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      東莞110kV大龍變電站“接地故障一體化解決方案”實踐

      來源: 網絡
      時間: 2016-05-23

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      1 ?概況

      東莞110kV大龍變電站有三臺主變,四段母線,現階段有16條10kV出線(總長約100km),都由架空線路和電纜混合組成。該站采用三臺KD-XH01-315/10.5型快速消弧系統(含兩臺DDS型配電網接地故障智能檢測裝置),10kV配電網實現了接地故障一體化解決方案。

      由2002年10月至2006年初,已運行三年多。第一年按計劃暫實行只選線不自動跳閘,2004年1月7日起啟動了自動跳閘功能,跳閘時間暫定為10秒。

      綜合三年的運行情況,已證明在電容電流較小、高阻接地、接地過程中電壓電流不穩定等苛刻條件下,在電容電流大范圍變化的情況下,都達到了快速消弧、快速正確選線、能快速跳閘的效果。


      2 運行情況分析

      2.1 接地故障情況及數據分析

      截至2006年1月20日止,運行中消弧系統有238次接地記錄。記錄數據分析如下:

      ①經消弧線圈補償后被自動消除的瞬時性接地故障占絕大多數(202次, 占84.87%),持續時間大于10秒需要跳閘的非瞬時接地故障只占少數(36次, 占15.13%)。

      ② 間隔時間很短的接地占相當多數,相繼接地的間隔時間在5秒內的記錄到112次,占47.06%。

      ③ 接地故障集中出現在雷雨日和臺風襲擊等惡劣氣象條件下,此時接地故障不僅頻繁發生,而且間隔時間很短,大多數持續時間也很短。它們絕大多數都可因消弧線圈的補償而被消除。

      ④接地發生時配電網電容電流幅值分散性大,且電容電流很小的占相當多次。(注:本站最大電容電流約為35A)

      ⑤接地時配電網中性點電壓幅值分散性大,其中較低幅值的居多,即高阻接地居多。例如,接地時配電網中性點電壓在4kV以下的共142次,占60%。


      2.2 消弧線圈動作情況

      運行中消弧線圈從未發生過任何異常行為,從未引起任何如系統諧振等不良后果。由大量故障錄波圖可見,KD-XH消弧系統充分顯示了快速響應特性。在間隔時間很短的連續頻繁接地時,KD-XH消弧系統都能快速連續地動作,連續地快速投入補償又快速地退出補償。


      另一典型例子如在2003年9月2日晚曾在15秒內發生5次位于I母和II母的不同線路的瞬時接地,分別配置在兩段母線的兩臺KD-XH消弧線圈都能相應地分別快速補償并快速退出。

      此外,KD-XH消弧系統的記錄顯示所有的補償電流都與電容電流很接近,說明該消弧系統補償精確,殘流小,消弧效果好。

      正是KD-XH消弧系統的良好特性保證了快速消除瞬時性接地故障的效果,使所有瞬時性接地故障全部都能自動消失,不需跳閘。


      2.3 選線裝置動作情況分析

      選線裝置被設置為:對于持續時間小于1秒就消失的接地故障不進行選線;接地故障持續時間大于1秒時進行選線;若接地故障持續10秒則實行跳閘。

      三年來所記錄到的238次接地中,大多數持續時間小于1秒不需選線,僅有91次大于1秒,選線裝置進行了選線。接地選線時電容電流幅值分散性大,有相當多次選線是在電容電流很小的條件下進行的,經過三年多的運行實踐證明了該裝置的選線正確率達到97%以上;在針對性地改進后近兩年的選線正確率已超過98%;進一步改進后有望使其更為接近100%。值得關注的是,該裝置的選錯率為零,即在所有應選線的場合,該裝置從未錯選過,即使個別情況下因電壓波形紊亂未能選出,也不會錯選,因此不會對系統運行產生任何負面影響。同時值得注意的是,上述選線正確率統計結果是在由表4、表5所反映的選線接地狀態下得出的,可見選線裝置在電網電容電流大范圍變化、小電容電流、高阻接地等嚴酷場合下仍具有很高的正確率。這里沒有用具體的接地阻抗值去定義“高阻”,因為在不同參數的系統中相同的接地阻抗將引起不同的中性點電壓。更有意義的要求是,應保證在消弧線圈動作的最低中性點電壓下(一般為系統運行電壓的25%)能準確選線。而該裝置滿足了此要求。

      對于僅有的兩次未能選出故障線路的情況,已針對性地進行了改進,之后未再出現類似現象。


      2.4 投入自動跳閘功能后的運行情況

      自2004年1月7日選線自動跳閘功能投入運行后,截至2006年1月20日,共發生28次需要跳閘(接地持續時間大于10秒)的故障。其中27次是由DDS選線裝置正確及時跳開的,僅有一次因接地時中性點電壓波形很紊亂而未能選出接地線路,是由手動跳開的。如上所述,改進后未再出現同類問題。


      3 ?運行實踐效果分析

      該接地運行模式三年的實踐,已充分證明了其可行性,使前文所分析的該模式的優越性得以具體實現。其中,以下幾點更有深刻體會。

      (1)大大減少跳閘率,提高供電可靠性

      大龍站因采用經快速消弧線圈接地的方式而避免了大量跳閘。三年多的實踐表明,由KD-XH記錄的202次瞬時性接地故障(約占總接地記錄的85%)都經補償后自動消除。如采用小電阻接地,顯然這些故障都會引起跳閘,使跳閘率大為升高。

      其中,在消除占接地總數相當多數的間隔時間很短、持續時間也很短的頻繁連續性接地故障時,消弧線圈的快速響應性能是必需的條件??焖傧【€圈可妥善地處理此類故障,既使其很快消失不需跳閘,又不會引起諧振,可大大減少跳閘率,提高供電可靠性。實踐證明,在多雷雨、多臺風的南方地區,這種快速響應作用的需要尤為突出、效益尤為明顯。例如,2003年6月13日雷雨日的11次連續接地故障由于快速補償而全部被自動消除,未引起跳閘;9月2日晚至9月3日凌晨刮臺風期間的73次連續接地故障中,有71次都被自動消除,只有2次接地因導線落地而跳閘。

      (2)減少查找接地故障線路的時間、勞力

      在傳統的消弧線圈接地方式中,接地故障的排除主要靠“試拉”的方法,往往需要至少數分鐘才能找出故障線路,在處理過程中,不僅影響了其它線路的正常送電,且值班員處于高度緊張狀態,不免有時會忙中出錯,甚至造成事故擴大,令運行人員十分頭痛。采用選線跳閘模式后,值班員只須對已選出的線路實行跳閘操作(只選線未自動跳閘時,7次)或不需要操作就可自動跳閘(選線并自動跳閘時,27次),很快隔離了故障線路,這樣就使值班員從緊張繁忙的工作中解放出來,將主要精力用于協助故障點的查找,盡快恢復故障線路的送電。對于那些因持續時間較短不需跳閘但進行了選線的接地(55次),值班員可準確掌握哪條線路曾發生短時故障,有利于運行管理。因此,接地故障一體化解決方案深受現場工作人員的歡迎。

      東莞大龍變電站實踐獲得圓滿成功后,東莞供電局和惠州供電局開始陸續推廣運用該單相接地故障一體化解決方案。至2007年12月,東莞供電局有61個變電站、惠州供電局有17個變電站投入選線跳閘功能。


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