1 事故情況簡介
近幾年,隨著城網(wǎng)的迅速發(fā)展,電纜線路的比例逐年增多,導(dǎo)致對(duì)地電容電流劇增。由于10~35kV系統(tǒng)單相接地引發(fā)的電網(wǎng)事故愈來愈多,由此帶來的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響也越來越大。
僅就北京供電局1998年7~10月的統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),由于10kV系統(tǒng)單相接地而引發(fā)的事故便達(dá)4起,有的造成全站停電,影響重要用戶供電,有的造成主變壓器損壞、開關(guān)柜燒毀和避雷器爆炸等,簡要情況如下:
(1)1998年7月6日,北京肖莊35kV4號(hào)母線34路B相發(fā)生單相接地,故障持續(xù)1h后,引發(fā)301開關(guān)內(nèi)附CT主絕緣擊穿,開關(guān)爆炸起火,1號(hào)主變差動(dòng)跳閘。2號(hào)主變?cè)谧酝哆^程中經(jīng)受一次出口短路沖擊,由于有載調(diào)壓開關(guān)重瓦斯繼電器因振動(dòng)動(dòng)作,2號(hào)主變也掉閘,造成全站負(fù)荷停電。
(2)1998年7月21日,北京北土城站10kV5號(hào)母線發(fā)生單相接地,在查找故障線路的操作過程中,把5號(hào)母線單相接地故障接到了3號(hào)母線上,引起211開關(guān)爆炸,并造成一臺(tái)進(jìn)口全密封110kV、31.5MVA主變壓器因出口短路而損壞。
(3)1998年9月16日,北京古城站10kV5號(hào)母線發(fā)生單相接地故障,僅過158ms,222內(nèi)相間短路起火,并將柜內(nèi)二次線燒毀短路,直流保險(xiǎn)熔斷,失去直流電源,保護(hù)無法啟動(dòng)。2號(hào)變低壓側(cè)故障持續(xù)50s后,10kV4號(hào)母線又發(fā)生單相接地(201-4刀閘支瓶閃絡(luò)),單相接地持續(xù)35s后,造成201開關(guān)至CT引線三相短路,1號(hào)主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作掉閘。2號(hào)主變低壓側(cè)故障持續(xù)1min25s后,110kV過流保護(hù)動(dòng)作掉開112、302開關(guān),切除了2號(hào)主變,全站停電。事故造成4面10kV開關(guān)柜燒毀,全站停電6h以上,并影響了重要用戶的供電。
(4)1998年10月25日,北京西羅園站10kV線路單相接地,引發(fā)了10kV避雷器爆炸、開關(guān)柜損壞以及10kV4號(hào)、5號(hào)母線停電事故,并出現(xiàn)人員傷亡。
2 原因分析
正常情況下,10~35kV中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地,允許運(yùn)行2h。但為什么頻繁地發(fā)生單相接地迅速發(fā)展成相間事故,使事故擴(kuò)大化呢?原因之一是系統(tǒng)中個(gè)別設(shè)備存在絕緣薄弱點(diǎn),另一個(gè)重要的原因是由于10kV系統(tǒng)電容電流較大,接地電弧變得不能自熄而產(chǎn)生了較高倍數(shù)的弧光接地過電壓,據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn),弧光接地過電壓倍數(shù)最大可達(dá)3.5。
在單相接地事故中,通過弧光的電流乃是健全相對(duì)地電容電流的總和。為了減小故障總電流,往往采用消弧線圈。裝設(shè)消弧線圈后,接地點(diǎn)殘流不超過10A,接地電弧便不能維持,會(huì)自行熄滅。據(jù)了解,上述4個(gè)事故變電站,只有一個(gè)站消弧線圈沒投運(yùn),該站10kV母線電容電流高達(dá)82A,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于規(guī)程的允許值10A。其它3個(gè)站消弧線圈在投運(yùn),但由于是根據(jù)理論計(jì)算值來調(diào)整消弧線圈分頭的,誤差大,脫諧度不滿足要求,當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí),故障點(diǎn)殘流仍大于10A,接地電弧不能自熄,仍產(chǎn)生較高倍數(shù)的弧光接地過電壓,消弧線圈沒有發(fā)揮應(yīng)有的作用,形同虛設(shè)。比如,有的變電站10kV系統(tǒng)電容電流理論計(jì)算值為43A,但實(shí)際測(cè)試電流卻高達(dá)96A。