35kV系统过电压的危害及解决措施

电力18讯：    
作者: 姜华 鲁耀  单位: 乌兰察布电业局 　  
　
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。

解决办法

(一)谐振过电压

a 优先选用励磁特性饱和点较高的抗谐振型电压互感器；

b 减少同一系统中电压互感器高压侧中性点接地数量，除电源侧电压互感器高压侧中性点接地外，其它电压互感器中性点尽可能不接地；

c 在电压互感器开口三角绕组装设二次消谐器或消谐电阻；

d 在电压互感器一次绕组中性点装设一次消谐器。

适当选择消弧线圈的脱谐度，避开电网谐振点。

(二)弧光接地过电压

a 装设消弧线圈

为保证接地电弧自熄，35 kV中性点不接地系统电容电流超过10 A时，一律应装设消弧线圈。

b 合理选择消弧线圈容量

消弧线圈的分头调整，不能仅仅依据理论计算值，应根据实测电容电流值来调整。否则，由于计算误差大，造成消弧线圈发挥不了应有的作用，形同虚设；更为严重的是，有可能造成消弧线圈欠补偿，形成谐振过电压，从而产生负作用。容性电流测试工作应定期开展，测试方法可采用外加电容法，简便有效，适合现场应用。

c 消弧线圈的选型

老式手动消弧线圈除需停电调分头，不能自动跟踪补偿电网电容电流等缺点外，脱谐度也很难保证在10％以内，其运行效果不能令人满意。据国内外资料统计分析表明，采用老式手动消弧线圈补偿的电网，单相接地发展成相间短路的事故率在20％～40％之间，比采用自动跟踪补偿的电网高出3倍以上。因此，新上消弧线圈应装设自动跟踪补偿的消弧线圈。

目前，自动消弧线圈有四大类：(1)用有载分接开关调节消弧线圈的分接头；(2)调节消弧线圈的铁心气隙；(3)直流助磁调节；(4)可控硅调节消弧线圈。

为保证老式手动消弧线圈充分发挥作用，克服固有的缺点，可分轻重缓急逐步改造成自动跟踪式。