關(guān)于隆文風(fēng)電場集電線路單相接地故障之啟示

1、關(guān)于隆文風(fēng)電場集電線路單相接地故障之啟示臺山隆文風(fēng)電場 賴俊榮風(fēng)電場場內(nèi)集電線路通常為35kv電壓等級，采用架空線路、地埋電纜、或者兩者相結(jié)合的方式為主。在實際運行中，經(jīng)常發(fā)生單相接地故障，特別是在夏季雷暴、大雨、臺風(fēng)，冬季大風(fēng)、大雪等惡劣天氣條件下，單相接地故障更是頻繁發(fā)生，嚴重影響了輸變電設(shè)備和電網(wǎng)的安全運行。一、風(fēng)電場集電線路單相接地故障原因剖析風(fēng)電場35kv集電線路在運行中發(fā)生單相接地故障主要有以下幾種原因：（1）導(dǎo)線斷線或固定不牢，跌落地面、或搭在塔架橫擔上（2）高壓引下線斷線或脫落（3）電纜頭屏蔽地線脫落（4）線路避雷器或箱變高壓側(cè)避雷器絕緣擊穿（5）線路絕緣子擊穿、箱變高壓側(cè)支柱

2、絕緣子擊穿、箱變高壓套管絕緣擊穿（6）與風(fēng)機配套的箱式變壓器高壓繞組單相絕緣擊穿或接地（7）線路落雷（8）竹子、樹木搭接（9）鳥窩（10）外力破壞等其它因素在以上各種因素中，線路落雷、電纜頭屏蔽地線斷落、樹木搭接、鳥窩、避雷器擊穿是發(fā)生集電線路單相接地故障的常見原因。二、隆文風(fēng)電場35kv系統(tǒng)簡介隆文風(fēng)電場35kv系統(tǒng)采用單母分段接線，正常運行時，i段、ii段母線分段運行，35kv母聯(lián)開關(guān)300在分閘位置。兩段母線各設(shè)接地變一臺，高壓側(cè)引出中性點經(jīng)小電阻及零序互感器接地，站內(nèi)用電由1#接地變兼站用變供應(yīng)。兩段母線各設(shè)無功補償裝置一套，無功補償裝置根據(jù)系統(tǒng)要求投退。35kv集電線路由架空線路和直

3、埋電纜兩者相結(jié)合方式組合而成，全場配置7組集電線路，第1、2、4、5組集電線路匯集至35kv i段母線，第3、6、7組集電線路匯集35kv ii段母線。每組集電線路設(shè)專用零序電流互感器。其中，接地變及集電線路接線圖如下： 圖1：35kv i段母線 圖2：35kv i段母線三、隆文風(fēng)電場35kv集電線路跳閘事件統(tǒng)計分析隆文風(fēng)電場7組35kv集電線路均由架空線路和直埋電纜相結(jié)合方式組成， 其中架空線路長32.7km，直埋電纜96.6km。截止2013年10月17日，7組集電線路發(fā)生跳閘事件10起。按引起接地故障原因劃分，避雷器擊穿3起、雷擊3起、青苗過高3起、電纜屏蔽線搭接導(dǎo)線1起，四者比例為3:

4、3:3:1，具體情況如下：序號時間故障線路故障原因跳閘開關(guān)受累風(fēng)機備注12013.5.114#集電線路34#箱變高壓側(cè)避雷器擊穿接地1#接地變高壓側(cè)361開關(guān)1#主變低壓側(cè)301開關(guān)87臺2012無集電線路跳閘事件22013.5.22 00:351#、2#、7#集電線路線路雷擊1#接地變高壓側(cè)361開關(guān)1#主變低壓側(cè)301開關(guān)1#集電線路311開關(guān)2#集電線路312開關(guān)7#集電線路327開關(guān)110臺32013.5.22 04:393#、4#、5#、7#集電線路線路雷擊1#接地變高壓側(cè)361開關(guān)1#主變低壓側(cè)301開關(guān)4#集電線路314開關(guān)5#集電線路315開關(guān)3#集電線路323開關(guān)7#集電線路

5、327開關(guān)129臺42013.5.22 10:503#集電線路線路雷擊2#接地變高壓側(cè)362開關(guān)2#主變低壓側(cè)302開關(guān)3#集電線路323開關(guān)58臺52013.7.15#集電線路架空線路下方青苗過高1#接地變高壓側(cè)361開關(guān)1#主變低壓側(cè)301開關(guān)5#集電線路315開關(guān)87臺瞬間接地62013.8.15#集電線路架空線路下方青苗過高1#接地變高壓側(cè)361開關(guān)1#主變低壓側(cè)301開關(guān)5#集電線路315開關(guān)87臺瞬間接地72013.8.145#集電線路電纜屏蔽線搭接導(dǎo)線，造成永久性接地5#集電線路315開關(guān)22臺82013.8.144#集電線路架空線路下方青苗過高4#集電線路314開關(guān)24臺瞬間接

6、地92013.9.202#集電線路22#箱變高壓側(cè)避雷器擊穿接地2#集電線路312開關(guān)25臺102013.9.222#集電線路19#箱變高壓側(cè)避雷器擊穿接地2#集電線路312開關(guān)25臺表1：集電線路跳閘事件匯總關(guān)于上述10起集電線路跳閘事件，作如下分析：（一）未投零序保護時，集電線路單相接地情況隆文風(fēng)電場在2013年5月16日以前，當集電線路發(fā)生單相接地故障時，會出現(xiàn)集電線路進線開關(guān)拒動，而接地變高壓側(cè)和主變低壓側(cè)開關(guān)動作越級跳閘情況，如2013.5.11 4#集電線路單相接地事件，不符合正常邏輯。究其原因是因為當時隆文風(fēng)電場集電線路、接地變零序保護未投入（未投入原因是未委托供電局核算我場35

7、kv系統(tǒng)零序保護定值），因此當集電線路發(fā)生單相接地故障時，在集電線路開關(guān)拒動的情況下，導(dǎo)致接地變“過流二段保護”啟動，主變“非電量保護rcs9661c”啟動引起接地變高壓側(cè)、主變低壓側(cè)開關(guān)跳閘，最終導(dǎo)致35kv母線失壓。因此，在接地變、集電線路零序保護未投入時，當集電線路發(fā)生單相接地故障時會引起越級跳閘，擴大事故范圍，連累其他非故障線路。（二）接地變、集電線路零序保護投入但動作時間整定不合理時，集電線路單相接地情況隆文風(fēng)電場于2013年5月16日第一次投入接地變、集電線路零序保護，整定值是參考江門電網(wǎng)10kv變電站配電系統(tǒng)而來的經(jīng)驗值。2013年8月2日修改了接地變過流二段保護動作延時定值，9

8、月23日根據(jù)江門供電局核算過定值單再次修改了集電線路、接地變、35kv母線開關(guān)、無功補償裝置等零序保護定值。以1#接地變、集電線路為例，零序保護具體整定情況如下：1#接地變2013.5.16前2013.5.162013.8.22013.9.23備注過流一段定值0.63a0.63a0.63a0.63a過流一段延時0.05s0.05s0.05s0.05s過流二段定值0.14a0.14a0.14a0.14a過流二段延時0.6s0.6s1.2s1.2s高零序過流定值無0.25a0.25a0.3a高零序過流延時無1.2s1.2s1.2s表2：1#接地變過流、高零序保護整定情況集電線路2013.5.16前

9、2013.5.162013.9.23備注過流一段定值3a3a3a過流一段延時0.3s0.3s0.3s過流二段定值1a1a1a過流二段延時0.6s0.6s0.6s零序一段定值無0.15a1a零序一段延時無0.6s0.3s零序二段定值無無0.3a零序二段延時無無0.6s表3：集電線路過流、零序保護整定情況2013年5月16日投入接地變、集電線路零序保護后，當集電線路發(fā)生單相接地故障時，集電線路零序保護動作切開故障線路，與此同時接地變過流二段保護、主變非電量保護仍然動作（接地變高壓側(cè)開關(guān)、主變低壓側(cè)開關(guān)跳開），同樣造成35kv母線失壓情況發(fā)生，如2013.5.11、2013.7.1、2013.8.1

10、事件。原因是因為當集電線路發(fā)生單相接地時，接地變檢測到的零序電流已達到其過流二段保護整定值，而集電線路零序過流一段延時時間(0.6s)與接地變過流二段延時時間(0.6s)相同，在這種情形之下，即便是集電線路零序保護動作了接地變過流二段保護仍會動作，繼而造成母線失壓。8月2日我場將接地變過流二段延時0.6s更改為1.2s后，當集電線路發(fā)生單相接地時，零序保護只切開故障線路，無越級跳閘情況發(fā)生，如2013.14、2013.9.20、2013.9.22事件。2013年9月23日根據(jù)江門供電局提供的經(jīng)過核算過的定值單，重新修改了我場接地變、集電線路、無功補償裝置等零序保護定值，目前暫時未接受過集電線路

11、接地故障的考驗。四、經(jīng)驗反饋（一）預(yù)防措施 （1)加強對集電線路的定期巡視，主要是看導(dǎo)線與樹木的距離，桿塔是否有鳥窩，導(dǎo)線在絕緣子中的綁扎或固定是否牢固，絕緣子固定螺栓是否松脫，橫擔、拉帶螺栓是否松脫，拉線是否斷裂或破股，導(dǎo)線弧垂是否過大或過小等。 （2)定期檢查集電線路上的固定螺栓、電纜頭屏蔽線，螺栓松動應(yīng)及時緊固，接地線破損要及時更換。（3)定期對風(fēng)機箱變、線路絕緣子、避雷器等設(shè)備進行預(yù)防性試驗，不合格及時更換或維修。（4）在集電線路和箱變上采用金屬氧化物避雷器，放電效果好，可以耐多重雷擊，絕緣擊穿率低，運行穩(wěn)定。（5）在集電線路上增加絕緣子片數(shù)，提高線路絕緣等級。 （二） 發(fā)生單相接地故障后的處理辦法 當集電線路發(fā)生單相接地后，風(fēng)電場應(yīng)及時組織人員巡視線路，查找故障點。查找故障點要結(jié)合故障前后的運行特點、保護動作信息、故障錄波信息，可以采取分片、分段、分支、分設(shè)備的“排除法”，并與絕緣搖表、登塔檢查等辦法相結(jié)合，盡快找到故障點并消除。如果上述辦法未查找到故障點，可請求上級調(diào)度對故障線路試送電一次：如成功，則可能是其他不明偶然原因造成；若不成功，則用“排除法”繼續(xù)查找，直到查找到并消除故障為止。（三）完善接地保護配置在不接地系統(tǒng)中，應(yīng)合理配置零序ct和小電流選線裝置，保證兩者有效匹配，保證在發(fā)生單相故障時能準確選出故障線路。在小電阻接地系統(tǒng)中，應(yīng)配置完