35kV变电站常见故障分析及对策研究 王建强

发表时间:2020/7/20   来源:《中国电业》2020年2月第5期   作者:王建强
[导读] 变电站是电力系统中的重要组成部分,
        摘要:变电站是电力系统中的重要组成部分,主要起到对电压和电流进行变换以及接受和分配电能的作用,是电力系统正常运行的基础设施。35kV变电站是目前常见的电压等级变电站,在社会正常用电中起到重要作用。但根据目前的情况,35kV变电站的正常运行中故障的发生风险较高,容易对变电站的正常运行造成不良影响,严重时引发各种安全事故。因此,本文针对35kV变电站的实际情况,分析其常见故障及其处理对策。
        关键词:  35kV变电站  常见故障  对策
        近年来社会正常发展的用电量不断提升,各种变电站的数量也因此而逐渐增多,其中尤其是35kV变电站被广泛应用。正常情况下,变电站能为社会正常用电提供保障,满足用电单位对不同电压的要求。但根据目前的情况,35kV变电站的正常运行中容易发生各种故障,导致其无法完成电压和电流的转换,影响社会的正常用电。因此,加强对35kV变电站常见故障及其应对策略的分析显得尤为重要。
1.常见故障及其原因
1.1电压互感烧损
        根据35kV变电站的实际运行情况,其非接地系统中有很多储能元件,以线性电容和非线性铁芯线圈等常见。变电站正常运行的过程中,某些条件下铁心饱和会导致电感量发生明显变化,而在铁心的感抗与线路对地容抗差距不断缩小时,将很容易引发并联铁磁谐振的情况,影响变电站正常运行。而在电路参数出现单母线接地和供电变压器三次谐波等明显改变时,也会有较高几率引发谐振,且在空载状态下将导致并联铁磁谐振更加显著。发生并联铁磁谐振后,会让电压互感器承受的过电压超出预计范围,之后会出现励磁电流上升的情况,互感器一次绕组的合理电流参数也会因此被突破,这样将很可能引起绕组过热的情况,严重时可引起炸裂的情况。
1.2真空断路器故障
        真空断路器故障通常包含真空断路器分闸失灵和真空泡真空度下降两种情况,均可导致变电站的正常运行受到影响。其中真空断路器分闸失灵发生于事故的过程中时,还会导致事故越级而出现影响范围明显扩大的情况。根据分闸失灵的实际情况,其会导致就地手动分闸无法顺利断开,远方遥控也不能让分闸正常断开,并且断路器无法正常断开。分析其原因,主要是因为电源的实际电压下降导致操作无法完成,其次是分闸的线圈有断线的情况,再者是分闸顶杆发生变形而导致分闸力明显下降,最后是各种原因导致分闸线圈电阻增加而引起分闸力降低。
        真空泡真空度下降时,将会直接对真空断路器断开过电流的性能造成不良影响,这样将会缩短断路器的使用寿命,严重时可导致断路器发生爆炸。根据真空断路器的实际运行情况,其属于无定量和无定性的设施,因此通常会将真空泡真空度下降纳入到隐性故障范围内,但实际上其造成的影响相比于常见显性故障明显更大,因此也需要引起足够的重视。分析真空泡真空度下降的原因,首先是真空泡本身的制作工艺和材料未达标,导致其无法满足正常运行的要求而出现故障,其次是真空泡内的波形管质量不达标,导致其在运行时出现故障;再者是操作连杆的距离偏大,影响断路器的弹跳和同期等正常功能,最终引起真空度下降的情况。
1.3电线电缆故障
        电线电缆故障原因可分为两个方面,主要是电缆本身质量不达标,以及电缆终端金属屏蔽器的接地不良。其中本身的质量问题主要是指在制作电缆是,半导体电层爬电距离不足,这样就会导致其在热收缩时会导致电缆内部的大量杂质受到电厂的作用,之后出现杂质游离的情况,最终引发树枝放电的情况,导致电缆接地短路的情况或是电缆接头出现放炮的情况。金属屏蔽接地问题中,正常情况下交联电缆有两处接地,以此确保能完成对感应过电压的限制,从而避免电缆被损坏。但在接地电阻值显著上升时,过大的过电压将会击穿电缆的绝缘层,最终引起接地故障的情况。同时,根据变电站的实际情况,在电缆安装未按照标准流程完成时也会引发接地故障,且在电缆长时间超负荷工作时也会引发接地故障。
2.故障处理对策
2.1电压互感烧损的处理对策
        对于35kV变电站,因并联铁磁谐振而引发电压互感烧毁或炸裂的情况较为常见,因此变电站正常运行中可用的解决方法较多。其中可在首先可使用接入消谐器的方式(图1),接入位置以互感器或电源中性点为宜。其次,可将阻尼电阻从开口三角的位置接入。但根据实际处理情况分析,上述两种方法能在一定程度上降低故障发生频率,但并不能完全消除铁磁谐振的问题,无法达到变电站正常运行的要求。而从并联铁磁谐振和单母非线性接地之间的关系来看,可采用4TV的方法,以此确保电压互感烧损问题得到有效解决。

图1
2.2真空断路器故障的处理
        对于真空断路器故障,首先是分闸失灵的处理。其中正常运行时,在分合闸指示灯出现不亮的情况时,需要立即检查分合闸的回路,判断其是否有断线的情况出现。相关人员应根据实际情况精准测量分闸线圈的电阻,明确分闸顶杆是否有变形,出现变形时及时更换,并进行低电压分合闸试验,以此让真空断路器的安全性和稳定性得到保障。其次,是真空泡真空度下降的处理。其中首先应在选择真空断路器时尽量以一体化断路器为主,以此让其本体与操作机构形成统一整体。其次,需要工作人员在巡视时密切观察断路器真空泡外部是否有放电的情况,若出现放电时则说明真空度下降,需要立即进行更换。同时,停电检修时应全面落实特性测试,以此确保真空断路器处于正常运行状态。
2.3电线电缆故障的处理
        对于电缆本身的质量问题,可使用相关仪器设备对其进行接地性检查,以此得到电阻的变化规律,在电阻超过正常值较多时则说明接头发生氧化,需要及时进行更换。同时可使用红外线测温仪对电缆的实时温度进行监测,出现问题时及时处理。正常情况下应对巡查周期进行确定,通常以每周一次为宜,夏季温度较高时可适当将巡检频率调整为每周两次或三次,以此确保能及时发现问题并处理。对于金属屏蔽接地问题,可使用硅橡胶制作的电缆接头,以此避免电缆接头在运行时出现热缩的情况,其中尤其是交联电缆接头适用性较高。同时,电缆的制作过程中应对扬尘和空气湿度进行严格控制,还要避免汗液接触电缆,以此确保电缆的质量达到标准要求。
3.结语
        对于35kV变电站,其正常运行中的故障较多,但其中尤其以电压互感烧损和真空断路器故障等常见。变电站实际运行中,相关工作人员应全面落实日常维护保养工作,根据实际情况采取有效的预防措施,并在出现故障时及时处理,以此确保变电站的正常运行。但实际工作中还需要注意从根本上降低故障的发生几率,因此还要从变电站的建设上考虑,从而让变电站故障发生率得到控制。

参考文献:
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[3]白鹏飞,张荣荣,张双双.变电站35kV系统单相接地故障分析及防范措施[J].电气技术与经济,2019(06):63-65.
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