小浪底水利枢纽工程35kV系统接地故障排查及处理

郭伟震，潘方正，潘淑改，郑 欣，张启航，沈 倩，李 雯

(1.黄河水利水电开发集团有限公司，河南 济源 454681；2.黄河小浪底水资源投资有限公司，河南 济源 454681)

0 引 言

我国电力系统35 kV电压等级一般采用中性点不接地方式，在该系统中发生单相接地故障时，系统线电压仍保持对称性，三相系统的平衡没有遭到破坏；此种工况下，国家规范规定可以带故障点运行不超过2 h，因此利用有效的时间科学消除故障尤其重要。

1 概 述

西沟(浪清)水电站作为小浪底水利枢纽工程的“黑启动”电源，建于小浪底枢纽北侧西沟水库下游、桥沟河右岸支沟内，利用已建的小浪底水利枢纽北岸灌溉洞，把北岸灌溉洞作为电站引水发电洞的主洞而直接从小浪底水库取水。电站主要任务是保证枢纽和电网的安全运行，运行原则是优先保证灌溉用水，兼顾发电，主要建筑物包括引水发电系统、电站厂房和尾水渠等。电站安装2台单机容量10 MW的混流式水轮发电机组，总装机容量20 MW，设计年利用小时5 000 h，多年平均发电量为1亿kW·h(实际平均年利用小时数6 672 h，多年平均发电量1.21亿kW·h)。西沟水电站出线以35 kV线路T接东河清变电站和蓼坞变电站，然后通过110 kV线路接入洛阳市电网。电站主体工程于2008年3月开工，2009年1月2台机组投产发电。

桥沟(峪口)水电站位于小浪底水利枢纽管理区内西沟水电站下游、桥沟河与小浪底尾水渠交叉口的右岸滩地之上，距离其上游的西沟水电站约650 m，利用西沟水电站尾水发电；电站尾水直接排至小浪底水利枢纽尾水渠，最后进入黄河。主要建筑物包括引水发电系统和电站厂房，安装2台单机容量2.25 MW的轴流定桨式水轮发电机组，总装机容量4.5 MW，设计年利用小时5 000 h，多年平均发电量0.2亿kW·h。桥沟水电站出线送至西沟水电站35 kV母线，经西沟水电站出线送出。桥沟水电站主体工程于2011年3月开工，2012年3月2台机组投产发电。

西沟(浪清)水电站1、2号机组并网运行，浪1号机带负荷10 250 MW，浪2号机带负荷10 280 MW，厂用电取自站内(一段联络二段运行)。

桥沟(峪口)水电站1、2号机组并网运行，峪1号机带负荷1 900 MW，峪2号机带负荷1 950 MW，厂用电取自站外(二段联络一段运行)。

2 故障现象

西沟(浪清)水电站上位机报：“主变后备保护告警总信号动作”“零序过压保护动作”“35 kV消弧消谐接地报警动作”等报警信号；现地35 kV消弧消谐柜上“35 kV A相弧光接地”报警、变压器后备保护模块上“零序过压保护动作”。

桥沟(峪口)水电站上位机报：“主变后备保护告警总信号动作”“零序过压保护动作”等报警信号；现地变压器后备保护模块上“零序过压保护动作”，详见图1。

图1 现地设备故障报警

3 现场应急处置、锁定故障范围

图2 35 kV一次系统图

4 锁定故障点

为了便于全面细致检查，现场抢修人员分别将挂在35 kV母线上的5面配电柜后门柜板、顶板拆除，将3个开关小车，1个PT小车拉出至检修位，认真对母线连接及过柜重点部位、开关动静触头、真空灭弧室、支撑绝缘子等部位进行逐一检查；但各器件外观完好，未发现明显放电痕迹。在全面外观检查无果，肉眼无法鉴定的情况下，决定对浪清水电站35 kV设备进行高压试验，以便快速准确排查出故障点。

4.1 母线耐压试验

图3 35 kV母线耐压试验

4.2 开关耐压试验

图4 35 kV开关设备耐压试验

4.3 避雷器耐压试验

图5 35 kV避雷器耐压试验

故障点——35 kV母线电压互感器，彻底找出。

4.4 故障设备基本情况

5 故障处理

故障PT为电站保护、计量、同期的重要测量元件，必须进行更换才能恢复4台机组发电。

5.1 新PT交接试验

图6 新PT交接试验现场

5.2 新PT回装

图7 新PT回装现场

5.3 设备恢复运行

6 结 语

电站一次设备自2009年1月投产至今已运行了13 a，远超电气设备8～12 a的使用寿命。受电场、温度、机械力、湿度、周围环境等因素长期作用，绝缘老化最终导致绝缘失效，设备故障。在电站日常巡视维护中，应对该类设备加强关注，做好电气设备预防性试验，并重点做好试验数据趋势分析，尽早发现事故苗头，尽早改造更换，推动电站安全生产从事后应急向事前预防转变。