近幾年,隨著高耗能企業(yè)的迅速發(fā)展以及35KV室內(nèi)開關(guān)柜的大量使用,使得電纜出線比例逐年增多,導(dǎo)致對地電容電流劇增。由于35 kV系統(tǒng)單相接地引發(fā)的電纜爆炸愈來愈多,由此帶來的經(jīng)濟(jì)損失和社會影響也越來越大。
僅就2003年以來烏蘭察布電業(yè)局統(tǒng)計發(fā)現(xiàn),由于35KV系統(tǒng)單相接地而引發(fā)的事故就10多起,有的造成全站停電,影響重要用戶供電,有的造成電纜爆炸、開關(guān)柜燒毀和避雷器爆炸等。
原因分析
(一)諧振過電壓
35kV系統(tǒng)為不接地系統(tǒng),電網(wǎng)中存在大量星形接線的電壓互感器,其一次繞組直接接地,成為電網(wǎng)對地電容電流、高次諧波電流的充放電途徑,當(dāng)線路接地時,電壓互感器的鐵心線圈相當(dāng)于與非故障線路對接電容并聯(lián),構(gòu)成了可能產(chǎn)生諧振的并聯(lián)電路,由于相對地電壓升高倍,有可能使得電壓互感器的鐵心出現(xiàn)飽和或接近飽和,阻抗變小,電路中出現(xiàn)容抗和阻抗相等的情況,從而產(chǎn)生了并聯(lián)諧振,此時互感器一次側(cè)的電流最大,這樣有可能使電壓互感器的高壓側(cè)熔斷件熔斷,或者燒壞電壓互感器,以及電纜爆炸。此種情況往往在變電所投產(chǎn)初期(線路出線回路少)不是很明顯,但隨著線路出線回路的增多(各回線路對地的等值電容量增大,容抗增大)出現(xiàn)諧振的情況較多。另外由于35KV系統(tǒng)為室內(nèi)開關(guān)柜,35KVPT接地點(diǎn)多,一般為4個接地點(diǎn),這也為發(fā)生諧振過電壓提供了條件。
(二)弧光接地過電壓
正常情況下,35 kV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)中個別設(shè)備存在絕緣薄弱點(diǎn),另一個重要的原因是由于35 kV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),弧光接地過電壓最大可達(dá)3-5倍。
在單相接地事故中,通過弧光的電流乃是健全相對地電容電流的總和。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10 A,接地電弧便不能維持,會自行熄滅。