近几年,随着高耗能企业的迅速发展以及35KV室内开关柜的大量使用,使得电缆出线比例逐年增多,导致对地电容电流剧增。由于35 kV系统单相接地引发的电缆爆炸愈来愈多,由此带来的经济损失和社会影响也越来越大。
仅就2003年以来乌兰察布电业局统计发现,由于35KV系统单相接地而引发的事故就10多起,有的造成全站停电,影响重要用户供电,有的造成电缆爆炸、开关柜烧毁和避雷器爆炸等。
原因分析
(一)谐振过电压
35kV系统为不接地系统,电网中存在大量星形接线的电压互感器,其一次绕组直接接地,成为电网对地电容电流、高次谐波电流的充放电途径,当线路接地时,电压互感器的铁心线圈相当于与非故障线路对接电容并联,构成了可能产生谐振的并联电路,由于相对地电压升高倍,有可能使得电压互感器的铁心出现饱和或接近饱和,阻抗变小,电路中出现容抗和阻抗相等的情况,从而产生了并联谐振,此时互感器一次侧的电流最大,这样有可能使电压互感器的高压侧熔断件熔断,或者烧坏电压互感器,以及电缆爆炸。此种情况往往在变电所投产初期(线路出线回路少)不是很明显,但随着线路出线回路的增多(各回线路对地的等值电容量增大,容抗增大)出现谐振的情况较多。另外由于35KV系统为室内开关柜,35KVPT接地点多,一般为4个接地点,这也为发生谐振过电压提供了条件。
(二)弧光接地过电压
正常情况下,35 kV中性点不接地系统发生单相接地,允许运行2h。但为什么频繁地发生单相接地迅速发展成相间事故,使事故扩大化呢?原因之一是系统中个别设备存在绝缘薄弱点,另一个重要的原因是由于35 kV系统电容电流较大,接地电弧变得不能自熄而产生了较高倍数的弧光接地过电压,据国内外经验,弧光接地过电压最大可达3-5倍。
在单相接地事故中,通过弧光的电流乃是健全相对地电容电流的总和。为了减小故障总电流,往往采用消弧线圈。装设消弧线圈后,接地点残流不超过10 A,接地电弧便不能维持,会自行熄灭。