110kV变电站弧光接地过电压故障分析

1、110kV变电站弧光接地过电压故障分析介绍夹江供电局110kV黄土变电站一起由于弧光接地短路故障诱 发10kV电压互感器发生的铁磁谐振过电压，描述了故障发生的现象以 及现场开关保护装置的动作情况，对引起故障的原因进行了综合分析。110kV黄土变电站位于四川省乐山市夹江县黄土镇，于1996年年底投入运行。主要担负着联接乐山范坝站、峨眉朱坎站、洪雅槽渔滩 站110kV电网及夹江地区的供电任务，主变容量为 2X3150kVA。110kV系统为单母线分段带旁母;35kV、10kV系统为单母线分段 的接线方式。110kV进出线有五回，35kV出线四回，10kV出线五回。1故障发生过程与现象经过现场勘察发

2、现，事故造成 110kV黄土变电站10kV母线I、II 段四元件中性点TV烧毁，电压互感器铁芯绝缘漆由于高温熔化溢出外 壳，用户侧计量箱烧毁。线路巡视发现，10kV黄万线5号杆，大号侧右侧拉线U型线夹及 地锚拉杆被盗，被盗拉线搭落在线路T接用户侧的C相上。10kV黄马 线5号杆，线路接地点曾经不断出现电弧声和弧光。盗窃者盗得拉线金具后，将钢绞线丢弃，被丢弃的钢绞线由于自身的重量和弹性，使之在带电导线上不断来回接触和断开 （自由振荡）， 接地故障点产生间隙性电弧，造成接地点电弧间隙性的熄灭和重燃， 钢绞线自由振荡结束后，造成10kV黄马线C相非金属永久性接地。2故障原因分析10kV配电系统大多采

3、用中性点不接地方式运行，其线路（尤其是电 缆出线）对地存在分布电容，当系统运行正常时，各相电压互感器的感 抗相等，中性点电压等于零。但如果当线路因断线、雷击或其他原因 而产生单相接地故障时（如A相），接地相对地电压降到接近于零，而 非故障相对地电压上升到倍，导致严重的中性点位移，中性点对地电 压升高，系统的稳定性和对称性遭到破坏。中性点不接地运行方式的 主要特点单相接地后，允许故障维持一定的时间（规程规定不超过2h）， 不致于引起对用户中断供电，提高线路的供电可靠性。但随着中压电 网的扩大，出线回路数增多、线路增长，中压电网对地电容电流亦大 幅度增加，在发生单相接地故障时，其接地点电阻较大且接

4、触不良， 因而在接地点出现瞬燃瞬熄的电弧放电。由于单相接地时接地电弧不 能自动熄灭，从而造成电压瞬高瞬低，同时引发电能、磁能的振荡， 必然产生弧光过电压。弧光接地过电压一般为35倍相电压甚至更高， 致使电网中绝缘薄弱的地方放电击穿，并会发展为相间短路造成设备 损坏和停电事故。对于全部（或大部分）是电缆出线的电网，网络的电容 电流会更大，单相接地后电弧往往不能自行熄灭10kV黄马线接地后出现电弧间歇性接地，产生电弧接地过电压， 电压互感器的三相铁芯受到不同的激励而呈现不同程度的饱和，各相 感抗发生变化，各相电感值不相同，中性点位移产生零序电压。由于 线路电流持续增大，导致电压互感器铁芯逐渐磁饱和

5、，其电感迅速减 小，当电感降到满足（oL= 1/ ®C时，即具备谐振条件，从而产生谐振 过电压。在发生谐振时，电压互感器一次励磁电流急剧增大，使高压 熔丝熔断。如果电流尚未达到熔丝的熔断值，但超过了电压互感器额 定电流，长时间处于过电流状况下运行，必然造成电压互感器烧损。对铁磁谐振回路，在10kV黄马线接地后出现电弧间歇性接地后产 生的电弧接地过电压激励下，回路由非谐振工作状态跃变到谐振工作 状态，电路从感性变为容性，发生相位反倾，在电气元件上产生过电 压。这一谐振过程虽然时间非常短暂，但后果却十分严重。如果运行 线路有绝缘薄弱的地方，则造成击穿事故，10kV黄高线计量箱烧毁短 路，就充分体现了这一暂态过程。3总结近年来，电力线路遭受盗窃、破坏的事故频繁发生。此类事故往往会降低电力线路的机械强度，出现倒杆、倒塔、断线等故障。110kV黄土变电站10kV黄万线5号杆拉线被盗窃事故还引起了电力线路弧光接地短路故障，最终诱发10kV电压互感器发生铁磁谐振，造成严重故 障。中性点不接地系统发生谐振的