變電站35kV系統(tǒng)單相接地故障分析及防范措施研究

潘兆杰 金晶 蔡俊杰

摘 要 我國電力企業(yè)發(fā)展迅速，相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)便成為企業(yè)發(fā)展中的重要一環(huán)，但目前變電站中的35kV電力系統(tǒng)卻因為相間絕緣損壞、兩相異地短路、絕緣擊穿等故障類型，而對企業(yè)實際收益造成一定損害，本文將針對該電力系統(tǒng)下的相關(guān)故障展開分析，提出針對性防范措施，提高電力企業(yè)收益。

關(guān)鍵詞 變電站;單相接地故障;防范措施

引言

在電力系統(tǒng)中，因為存在接地方式不同現(xiàn)象，而引起了不同情況下的故障類型，比如從中性點的接地方式可拆分出直接、非直接（間接）兩種接地類型，當直接接地的電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，則會引起相關(guān)部位發(fā)生大電流下的短路情況，因此該種接地方式也被稱為大電流接地系統(tǒng);反之，非直接接地方式被稱為小電流接地系統(tǒng)。

1 電力系統(tǒng)的接地特點

變電站的35kV電力系統(tǒng)下可根據(jù)其組成拆分出兩個子系統(tǒng)，其一子系統(tǒng)由總變量35kV分出的一段母線和二段母線，另外熱動力站35kV分出的一段母線及其相關(guān)進出線而構(gòu)成，而另一子系統(tǒng)則由總變量35kV分出三段母線和四段母線，還有熱動力站分出的二段母線及其相關(guān)進出線組成[1]。子系統(tǒng)在構(gòu)成上除了命名，其他部件完全相同，因此在節(jié)點系統(tǒng)的選擇上可采用熱動力母聯(lián)進行開關(guān)操控，使用35kV下的電力系統(tǒng)，經(jīng)由消弧線圈作為接地方式，該種模式為小電流系統(tǒng)，其具備存在故障仍可繼續(xù)運行的特點，也是其與大電流系統(tǒng)相比，較有優(yōu)勢之處。

2 單相接地的故障分析

2.1 相間絕緣損壞

接地電弧的測定中，可知穩(wěn)態(tài)工頻電流數(shù)值較大，約為架空線路的35倍，另外高頻電流數(shù)值將是架空線路的十幾倍，這將會造成單相接地系統(tǒng)產(chǎn)生故障，比如相間絕緣損壞。在高頻電流運行中，會存在衰減時間，而一旦因為電弧長度減少，則會令其衰減時間的計算常數(shù)變高，二者成反比，以此導(dǎo)致了電流的相關(guān)作用時長得到增加，這便在變電站開展日常運營時，由于接地電弧作用時長紊亂，對故障點放出超高熱量，迅速燒穿相間絕緣，對三芯電纜正常運行起到不利影響。

2.2 兩相異地短路

因為高頻電流的增幅提高，則意味著在高頻電流和電弧發(fā)生接觸時，流經(jīng)零點熄滅的狀況發(fā)生率將會有所增加，并且在伴隨重燃次數(shù)增加后，該弧光接地時的過電壓示數(shù)較高，約為相電壓5倍，如此巨大數(shù)據(jù)下的電壓數(shù)值將會導(dǎo)致兩相異地短路現(xiàn)象發(fā)生，極其不利變電站平穩(wěn)運營情況保持。數(shù)值較高的過電壓情況，將會使得非故障性質(zhì)下的聚乙烯絕緣設(shè)備發(fā)生損壞，如此不斷積累下來，損壞程度逐漸加深，該位置便成為較易受到短路影響的區(qū)域，也是絕緣結(jié)果下的相對薄弱部分。

2.3 絕緣擊穿故障

35kV電力系統(tǒng)一旦發(fā)生故障，便是永久性、不可恢復(fù)的故障類型，這是因為采用聚乙烯作為交聯(lián)電纜主要材料，一旦發(fā)生固體絕緣故障狀況，這便干預(yù)了修復(fù)進程，導(dǎo)致設(shè)備永久損壞。當發(fā)生相間絕緣擊穿情況時，即便及時采取應(yīng)急措施，該電力接地系統(tǒng)也不能因為電弧熄滅就恢復(fù)原狀，因此應(yīng)對絕緣擊穿狀況做出仔細分析，確保不對地或不發(fā)生相間絕緣情況，保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行，在傳統(tǒng)的防范意識中，僅在故障發(fā)生后及時采取熄滅電弧方式，在現(xiàn)今多次實踐中發(fā)現(xiàn)該種方式并不能避免電路跳閘事件發(fā)生。

3 單相接地的防范研究

3.1 加強監(jiān)測預(yù)警力度

在35kV電纜管理中，應(yīng)加強對其監(jiān)測力度，確保在電路管線發(fā)生故障前便能將該故障進行提前預(yù)警操作，實現(xiàn)了較為智能化的電力工程管理工作體現(xiàn)，在數(shù)據(jù)足夠龐大、清晰時，可對數(shù)據(jù)制作出電纜分布圖像，將在日后工作中更加及時有效去進行相關(guān)監(jiān)管工作。根據(jù)電纜分布圖像的定位功能，變電站管理人員可將工作細化到以“天”為單位，對電纜相關(guān)環(huán)流數(shù)據(jù)、溫度和負荷變化等不同監(jiān)測對象，進行高精度、高時效性的有效監(jiān)管。

3.2 提高專業(yè)人員技能

為切實加強電力系統(tǒng)的管控力度，需對工作人員進行專業(yè)性質(zhì)下的技能培養(yǎng)，后臺各項電力監(jiān)測數(shù)據(jù)量較為龐大，并且實施準確、實時監(jiān)控，這對運行人員的體力消耗過大，因此在培養(yǎng)專項技能過程中，可將相關(guān)技術(shù)要求做以思維導(dǎo)圖的教學(xué)模式，使得工作人員能夠不斷重復(fù)記憶的過程中，將35kV電纜各個分布位置做以準確定位，尤其是故障頻發(fā)位置，需要著重記憶，并將防范方式做以深入解析。

3.3 調(diào)整線圈運行模式

對35kV電纜系統(tǒng)下的消弧線圈進行運行方式的優(yōu)化，有效調(diào)整其進行規(guī)范運作，這將確保電力系統(tǒng)能在發(fā)生單相接地時，進行電感電流的相互補償，以此來降低地容性電流數(shù)值，避免故障發(fā)生。另外可將選線裝置進行調(diào)整，將35kV聯(lián)絡(luò)線通過物理方式除掉，以此增加熱動力小電流模式下的選線精準率。

3.4 保障測溫系統(tǒng)運行

在對單相接地故障進行有效防范措施中，相關(guān)工作人員可對區(qū)域內(nèi)各類設(shè)備，采用紅外成像儀裝置去進行頻率設(shè)置為每周一次的夜間熄燈巡視工作，最終將巡視結(jié)果完整統(tǒng)計并記錄在交接班日志中。在測溫系統(tǒng)平穩(wěn)進行中，工作人員尤其要對電纜溫度有超高敏感度，當溫度超過70攝氏度時，應(yīng)迅速聯(lián)系巡線班進行現(xiàn)場巡視，必要時通知生產(chǎn)調(diào)度申請將此線路停電[2]。

4 結(jié)束語

綜上，為加強電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，需要不斷將電力基礎(chǔ)設(shè)施進行建設(shè)，使之成為更加符合創(chuàng)新技術(shù)與高效發(fā)展共同促進意義下的設(shè)施。在單相故障的解決措施上，通過選擇適合材料將小電流設(shè)施裝置對安全性能加以保障，并且能夠較快發(fā)現(xiàn)、排除故障，另外可通過提升工作人員解決單相故障的能力，打好實踐基礎(chǔ)，切實故障檢修和維護過程中的業(yè)務(wù)素質(zhì)，提高電力企業(yè)系統(tǒng)的運行能力。

參考文獻

[1] 白鵬飛，張榮榮，張雙雙.變電站35kV系統(tǒng)單相接地故障分析及防范措施[J].電氣技術(shù)與經(jīng)濟，2019（6）：63-65.

[2] 李穩(wěn)洲.農(nóng)村地區(qū)配電線路運行故障分析及防范措施優(yōu)化研究[D].吉林大學(xué)，2019.

作者簡介

潘兆杰（1994-），男，上海人;學(xué)歷：本科，職稱：助理工程師;現(xiàn)就職單位：國網(wǎng)上海市電力公司金山供電公司，研究方向：電力系統(tǒng)運維。