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一起110 kV 变电站10 kV 母线电压异常故障分析

2024-01-28陈鹏宇

农村电气化 2023年12期
关键词:弧线线电压供电所

陈鹏宇,王 晶,周 旭

(国网冀北电力有限公司文安县供电分公司,河北 廊坊 065800)

10 kV 线路是农村配电网最重要的供电设施,10 kV 线路故障率直接影响配网的供电可靠性。线路故障排查是对人员技术、经验、责任心的全方位考验。配电专责运维经验的提高,一方面靠理论知识与实践相结合的积累;另一方面是借鉴典型事故案例分析,以发现设备运行中的通病或家族性问题。本文就文安县供电分公司一起110 kV 变电站10 kV线路故障处理的过程,总结故障查线的经验和思路。

1 故障情况说明

文安县供电分公司2 座110 kV 变电站,近几个月来时常发生10 kV 母线电压异常情况。供电所对母线所带10 kV 线路进行巡视、消缺,采取各种措施查找原因,未能彻底解决。故障情况表现为:线路工业负荷增加时,母线时常发生三相电压不平衡情况,过段时间母线电压又恢复正常。

2 故障原因排查过程

110 kV 变电站运行单位为市公司,10 kV 线路运行单位为县公司,故障原因查找以供电所为主,以CX 变电站为例,故障原因排查过程如下:

2022 年2 月26 日11:43 监 控 班 报CX 110 kV变电站10 kV 5 号母线三相电压不平衡,A、B、C相电压分别为10.1 、5.5 、5.1 kV。11:47 通知供电所故障查线CX 站222 龙南线路。 14:03 监控班试送222 开关良好。

2022 年2 月27 日7:10 监控班报CX 站10 kV 5 号母线三相电压不平衡A、B、C 相电压分别为9.8 、5.4 、5.2 kV,下令供电所拉路查找。

2022 年3 月3 日23:38 监控班报CX 站10 kV 5 号母线三相电压不平衡(A 相:7.65 kV,B 相:4.0 kV,C 相:6.8 kV)令供电所拉路查找。23:40拉开CX 站车站线225 开关,信号复归。23:42 通知该所专工查线225 车站线路。3 月4 日2:26 供电所交查线令225 车站线路查无问题,申请恢复送电。

在此期间,运检部与供电所共同查找故障原因,故障期间CX 站电网潮流图电压幅值数据A、B、C相分别为8.330 16、7.632 32、2.566 88 kV。

母线电压不平衡、拉路查线、切除负荷电压正常、负荷增长电压又不平衡,反反复复几次。对5号母线所带线路涉及的供电所测量线路所带配电变压器绝缘电阻、消除缺陷,先后耗时几天,未能彻底解决母线电压不平衡问题。运检部与供电所决定利用带电作业查找故障原因。

此次故障处理过程中,10 kV 线路N-1 转带负荷起到了重要作用。运检部与供电所配合,利用带电作业通过线路负荷转带将225 车站线第一分段开关后负荷切倒至LZ 35 kV 变电站213 线,225 车站线一分段开关以下负荷自4 日开始由LZ 35 kV 站转带,CX 站225 线路还有1 个用户。负荷切倒过去之后,LZ 变电站母线电压平稳运行正常,CX 110 kV 站5 号母线电压仍不稳定,3 月6 日对225车站线一分段前出站电缆和一段用户电缆做耐压试验,均无问题。后又将225 车站线1 号杆电缆接头解开,做好绝缘措施,将225 车站线全部负荷切倒至LZ 35 kV 变电站,LZ 35 kV 站母线电压正常,A、B、C 相分别为6.05、6.18 、6.04 kV,运行平稳,负荷切走后CX 110 kV 站5 号母线电压有好转。

负荷切到至LZ 变电站后,LZ 变电站电网潮流图A、B、C 三相电压幅值分别为5.772 1、5.772 1、5.736 9 kV。

3 故障原因分析

CX 110 kV 站在轻负荷且负荷性质以生活用电为主的情况下,5 号母线电压正常,随着工业负荷增加,电压开始出现异常。

5 号母线所带负荷减少到一定程度,电压正常。225 车站线负荷在CX 站时,5 号母线电压异常。将225 车站线全部负荷切至LZ 站后,LZ 站母线电压正常。说明225 线路正常,不存在造成母线电压异常问题的因素,5 号母线电压不平衡,非线路原因造成,应该另有原因[1]。

10 kV 母线电压异常由多种原因引起,如单线接地故障、短线故障、电压互感器故障、铁磁谐振等,这些原因已全部排除。后向市公司反映该问题,经市、县公司调控、运维人员共同分析,确定故障原因是消弧线圈补偿度不当。3 月12 日市公司将CX 站5 号母线原消弧线圈退出,根据负荷情况重新整定,安装新的消弧线圈,母线电压恢复正常,确认为消弧线圈问题。随着负荷增加及负荷性质变化,变电站建站时消弧线圈的容量已不能满足当前负荷需求,所以造成母线电压不平衡。

更换CX 站消弧线圈后,全部负荷切倒回CX站,5 号母线电压正常,CX 站电网潮流图A、B、C 三相电压幅值分别为5.79、5.77、5.87 kV。

变电站消弧线圈的作用如下:提高电路稳定性;减少电路的电能损失,提高电能效率;防止电能波动,降低谐振干扰,提高电能质量;在系统发生单相接地时补偿系统电容电流,抑制过电压产生。

补偿方式及容量的选择:装在变压器中性点的消弧线圈应采用过补偿方式,防止运行方式改变时,电容电流减少,使消弧线圈处于谐振点运行。在正常情况下,脱谐度一般不大于10%。电网的电容电流,应包括电气连接的所有架空线路、电缆线路、发电机、变压器、母线和电器的电容电流,并考虑电网5~10 年的发展[2]。

4 总结与建议

目前,110 kV 站内设备的运维由市公司负责,站外10 kV 线路运维由县公司负责。当10 kV 母线电压不平衡时,一方面考虑线路原因,另外,也要结合考虑站内设备影响,以缩短事故送电时间。该次故障原因排查,虽然耗费的精力很大,但是问题最终解决。借鉴这个案例,在故障发生后,故障原因排查过程中要结合变电站内外设备分析故障原因,以缩短故障查线时间,提高供电可靠性。

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