35kV变电站消弧线圈常见故障及处理

35kV变电站消弧线圈常见故障及处理

发表时间：2019-01-14T11:03:42.360Z 来源：《防护工程》2018年第30期作者：李玉哲

[导读] 本文结合笔者多年的实践工作经验，就35kV变电系统常见的真空断路器故障、线路电缆故障

李玉哲

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摘要：本文结合笔者多年的实践工作经验，就35kV变电系统常见的真空断路器故障、线路电缆故障、电压互感器故障以及消弧线圈等故障原因进行分析，对变电站日常检修维护过程中消弧线圈出现自身故障的技术处理措施进行了详细分析研究，提出了相应的解决办法，具有一定的参考价值。

关键词：35kV变电站；消弧线圈；故障及处理

引言：我国3kV、6kV、10kV、以及35kV等中低压配电网系统中，绝大多数是按小电流接地系统进行设计，即系统中性点是不接地系统。在进行35kV变电站系统设计时，通常按照中性点不接地系统进行，这种变电站运行方式，其在系统发生单相接地故障时，其电流值将大于系统允许安全运行值(对于3kV～10kV系统而言，其单相接地电流值应不大于30A)，此时故障电流产生的电弧将不能自行熄灭。为了降低电弧电流以满足系统安全运行需求，在工程中通常采用在中性点和大地间接入相应容量的消弧线圈，利用消弧线圈的补偿电流对系统进行动态补偿，这样就可以帮助系统熄灭故障接地点处故障电流产生的电弧，保证系统运行可靠性。

一、35kV变电站的常见故障

1.线路电缆故障分析

1.1接地点电阻值过高。通常情况下，为了避免感应过电压过高，交联电缆一般设有两个接地点，这样使得接地的电阻值小于规定的值，以起到保护电缆的作用。但是如果因为电缆的接头的金属屏蔽效果不好，导致接地的电阻值过高，超过标准值很多时候就会很容易产生更高的过电压，当电缆绝缘胶老化的时候，就很容易被烧穿。

1.2电缆长期负重导致出现故障。一般用在25℃的特定温度下的载流量来确认电缆是否负重运行，电缆在长期负重运行的情况下很容易出现故障，特别是在夏天由于本身的环境气温就高，长时间高温下负重运行导致电缆的绝缘层老化，增加了故障的几率。

1.3安装电缆不达标导致故障。在电缆的铺设和安装中，一般是通过往电缆沟里铺垫软土或者填水泥来保护电缆，但是如果没有忽略了这些措施，或者做的不到位的话就很容易导致电缆机械性的损伤，而这些损伤也常常是导致故障的隐患。

1.4厂家的质量问题。一些厂家制造的电缆间的连接接头不注意质量问题，导致连接头和终端头出现种种故障，还有劣质的电缆中会掺杂一些气体、液体和杂质等，这样就很容易导致杂质在高强度的电场下发生电离，使得电缆的绝缘层在老化的过程中提前被击穿而引发电缆故障。

2真空断路器故障分析

2.1真空泡的真空度降低。在35kV变电站的长期运行中，真空泡的真空度下降也是导致故障的常见原因，因为真空泡的真空度降低会使其使用寿命大大缩短，甚至严重到导致真空断路器的损坏和爆炸。

2.2真空断路器分闸失灵。真空断路器的分闸失灵会导致事故越级，事故范围波及广，常见的真空断路器失灵情况有遥控分闸不能自动断开分断路器、继电器保护动作失灵和人工分闸不能使用。

3电压互感器故障分析

在35kV电力系统中存在着很多储能元件，比如线性电容和非线性的铁心线圈。如果铁心的饱和引起电感量发生变化，那么当线路对地容抗XC与铁心感抗XL十分接近或者相等时，就会引发并联铁磁谐振，而电路中的非线性电感元件是产生铁磁共振的必要条件，所以在发生铁磁谐振的时候，电压互感器承受了更多的过电压，铁心的磁通就会成倍的增加，铁心迅速达到了饱和状态，频率的降低将导致绕组过热而烧毁甚至爆炸。

4消弧线圈故障分析

35kV变电站通常具有一种自动保护的功能叫做消弧线圈，而这种保护功能在消弧线圈发生故障时会自动启动。如果消弧线圈自身的中性点位移电压值和补偿电流偏大的时候就会产生警报，如果不能及时发现排除警报就很容易导致故障。

二、消弧线圈自身故障处理

1铁心故障处理

消弧线圈是一个具有铁心的电感线圈，其自身电感电流与系统故障电容电流间进行补偿，从而降低变电站系统发生单相接地故障电流值。虽然消弧线圈自身电阻很小，但其电抗值却相当大。消耗线圈的铁心与线圈等均浸在变压器油中。从外观看，消弧线圈的外部结构与单相变压器极为相似，但消弧线圈内部结构却不是简单的单相变压器。在设计制造过程中，为了避免消弧线圈内部铁心快速饱和，通常在消弧线圈内部铁心柱上留很多间歇，并在间隙中用绝缘纸板进行完善填充，这样可以让消耗线圈拥有一个较为稳定的电抗值，使消弧线圈所产生的补偿电流能够与系统电压间存在稳定的比例特性，进而使消弧线圈能够根据变电站故障实际情况需求，合理选择调解线圈以期获得一个较为理想的感性电流值，从而与变电站系统故障时的电容电流值进行抵消，达到明显的消弧作用。但是在日常运行过程中，也会发现有消弧线圈烧损事故发生，大多数是由产品制造、运输不当、以及调试合理等引起。因此，为了提高35kV变电站运行可靠性，对消弧线圈的运行维护和预防性试验工作就显得十分重要。结合大量文献资料和实际工作经验，对提高消弧线圈运行可靠性常见检修维护措施归纳总结如下建议。

1.1严格检测电缆。要通过使用专业的检测仪器对电缆和接头的定期检测及时分析出接地电阻的变化规律。然后根据变化的趋势判断如果接地的电阻值高于设计的标准值，那么一方面可能是电缆和地面连接不稳定，另一方面则有可能是因为接头处被氧化了。

1.2确保安装电缆全过程的质量。对于电缆的质量监控就要从工厂、材料、工人施工等多方面进行把关，要严格要求技术工人的技术素质，技术要精细以保证电缆的制作质量。采用达到IEC标准的新型硅橡胶预置式接头以克服热缩电缆头的缺点。

2真空断路器故障的预防措施

真空断路器故障通常分为两类，对于真空泡的真空度降低导致寿命缩短而造成的故障，可以采用操作机构与产品本品为一体的真空断路器，使用这种真空断路器时一定要检测是否有放电现象发生，一旦出现放电现象就要立即拉闸及时换上新产品，要保证各个部件都处于工作状态。

3如何预防烧毁电压互感器

通常在35kV变电站的电源中性点接入消谐器和互感器来预防电压互感器的烧损和减少破坏。但经过实践证明这种方法在实行起来具有一定的局限性，只能在一定概率上减少铁磁谐振发生的概率。而随着科学的进步，采用4TV方式能够很有效的防止单母非线性接地而引发的铁磁谐振等此类谐振故障的发生。

当消弧线圈出现温度和温升超过运行规定极限值值，变压器油从从油枕喷出，由于其它原因造成内部油面骤然降低，致使油位低于系统允许值。消弧线圈自身出现强烈而不均匀的噪声、振动、内部有火花放电声，外部绝缘套管发生破裂、放电、以及闪络等现象;消弧线圈各分接头开关出现接触不良等其它自身故障时，应该立即采取停用措施，防止消弧线圈继续带电运行引发事故的进一步扩大。当35kV变电站系统在单相接地故障发生时间以内时，不得操作消弧线圈外部隔离开关，而应根据相关操作规范要求查找系统接地故障点，处理各类故障信息。若故障时间持续15min，应对消弧线圈外部进行全面安全检查，并动态观察消弧线圈上层油温、油位等数据的波动情况，详细记录并实时返回变电站调度运行中心。

三、结束语

随着科技的发展和人民生活水平的提高，目前电力系统的负重和复杂程度也不断增加，如何保障变电站的正常运行，尽量减少断电给人民生活带来的不便是当前变电站的重要任务之一。对35kV的变电站发生故障的原因进行分析，及时采取措施进行修复，要求工作人员要有强烈的责任心和较高的技术素质，并要尽力做好能够排除一切故障的预防措施，确保电网的正常安全运行。

参考文献

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