6kV母线假接地故障分析及处理
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在处理过程中用并列转换厂用电的方法判断故 障点 。当启用 602 断路器和 612 断路器同时供 6 kV 2 号母线时 “, 6 kV 2 号母线接地”光字牌消失 , A 与 C 相电压表指示 3 900 V ,B 相电压表指示 3 000 V ;拉开 612 断路器后 “, 6 kV 2 号母线接地” 光字牌又亮 ,A 与 C 相电压表指示 4 100 V ,B 相电 压表指示 2 500 V 。厂用电一次接线示意图见图 1 。
图 1 一次接线示意图
图 2 绝缘监测装置简图
当传动机构有卡涩等故障或拉杆 、拐臂等部件 的固定销出现脱落等情况时 ,就可能分闸 。断路器 两相未断开时 ,由此引发的异常现象较明显 ,易发 现 ;一相未断开时 ,由此引发的异常现象相对不明 显 ,不易被发现 。此次 3 号循环水泵断路器故障为 一相 (B 相) 分断不成功 ,引起所在 6 kV 2 号母线三 相电压不平衡而发出接地信号 。下面将对此原因进
4 建议与展望
目前柳州电网一户一表改造工程正在逐步开 展 ,每年新装用户以 3 万户的速度递增 ,为了满足 用户业务办理需求 ,还需设置自助服务区 ,在营业厅 未到营业时间或收费高峰时方便客户自助交费 。从 柳州电网发展的前景看 ,光有 1 个营业厅是远远不 够的 ,目前柳州网区已建的营业厅还有河北 、八一 、 新风 3 处 ,它们位于市区主要的居民聚集区 ,目的就 是方便用户就近交费 。针对用户交费时段较集中的 特点 ,柳州供电局考虑在收费高峰期开设移动营业 厅 ,在装配有无线接收装置的中型车内收费 。另外 , 今年广西电网公司在柳州供电局进行电费充值卡系 统的试点工作 ,充值卡发行以实物卡为主 ,电子卡为 辅 ,充值手段以语音 、短信为主 ,网上 Web 充值为辅 的方式 ,试点成功后将推广到其它供电局 ,在广西电 网公司内将实现跨地市营业厅充值交费 ,真正解决 用户交费难的矛盾 。
2008 年第 1 期 广西电力
59
控制室之间未设置观察窗 ,代替使用的是在会议室前 后各设置 1 台可遥控的吸顶球型摄像机 ,它具备 22 倍光学缩放功能 ,能实现灵活的 128 个预设位置和自 动监控。2 路摄像机信号输出到音响控制室的硬盘 录像机上 ,它配备网络控制软件后 ,在局域网上任何 位置都可监控会议室 ,以达到远程管理会议功能。
54
广西电力 2008 年第 1 期
6 kV 母线假接地故障分析及处理
Analysis and Treatment of False Ground Fault in 6kV Bus
李 沁
Li Qin
(广州发电厂有限公司 ,广东 广州 510160)
摘要 : 文章对一起 6 kV 系统发生的母线假接地故障进行了分析 ,分析结果认为该故障是负荷断路器非全相运行引起 ,并 从理论上闸明了该现象产生的机理 ,提出了避免该类故障发生的一些措施 ,以及提供了准确判断故障和正确处理故障的方法 和建议 。
母线接地信号 ,中性点产生位移 (在电压三角形内) 。
故障断路器所接设备的容量越大 ,电缆越长 , 3 CE 就越大 ,相对地电压就越不平衡 。
图 3 电动机断路器 B 相未断开示意图
通过上述分析可知 ,由于 3 号循环水泵容量为 700 kW ,循环水电动机安装位置离 6 kV 母线室有 近 300 m ,电缆线则更长 ,导致母线三相对地电压不 平衡较严重 ,致使系统在无单相接地情况下 ,开口三 角形绕组侧输出电压达到继电器 XJJ 动作定值 ,发 出母线接地信号 。
3. 2 工程实施需要多方面的统筹管理
文中所阐述的电子信息系统建设 ,在工程实施 时需要与土建 、装修 、配电 、消防等多种业务系统相 配合 ,在时间进度与线路走向上互相协调处理 。如 设备需进场安装调试 ,事先必须准备好的工作有 :综 合布线 、机房接地网铺设 、防静电地板铺设 、U PS 安 装 、机柜安装 、机柜配电等 。如管理不当 ,会造成下 一环节工作延误 ,我们曾经出现 U PS 安装时接地网 未铺设的失误 ,以至于调配全部人力 ,在 1 天内安装 了 4 个设备间隔的地网 。
参考文献 [ 1 ] 钱振华. 电气设备倒闸操作技术问答 (3) [ M ] . 北京 :中
U
r
1-
C CB + 3 CE
1
+
2
CB
C +3
CE
=
Ur
(8)
由式 (7) 、(8) 可以知道 ,母线三相对地电压不平
衡是故障断路器所接设备回路对地电容不平衡的结
果 :故障相对地电压下降 ,非故障相对地电压升高 ,
两者相差数十甚至上千伏 。当三相不平衡使电压互
感器开口三角输出电压达到 XJJ 的动作值时 ,发出
2 6 kV 母线假接地故障原因分析
我厂 6 kV 高压厂用电系统为中性点不接地系 统 ,0 号高厂变为厂用电系统的备用电源 ,设有系统 绝缘监视装置 (见图 2) 。电压互感器开口三角形绕 组所接的过电压继电器 XJJ 整定值为 15 V ,动作时 发“6 kV 母线接地”信号 。我厂高压电动机断路器 采用小车式高压少油断路器 ,配置 CD10 Ⅱ型直流电 磁操动机构 。
U r YB +α2 + YB + YC
Ur
YC
=
Ur
[
YB
+ Y(α2 +α) YB + 2 Y
]
=
Ur
YB - Y YB + 2 Y
=
Ur
1-
Y YB
1+2 Y YB
=
Ur
1-
C CB + 3 CE
1
+
2
CB
Βιβλιοθήκη Baidu
C +3
CE
(3)
所以 ,由基尔霍夫电压定律 ,得出母线三相对地
电压为
U′A = UA - UN′N
关键词 :厂用电 ;母线接地 ;接地故障 ;非全相运行 中图分类号 : TM711 文献标识码 :B 文章编号 :1671 - 8380 (2008) 01 - 0054 - 02
1 故障经过
2007 年 6 月 27 日 9 :05 ,广州发电厂厂用电系 统“6 kV 2 号母线接地”光字牌亮 ,三相电压表显示 A ,C 相 4 100 V ,B 相 2 500 V ,电压互感器开口三角 输出侧的消谐灯泡亮 。经检查发现 ,是因为该段母 线上的 3 号循环水泵断路器 B 相操动机构与断路器 连接铸铁拐臂的固定弹性销松脱损坏 ,导致 B 相断 路器分闸传动失败造成的 。
(4)
U′B = UB - UN′N
(5)
U′C = U C - UN′N
(6)
由式 (3) - (6) 可知 :
当 3 CE 趋近于 0 时
U N′N
=
li m
3 CE →0
Ur
1-
C CB + 3 CE
1
+
2
CB
C +3
CE
=
0
(7)
当 3 CE 趋近于 ∞时 ,
U N′N
=
li m
3 CE →∞
3. 3 设备选型应适当超前
在进行设备选型时 ,要综合考虑设备的先进性 及实用性 ,在此基础上选取技术成熟的设备组建系
统 ,才能使各种设备之间配合良好 、协调工作 。另 外选择设备时 ,还需加强对市场价格的掌握能力 , 结合销售价格及运输维护成本 ,使用性价比高 、经 久耐用的系统 。譬如我们首次在电力系统内引入 电信营业厅中广泛使用的自助清单打印机 ,它采用 Wince 嵌入式系统 ,自带金属键盘输入 ,用户只需输 入用电编号及密码 ,可以实现电费清单 、欠费情况 的查询打印 ,既方便了客户 ,也减轻了营业员的工 作负荷 。在后续营业厅的建设中 ,我们将继续采用 触摸查询与自助清单打印集于一身的产品 ,更好地 提高性价比 。
55
行分析 。如图 3 所示 ,断路器 Q F 的 B 相未断开 ,整
个母线系统对地电容为 :
C总 = CA + C′B + CC
(1)
其中 C′B = CB + 3 CE ,且 CA = CB = CC
则系统的中性点位移电压为
U N′N
=
UA
YA + UB YB + U C YA + YB + YC
(上接第 55 页) ①保证断路器的检修质量 ,详细检查断路器操 作机构的机械传动部分是否完好 ,并保持转动部分 的良好润滑 ;对传动机构精心调整 、试验 ,严格验收 , 提高三相同步动作的能力及可靠性 。
②及时维护配电柜装设的高压带电显示装置 , 使其处于良好的工作状态 ,以便在出现假接地故障 时能给运行人员作出正确判断提供有力依据 。
3 6 kV 母线假接地故障处理及预防措施
3. 1 故障处理
①当出现上述现象时 ,运行人员首先应仔细分 析 ,初步判断故障类型 ,并向各岗位询问 6 kV 设备 启停情况 。然后到现场对母线段的负荷断路器进行 详细检查 ,如果某台断路器的状态指示器指示该断 路器在断开位置 ,而配电柜负荷侧所装设的高压带 电显示装置却显示有电 ,则该断路器就有可能出现 非全相分闸 。
假设厂用电电源电压是对称的 ,额定相电压为 U r ,且 UB = U r ∠0°, 则 U C = α2 U r , UA = αU r (α2 , α为旋转因子 , 且 1 + α2 + α= 0) , UN′N的参考方向 规定由 N′指向 N 。那么
U N′N
= αU r
YA + YA
收稿日期 :2007 - 10 - 17 ;修回日期 :2007 - 11 - 30
© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
2008 年第 1 期 广西电力
同理可知 ,在处理过程中转厂用电 ,用备用电源 602 断路器和工作电源 612 断路器同时供 6 kV 2 号 母线时 ,接地光字牌消失 ,造成这一现象的原因是因 为加入了备用段母线的对地电容 ,使 3 CE 所占比例 减小 ,三相对地电压不平衡度变小 ,电压互感器开口 三角形绕组侧输出电压达不到继电器 XJJ 动作值的 缘故 ; 同理 ,切 612 断路器后 , 3 CE 所占比例增大 , 三相对地电压不平衡度变大使继电器 XJJ 动作 ,发 接地信号 。所以上述分析结论与故障现象相吻合 。
YC
(2)
式中 YA = jωCA , YB = jω( CB + 3 CE) , YC = jωCC ,
CA = CC = C
UA , UB , UC ———分别为 A ,B ,C 三相相电压 ;
UN′N ———中性点位移电压 ;
YA , YB , YC ———分别为 A ,B ,C 三相导纳 。
③制定 6 kV 断路器非全相运行的故障处理规 程及措施 ,明确操作判断步骤及注意事项 。
④对值班人员进行断路器非全相运行的技术培 训及事故演习 。
⑤把对断路器传动机构的检查纳入值班人员日
常巡检及操作检查内容 。
4 结束语
基于对本次 6 kV 厂用电系统因负荷断路器非 全相运行导致的假接地现象的定性分析 ,阐明了其 形成机理 ,并为该类故障的判断处理及预防提出了 一些具体的措施 ,希望能对加强技术管理 、提高运行 水平起到一定的促进作用 。
3 营业楼的建设体会
3. 1 先期完善的布线是系统成功的基础
在各类系统的布线中 ,做得较好的是信息网络 的布线 ,充分考虑了各种业务的需要 ,在重要的部位 甚至布放了双线 。但在音频线缆的铺设上我们还是 走了弯路 ,对线缆的选择过于依赖音响厂家 ,因线缆 的质量问题导致线路重新铺设 。工程实施时恰逢柳 州有线电视向数字化转换过程 ,原有分接信号的设 计全部被直联线路所取代 ,因此 ,布线的方案确定及 线缆质量需要特别重视 。
②找到故障断路器并确认该负荷电度表停转 后 ,将断路器小车拉出成套断路器间隔 ,联系检修人 员处理 。
3. 2 预防措施
6 kV 断路器因非全相运行而出现假接地的现
象在电力行业时有发生 ,因而有必要针对该种故障
在以下方面采取措施 :
(下转第 59 页)
© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
图 1 一次接线示意图
图 2 绝缘监测装置简图
当传动机构有卡涩等故障或拉杆 、拐臂等部件 的固定销出现脱落等情况时 ,就可能分闸 。断路器 两相未断开时 ,由此引发的异常现象较明显 ,易发 现 ;一相未断开时 ,由此引发的异常现象相对不明 显 ,不易被发现 。此次 3 号循环水泵断路器故障为 一相 (B 相) 分断不成功 ,引起所在 6 kV 2 号母线三 相电压不平衡而发出接地信号 。下面将对此原因进
4 建议与展望
目前柳州电网一户一表改造工程正在逐步开 展 ,每年新装用户以 3 万户的速度递增 ,为了满足 用户业务办理需求 ,还需设置自助服务区 ,在营业厅 未到营业时间或收费高峰时方便客户自助交费 。从 柳州电网发展的前景看 ,光有 1 个营业厅是远远不 够的 ,目前柳州网区已建的营业厅还有河北 、八一 、 新风 3 处 ,它们位于市区主要的居民聚集区 ,目的就 是方便用户就近交费 。针对用户交费时段较集中的 特点 ,柳州供电局考虑在收费高峰期开设移动营业 厅 ,在装配有无线接收装置的中型车内收费 。另外 , 今年广西电网公司在柳州供电局进行电费充值卡系 统的试点工作 ,充值卡发行以实物卡为主 ,电子卡为 辅 ,充值手段以语音 、短信为主 ,网上 Web 充值为辅 的方式 ,试点成功后将推广到其它供电局 ,在广西电 网公司内将实现跨地市营业厅充值交费 ,真正解决 用户交费难的矛盾 。
2008 年第 1 期 广西电力
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控制室之间未设置观察窗 ,代替使用的是在会议室前 后各设置 1 台可遥控的吸顶球型摄像机 ,它具备 22 倍光学缩放功能 ,能实现灵活的 128 个预设位置和自 动监控。2 路摄像机信号输出到音响控制室的硬盘 录像机上 ,它配备网络控制软件后 ,在局域网上任何 位置都可监控会议室 ,以达到远程管理会议功能。
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广西电力 2008 年第 1 期
6 kV 母线假接地故障分析及处理
Analysis and Treatment of False Ground Fault in 6kV Bus
李 沁
Li Qin
(广州发电厂有限公司 ,广东 广州 510160)
摘要 : 文章对一起 6 kV 系统发生的母线假接地故障进行了分析 ,分析结果认为该故障是负荷断路器非全相运行引起 ,并 从理论上闸明了该现象产生的机理 ,提出了避免该类故障发生的一些措施 ,以及提供了准确判断故障和正确处理故障的方法 和建议 。
母线接地信号 ,中性点产生位移 (在电压三角形内) 。
故障断路器所接设备的容量越大 ,电缆越长 , 3 CE 就越大 ,相对地电压就越不平衡 。
图 3 电动机断路器 B 相未断开示意图
通过上述分析可知 ,由于 3 号循环水泵容量为 700 kW ,循环水电动机安装位置离 6 kV 母线室有 近 300 m ,电缆线则更长 ,导致母线三相对地电压不 平衡较严重 ,致使系统在无单相接地情况下 ,开口三 角形绕组侧输出电压达到继电器 XJJ 动作定值 ,发 出母线接地信号 。
3. 2 工程实施需要多方面的统筹管理
文中所阐述的电子信息系统建设 ,在工程实施 时需要与土建 、装修 、配电 、消防等多种业务系统相 配合 ,在时间进度与线路走向上互相协调处理 。如 设备需进场安装调试 ,事先必须准备好的工作有 :综 合布线 、机房接地网铺设 、防静电地板铺设 、U PS 安 装 、机柜安装 、机柜配电等 。如管理不当 ,会造成下 一环节工作延误 ,我们曾经出现 U PS 安装时接地网 未铺设的失误 ,以至于调配全部人力 ,在 1 天内安装 了 4 个设备间隔的地网 。
参考文献 [ 1 ] 钱振华. 电气设备倒闸操作技术问答 (3) [ M ] . 北京 :中
U
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1-
C CB + 3 CE
1
+
2
CB
C +3
CE
=
Ur
(8)
由式 (7) 、(8) 可以知道 ,母线三相对地电压不平
衡是故障断路器所接设备回路对地电容不平衡的结
果 :故障相对地电压下降 ,非故障相对地电压升高 ,
两者相差数十甚至上千伏 。当三相不平衡使电压互
感器开口三角输出电压达到 XJJ 的动作值时 ,发出
2 6 kV 母线假接地故障原因分析
我厂 6 kV 高压厂用电系统为中性点不接地系 统 ,0 号高厂变为厂用电系统的备用电源 ,设有系统 绝缘监视装置 (见图 2) 。电压互感器开口三角形绕 组所接的过电压继电器 XJJ 整定值为 15 V ,动作时 发“6 kV 母线接地”信号 。我厂高压电动机断路器 采用小车式高压少油断路器 ,配置 CD10 Ⅱ型直流电 磁操动机构 。
U r YB +α2 + YB + YC
Ur
YC
=
Ur
[
YB
+ Y(α2 +α) YB + 2 Y
]
=
Ur
YB - Y YB + 2 Y
=
Ur
1-
Y YB
1+2 Y YB
=
Ur
1-
C CB + 3 CE
1
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2
CB
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C +3
CE
(3)
所以 ,由基尔霍夫电压定律 ,得出母线三相对地
电压为
U′A = UA - UN′N
关键词 :厂用电 ;母线接地 ;接地故障 ;非全相运行 中图分类号 : TM711 文献标识码 :B 文章编号 :1671 - 8380 (2008) 01 - 0054 - 02
1 故障经过
2007 年 6 月 27 日 9 :05 ,广州发电厂厂用电系 统“6 kV 2 号母线接地”光字牌亮 ,三相电压表显示 A ,C 相 4 100 V ,B 相 2 500 V ,电压互感器开口三角 输出侧的消谐灯泡亮 。经检查发现 ,是因为该段母 线上的 3 号循环水泵断路器 B 相操动机构与断路器 连接铸铁拐臂的固定弹性销松脱损坏 ,导致 B 相断 路器分闸传动失败造成的 。
(4)
U′B = UB - UN′N
(5)
U′C = U C - UN′N
(6)
由式 (3) - (6) 可知 :
当 3 CE 趋近于 0 时
U N′N
=
li m
3 CE →0
Ur
1-
C CB + 3 CE
1
+
2
CB
C +3
CE
=
0
(7)
当 3 CE 趋近于 ∞时 ,
U N′N
=
li m
3 CE →∞
3. 3 设备选型应适当超前
在进行设备选型时 ,要综合考虑设备的先进性 及实用性 ,在此基础上选取技术成熟的设备组建系
统 ,才能使各种设备之间配合良好 、协调工作 。另 外选择设备时 ,还需加强对市场价格的掌握能力 , 结合销售价格及运输维护成本 ,使用性价比高 、经 久耐用的系统 。譬如我们首次在电力系统内引入 电信营业厅中广泛使用的自助清单打印机 ,它采用 Wince 嵌入式系统 ,自带金属键盘输入 ,用户只需输 入用电编号及密码 ,可以实现电费清单 、欠费情况 的查询打印 ,既方便了客户 ,也减轻了营业员的工 作负荷 。在后续营业厅的建设中 ,我们将继续采用 触摸查询与自助清单打印集于一身的产品 ,更好地 提高性价比 。
55
行分析 。如图 3 所示 ,断路器 Q F 的 B 相未断开 ,整
个母线系统对地电容为 :
C总 = CA + C′B + CC
(1)
其中 C′B = CB + 3 CE ,且 CA = CB = CC
则系统的中性点位移电压为
U N′N
=
UA
YA + UB YB + U C YA + YB + YC
(上接第 55 页) ①保证断路器的检修质量 ,详细检查断路器操 作机构的机械传动部分是否完好 ,并保持转动部分 的良好润滑 ;对传动机构精心调整 、试验 ,严格验收 , 提高三相同步动作的能力及可靠性 。
②及时维护配电柜装设的高压带电显示装置 , 使其处于良好的工作状态 ,以便在出现假接地故障 时能给运行人员作出正确判断提供有力依据 。
3 6 kV 母线假接地故障处理及预防措施
3. 1 故障处理
①当出现上述现象时 ,运行人员首先应仔细分 析 ,初步判断故障类型 ,并向各岗位询问 6 kV 设备 启停情况 。然后到现场对母线段的负荷断路器进行 详细检查 ,如果某台断路器的状态指示器指示该断 路器在断开位置 ,而配电柜负荷侧所装设的高压带 电显示装置却显示有电 ,则该断路器就有可能出现 非全相分闸 。
假设厂用电电源电压是对称的 ,额定相电压为 U r ,且 UB = U r ∠0°, 则 U C = α2 U r , UA = αU r (α2 , α为旋转因子 , 且 1 + α2 + α= 0) , UN′N的参考方向 规定由 N′指向 N 。那么
U N′N
= αU r
YA + YA
收稿日期 :2007 - 10 - 17 ;修回日期 :2007 - 11 - 30
© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
2008 年第 1 期 广西电力
同理可知 ,在处理过程中转厂用电 ,用备用电源 602 断路器和工作电源 612 断路器同时供 6 kV 2 号 母线时 ,接地光字牌消失 ,造成这一现象的原因是因 为加入了备用段母线的对地电容 ,使 3 CE 所占比例 减小 ,三相对地电压不平衡度变小 ,电压互感器开口 三角形绕组侧输出电压达不到继电器 XJJ 动作值的 缘故 ; 同理 ,切 612 断路器后 , 3 CE 所占比例增大 , 三相对地电压不平衡度变大使继电器 XJJ 动作 ,发 接地信号 。所以上述分析结论与故障现象相吻合 。
YC
(2)
式中 YA = jωCA , YB = jω( CB + 3 CE) , YC = jωCC ,
CA = CC = C
UA , UB , UC ———分别为 A ,B ,C 三相相电压 ;
UN′N ———中性点位移电压 ;
YA , YB , YC ———分别为 A ,B ,C 三相导纳 。
③制定 6 kV 断路器非全相运行的故障处理规 程及措施 ,明确操作判断步骤及注意事项 。
④对值班人员进行断路器非全相运行的技术培 训及事故演习 。
⑤把对断路器传动机构的检查纳入值班人员日
常巡检及操作检查内容 。
4 结束语
基于对本次 6 kV 厂用电系统因负荷断路器非 全相运行导致的假接地现象的定性分析 ,阐明了其 形成机理 ,并为该类故障的判断处理及预防提出了 一些具体的措施 ,希望能对加强技术管理 、提高运行 水平起到一定的促进作用 。
3 营业楼的建设体会
3. 1 先期完善的布线是系统成功的基础
在各类系统的布线中 ,做得较好的是信息网络 的布线 ,充分考虑了各种业务的需要 ,在重要的部位 甚至布放了双线 。但在音频线缆的铺设上我们还是 走了弯路 ,对线缆的选择过于依赖音响厂家 ,因线缆 的质量问题导致线路重新铺设 。工程实施时恰逢柳 州有线电视向数字化转换过程 ,原有分接信号的设 计全部被直联线路所取代 ,因此 ,布线的方案确定及 线缆质量需要特别重视 。
②找到故障断路器并确认该负荷电度表停转 后 ,将断路器小车拉出成套断路器间隔 ,联系检修人 员处理 。
3. 2 预防措施
6 kV 断路器因非全相运行而出现假接地的现
象在电力行业时有发生 ,因而有必要针对该种故障
在以下方面采取措施 :
(下转第 59 页)
© 1994-2008 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net