南岸干渠伴渠35kV系统过电压问题分析与治理

肖云亚

(新疆伊犁河流域开发建设管理局，新疆 伊宁　835000)



南岸干渠伴渠35kV系统过电压问题分析与治理

肖云亚

(新疆伊犁河流域开发建设管理局，新疆 伊宁835000)

【摘要】35kV及以下小电流系统过电压问题是影响供电安全、可靠的重要因素，治理该问题是一项复杂的工程。本文通过对南岸干渠伴渠35kV系统过电压的问题监测分析，对问题的治理进行了探讨。

【关键词】过电压；分析；治理

我国35kV电网系统大多采用中性点非直接接地系统，通常又称小电流接地系统。作为小电流接地系统，发生单相接地故障时，故障相电压为零，非故障相电压抬高到线电压，但三相线电压仍然对称，由于中性点非直接接地，因不构成短路，所以故障电流较小，系统可以继续运行1～2h。因此35kV电网系统过电压是引发停电事故、损坏设备的主要原因。

1南岸干渠伴渠35kV系统现状及运行情况

1.1系统现状

南岸干渠伴渠35kV系统分别由输电线路、变电所、闸房箱变等组成，具体如下：110kV输电线路总长91.386km， 35kV输电线路总长138km， 10kV输电线路总长1.546km，110kV变电所2座，改造110kV变电所2座，35kV变电所2座，渠系建筑物供电点为58处，管理站供电点为4处 ，干渠沿线供电点总计62处，在全线T接有40台35kV箱变降压后供电，每台箱变均配置有35kV高压开关、电压互感器、降压干式变压器、避雷器等设备。

1.2运行情况

南岸干渠伴渠35kV系统自投运行以来，受长线路、轻负荷，尤其在冬季干渠停水期线路带电空载运行的影响，线路末端电压上翘、过电压等问题比较突出，危害很大。具体表现如下：

a.运行初期，在2010—2011年间出现多台箱变35kV电压互感器熔断器熔断、电压互感器绝缘击穿烧坏的现象。

b.自2011年开始，频繁出现多台箱变35kV进线电缆头击穿放炮的现象，尤其是在冬春两季该问题更加频繁。

c.运行至今还造成两台箱变严重烧损、设备报废的现象。

2设备烧坏原因分析

在南岸干渠伴渠35kV系统线路发生的多起设备烧毁事故中，不同设备制造厂的产品(ABB、许继、川开、35kV开关柜及电网多处35kV高压电缆头)及不同区域都出现过设备烧毁，因此可以排除设备本身原因，设备烧毁主要是由系统过电压导致。具体分析如下：

a.南岸干渠35kV伴渠线路长150.15km，伴渠线路运行负荷接近空载，容抗较大，电网易发生电磁谐振，造成箱变内部电气设备绝缘破坏，发生相对地及相间短路，这是导致箱变设备绝缘击穿、短路起火的直接原因。

b.经设计院理论计算，电网35kV线路的对地电容电流超过20A，最大达26A，依据规范，35kV输电线路对地电容电流超过10A应加装消弧线圈，目前系统中未加装消弧线圈，导致发生单相接地故障时电弧持续时间长，造成设备烧坏。

c.多起电缆头烧坏在处理过程中发现电缆本身存在进水受潮而导致本身绝缘性能降低问题，这也反映出电缆头在制作施工中不规范，密封不严。

d.部分箱式变电站各间隔之间防火封堵不到位，电缆未涂刷防火涂料，从而导致无法控制火势蔓延。

3过电压问题监测分析与治理措施

3.1过电压问题监测分析

结合以上原因分析，为查找到南岸干渠35kV伴渠线路过电压问题的根源，2015年经过调研了解，在相关设备厂家的技术支持下，在南岸干渠35kV供电的海努克变电所35kV母线上加装了全电压监测仪对其系统中存在的过电压进行监测分析。经过2015年4—5月的监测，结合全电压录波分析，在此期间发生5次过电压，最大过电压倍数为3.43倍，其中2次为操作过电压，3次为弧光过电压。同时还监测到发生5次接地情况，3次C相，1次B相， 1次A相。C相接地过程中B相发生2次跌落现象，疑似存在绝缘不良问题。

该操作过电压发生在2015年4月17日10时51分35秒，根据图1分析操作过电压上升时间为30μs，根据图2分析操作过电压发生在C相负峰值时刻。过电压倍数为0.6/0.175=3.43倍(112kV)。

图1　操作过电压的暂态数据波形

图2　操作过电压的工频叠加波形

图3的弧光过电压发生在2015年4月30日17时23分25秒，结合波形分析为2个周波的短时弧光过电压，弧光初期疑似由相间故障引起，周期短，短暂弧光后系统恢复正常。图4的弧光接地故障发生在2015年4月30日14时27分5秒，结合波形分析是正常状态转弧光接地，正常状态时电压不平衡，弧光过电压幅值为2.43倍，弧光状态持续时间60s。

图3　弧光过电压波形

图4　弧光性接地故障波形

3.2过电压问题治理措施

结合过电压监测结果，进一步证明了南岸干渠伴

渠35kV系统频繁出现设备烧坏的最主要原因是过电压问题。为此经过进一步论证分析后，采取了如下措施进行治理：

a.对伴渠35kV箱变35kV侧设备和连接电缆(含电缆附件部分)进行排查和试验，对箱变低压存在绝缘薄弱或散热不良的部位进行重新排列或更换导线。并对箱式变电站各间隔之间的穿孔进行防火封堵，电缆涂刷防火涂料。

b.对伴渠35kV箱变35kV电缆进行排查，绝缘击穿造成短路的35kV高压电缆头在重新制作安装时，采取新工艺进行防水封堵，以减少由电缆故障引发的接地或短路故障。

c.根据设计院对电网电容电流的计算和实测，在为南岸干渠伴渠供电的河川110kV变电所、海努克110kV变电所、萨尔布群110kV变电所主变压器35kV中性点加装消弧线圈进行补偿，以抑制系统弧光接过电压的影响。

d.提高电压互感器PT自身的抗饱和倍数，逐步将原普通电压互感器更换为抗饱和电压互感器。即更换为饱和点为2.5或3.5倍相电压的电压互感器 ,以减小铁磁谐振过电压产生的危害。

e.加强设备管理，在冬季渠道停水期，对不重要的箱变采取停电停运措施以减少设备的故障率。

4治理运行效果

2015年南岸干渠伴渠35kV系统通过整改及加装消弧线圈等措施，使过电压问题大大降低，设备故障率也有所下降，有效确保了渠道工程供电安全。35kV系统过电压问题比较复杂，因地制宜地查找出过电压产生的原因是解决问题的关键。南岸干渠伴渠35kV系统过电压问题的治理措施虽还未得到全面实施，但有了前阶段的监测分析和对应的措施，治理效果已有所体现。随着后续不断完善措施及设备改造，南岸干渠伴渠35kV系统过电压问题将会得到全面有效的解决。

Analysis on Nan’an main canal accompanied 35kV system over-voltage problem and its control

XIAO Yunya

(XinjiangIliRiverBasinDevelopmentandConstructionAdministration,Yining835000,China)

Abstract:The over-voltage problem of 35kV and lower small current system is the important factor influencing power supply safety and reliability. Control of the problem is a complex project. In the paper, the treatment of problem is discussed through analyzing the monitoring of Nan’an main canal accompanied 35kV system over-voltage problem.

Key words:over-voltage; analysis; control

DOI:10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2016.05.015

中图分类号：TV91

文献标识码：B

文章编号：1673-8241(2016)05- 0050- 03