的故障電流、電壓,能夠判斷出其外線路的A、B之間存在故障。此時,線路中二次電流的高壓側(cè)有效值為9.7A。另外,低壓側(cè)的二次有效電流則為4.0A,均大于系統(tǒng)的保護值,加之后備保護的設(shè)置一致,所以就會使得兩個主變在同一時間產(chǎn)生跳閘的工作,導(dǎo)致35kV變電站發(fā)生全站停電的問題。

      3 35kV變電站全停故障處理及預(yù)防措施

      3.1 控制與調(diào)節(jié)

      在本案例35kV變電站發(fā)生全停故障以后,為了避免再次發(fā)生類似的故障問題,其相關(guān)的工作人員結(jié)合實際,制定合理的整改方式,主要內(nèi)容如下。

      (1)由于35kV變電站基本為居民的生活進行供電,此時將其變壓器的負荷、容量納入考慮、分析的范圍之中,那么就需要在夏季(雷雨多發(fā))期間,對35kV變電站的運行方式進行改變,即將系統(tǒng)中的1#主變作為備用,并將2#主變作設(shè)置為運行狀態(tài)。通過這樣的方式,能夠保證在發(fā)生故障時,1#主變不會與2#主變同時跳閘,并且能夠在2#主變發(fā)生故障以后,自動投入狀態(tài),避免發(fā)生全停的問題。

      (2)在35kV變電站中,結(jié)合圖1可知,321衛(wèi)朱線為35kV變電站的電源之一,其由朱橋變的220kV進行配置,加之336衛(wèi)施線屬于35kV變電站的內(nèi)接線,其屬于備用進線電源。所以,為了能夠有效解決35kV變電站全停的現(xiàn)象,就需要在對其運行方式進行全面整改,在主變同時運行的基礎(chǔ)上,為了能夠保證保護動作具有選擇性、靈敏性,可以對主變的動作保護時間進行調(diào)整,使其產(chǎn)生一定的時間差。也就是說,1#主變的保護時間不發(fā)生變化,而2#主變的時間則要在原本時間的基礎(chǔ)上,延時為2.5秒。通過這樣的方式,一旦35kV變電站的線路再次發(fā)生短路,其1#主變就會首先將故障切除,同時2#主變則會在帶有負荷的狀態(tài)下進行運行,并不會影響35kV變電站的運行。

      (3)除了上述的兩種方式之外,工作人員也可以對35kV變電站中一次接線方式進行改變,同時增加低壓側(cè)母線的分段開關(guān),將兩臺主變進行分列運行。此時,如果35kV變電站中的衛(wèi)施線發(fā)生故障,那么310母聯(lián)跳閘以后,其1#主變將會停止運行,而2#則會處于正常的運行狀態(tài),從而有效縮小停電的范圍。在35kV變電站的運行中,雖然采用這樣的方式會導(dǎo)致很多負荷被損失,但是運用這樣的接線方式,能夠有效避免由于低壓側(cè)母線發(fā)生故障而導(dǎo)致全停的問題,保證35kV變電站穩(wěn)定運行,在避免損失自身經(jīng)濟效益的同時,增強社會效益。

      3.2 校核相關(guān)參數(shù)

      為了保證35kV變電站能夠穩(wěn)定運行,杜絕全停問題的發(fā)生,就需對系統(tǒng)中相關(guān)的參數(shù)進行校核,主要包括接地電阻、耐雷水平等,主要方式包括以下幾點。

      (1)及時更換35kV變電站線路中的劣質(zhì)的絕緣子,主要是因為在交變的電廠之中,經(jīng)過長時間的運行絕緣子的整體性能就會逐漸下降,所以需要及時進行更換。

      (2)對35kV變電站中易遭受雷擊的桿塔增絕緣子的片數(shù),提高線路在運行中的耐雷水平,避免由于雷擊而導(dǎo)致35kV變電站發(fā)生全停故障。

      (3)按照《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》中的相關(guān)規(guī)定:對于有避雷線的線路,每一根桿塔中都是應(yīng)該將其工頻電阻控制在合理的范圍之內(nèi)。受雷擊的影響,接地電阻的范圍值與感應(yīng)雷過電壓、直擊雷過電壓具有直接的關(guān)系,所以工作人員需要對35kV變電站當前的接地裝置進行改善,合理設(shè)置相關(guān)的參數(shù),從而有效提高線路運行的穩(wěn)定性。

      (4)加大對35kV變電站線路的巡視力度,對接地裝置是否發(fā)生銹蝕等現(xiàn)象進行全面檢查,避免失去接地保護的作用,同時工作人員還需要結(jié)合35kV變電站的運行需求校驗接地電阻,以便將其控制在合理的范圍之內(nèi)。通過這樣的方式,能夠在很大程度上減小35kV變電站桿塔塔頂?shù)碾娢?,增強系統(tǒng)的耐雷性,進而避免發(fā)生全停問題。

      3.3 安裝避雷器

      對于35kV變電站的運行而言,工作人員可以結(jié)合以下方式將避雷器安裝在系統(tǒng)之中,保證其能夠穩(wěn)定運行,避免發(fā)生全停的現(xiàn)象:

      (1)將35kV變電站中發(fā)生故障的線路全部退出系統(tǒng)的運行之中,并對其進行隔離,在保險完全斷開以后,再將其應(yīng)用在35kV變電站之中,從而保證避雷器處于更加穩(wěn)定的狀態(tài)之中,從而實現(xiàn)對系統(tǒng)運行的保護。

      (2)在距離35kV變電站1千米的桿塔中,全線安裝避雷線,并將其與35kV變電站進出線桿塔中的避雷裝置相互連接,充分發(fā)揮避雷器的價值,保護35kV變電站能夠更加穩(wěn)定的運行。

      (3)在安裝避雷器的過程中,可以采用環(huán)形電機外帶串聯(lián)間隙金屬氧化物避雷器,將其應(yīng)用在35kV變電站的系統(tǒng)之中,在其感受雷擊或者已經(jīng)被雷擊的情況下,電力系統(tǒng)中的電壓就會直接升高,同時導(dǎo)線、引流環(huán)之間所形成的間隙就會被擊穿,此時避雷器則能夠?qū)⒗讚羲a(chǎn)生的電量釋放出來。在避雷器產(chǎn)生動作時,35kV變電站系統(tǒng)的工頻電流就會沿著雷電流進入地下,此時便發(fā)揮了接地保護的作用,避免35kV變電站發(fā)生全停問題。

      (4)在對35kV變電站進行停電檢修的過程中,工作人員可以加強避雷器性能的檢測,全面分析系統(tǒng)中各個細節(jié)的接地保護狀態(tài),一旦發(fā)現(xiàn)其中存在安全隱患,就需要第一時間進行處理。

      4 結(jié)語

      綜上所述,導(dǎo)致35kV變電站發(fā)生全停故障的因素有很多,需要相關(guān)人員依據(jù)具體的原因?qū)ζ溥M行解決。以此為基礎(chǔ),工作人員在35kV變電站中安裝了避雷器設(shè)備,同時對相關(guān)的設(shè)備進行了精確的校核,并對35kV變電站的運行進行了更加合理的控制、調(diào)節(jié),能夠在很大程度上保證其運行的穩(wěn)定性,減少了35kV變電站發(fā)生全停故障的頻率,有利于推動國家電網(wǎng)的發(fā)展。所以,為了能夠處理、預(yù)防35kV變電站全停故障,可以將文中的方式應(yīng)用在工作中。

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