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0引言
在變電站中，相對(duì)于主變壓器、斷路器、母線(xiàn)等主要設(shè)備而言，變壓器的中性點(diǎn)接地隔離開(kāi)關(guān)可以說(shuō)是不甚重要的一般設(shè)備。筆者查閱了許多關(guān)于變電設(shè)備運(yùn)行檢修方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程和經(jīng)驗(yàn)交流文章，發(fā)現(xiàn)有關(guān)主變中性點(diǎn)接地隔離開(kāi)關(guān)的內(nèi)容幾乎沒(méi)有，這似乎也說(shuō)明以上看法是正確的。然而去年五月我公司某220 kV變電站的一次草坪著火，使筆者徹底改變了這種看法和認(rèn)識(shí)。供電企業(yè)必須重視和做好主變中性點(diǎn)接地隔離開(kāi)關(guān)的檢修試驗(yàn)、運(yùn)行維護(hù)和技術(shù)管理，否則，極有可能造成嚴(yán)重后果。
1故障簡(jiǎn)況
2007年5月5日，某220kV變電站一條110kV線(xiàn)路開(kāi)關(guān)跳閘，從微機(jī)監(jiān)控畫(huà)面上，可以看到線(xiàn)路對(duì)端開(kāi)關(guān)也已跳閘，線(xiàn)路電流、功率均為零。與此同時(shí)，發(fā)現(xiàn)1號(hào)主變l l0 kV側(cè)中性點(diǎn)接地隔離開(kāi)關(guān)附近的草坪著火。
在很快將火撲滅和對(duì)1號(hào)主變中性點(diǎn)接地隔離開(kāi)關(guān)查看后，管理人員初步判斷是因?yàn)橹行渣c(diǎn)接地隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)靜觸頭接觸不良，線(xiàn)路故障時(shí)較大的零序故障電流通過(guò)接地隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)靜觸頭時(shí)產(chǎn)生電弧，弧光形成的火球?yàn)R落至地面致使草坪起火。因當(dāng)時(shí)兩臺(tái)主變壓器并列運(yùn)行，且所帶負(fù)荷和系統(tǒng)方式不允許將1號(hào)主變停運(yùn)，故無(wú)法立即對(duì)中性點(diǎn)接地隔離開(kāi)關(guān)進(jìn)行檢查和處理。為防止該缺陷處理前線(xiàn)路故障時(shí)再發(fā)生意外，將該站兩臺(tái)主變的110 kV側(cè)中性點(diǎn)接地隔離開(kāi)關(guān)運(yùn)行方式進(jìn)行了切換。
經(jīng)線(xiàn)路運(yùn)行人員查線(xiàn)，發(fā)現(xiàn)線(xiàn)路開(kāi)關(guān)跳閘的原因是:線(xiàn)路附近施工的吊車(chē)吊臂距導(dǎo)線(xiàn)過(guò)近引起放電而造成單相接地故障。因跳閘線(xiàn)路為兩座變電站間雙回線(xiàn)路其中的一回，故線(xiàn)路跳閘并未影響對(duì)負(fù)荷的供電。
2故障后調(diào)查的情況
(1)運(yùn)行人員檢查發(fā)現(xiàn):1號(hào)主變110 kV側(cè)中性點(diǎn)接地隔離開(kāi)關(guān)靜觸頭一側(cè)的觸指有電弧灼傷痕跡，見(jiàn)圖1。將隔離開(kāi)關(guān)拉開(kāi)后，發(fā)現(xiàn)動(dòng)觸頭端部合閘后與靜觸頭接觸的部位有因過(guò)熱被熔化的痕跡，見(jiàn)圖2。運(yùn)行人員仔細(xì)檢查后，發(fā)現(xiàn)接地隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)觸頭與底座相連的多股銅質(zhì)軟導(dǎo)線(xiàn)連接處被熏黑，接地扁鐵與底座槽鋼連接部位焊接質(zhì)量不良，焊點(diǎn)太少，接觸面太小，見(jiàn)圖3。
(2)根據(jù)故障錄波器提供的信息，線(xiàn)路故障為C相單相接地，零序故障電流為4.97 kA(有效值)，故障地點(diǎn)距某變電站2.73 km,故障切除時(shí)間為67.5 ms a
(4}1號(hào)主變于1997年8月投人運(yùn)行，在2006年4月曾進(jìn)行過(guò)大修，但在變電站都沒(méi)有查找到該主變中性點(diǎn)接地隔離開(kāi)關(guān)安裝調(diào)試和大修試驗(yàn)報(bào)告。詢(xún)問(wèn)變電運(yùn)行人員得知，該中性點(diǎn)接地隔離開(kāi)關(guān)曾出現(xiàn)過(guò)動(dòng)靜觸頭因過(guò)熱粘在一起倒閘操作時(shí)難以拉開(kāi)的情況。2007年4月17日，變電運(yùn)行人員用遠(yuǎn)紅外熱像儀測(cè)溫時(shí)，發(fā)現(xiàn)該中性點(diǎn)接地隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)觸頭與底座間多股軟銅線(xiàn)連接處發(fā)熱達(dá)83℃，當(dāng)時(shí)作為二類(lèi)缺陷上報(bào)。4月26日再次對(duì)同一部位測(cè)溫時(shí)，溫度升至102℃，再次匯報(bào)當(dāng)值調(diào)度員，但這并未引起有關(guān)人員的重視，沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行處理。
按照電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)程要求，我國(guó)110,220 kV電力系統(tǒng)采用中性點(diǎn)有效接地方式[1]，主變壓器110 kV及以上電壓側(cè)中性點(diǎn)都應(yīng)經(jīng)隔離開(kāi)關(guān)接地，以便電網(wǎng)調(diào)度靈活選擇接地點(diǎn)[2]。GW8型單極式隔離開(kāi)關(guān)就是專(zhuān)門(mén)用于將主變壓器中性點(diǎn)接地的隔離開(kāi)關(guān)。
電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，主變壓器帶有三相對(duì)稱(chēng)負(fù)荷，其中性點(diǎn)僅有不高的不平衡電壓，當(dāng)中性點(diǎn)經(jīng)接地隔離開(kāi)關(guān)良好接地后，僅流過(guò)約為數(shù)安的不平衡電流，這個(gè)電流并不會(huì)引起隔離開(kāi)關(guān)發(fā)熱((2007年10月，筆者曾經(jīng)對(duì)我公司7臺(tái)中性點(diǎn)接地運(yùn)行的220 kV主變不平衡電流進(jìn)行過(guò)實(shí)測(cè)，最小的電流值不到1A，最大電流為6A左右)。但如果隔離開(kāi)關(guān)接觸不良，中性點(diǎn)的不平衡電壓就會(huì)施加在隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)靜觸頭接觸處這個(gè)“不良導(dǎo)體”的兩端，即使是不大的接地不平衡電流也可能在這里發(fā)熱，使動(dòng)靜觸頭接觸處緩慢地氧化。氧化的結(jié)果又使接觸更不可靠，形成惡性循環(huán)，以致有可能在動(dòng)靜觸頭間形成極小的電弧。在這種情況下，如果110 kV系統(tǒng)沒(méi)有發(fā)生單相和相間接地故障，這個(gè)不平衡電流不會(huì)對(duì)主變運(yùn)行和接地隔離開(kāi)關(guān)造成多大影響，但長(zhǎng)期這樣下去，勢(shì)必會(huì)使接地隔離開(kāi)關(guān)的接觸狀況越來(lái)越差，成為一個(gè)設(shè)備隱患。
當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)接地故障時(shí)，會(huì)產(chǎn)生巨大的零序故障電流，零序電流通過(guò)接地的主變中性點(diǎn)流人大地。故障點(diǎn)距中性點(diǎn)接地的主變壓器越近，則流過(guò)其中性點(diǎn)的零序電流就越大[3]。線(xiàn)路故障時(shí)的零序電流通過(guò)這個(gè)接觸不良的中性點(diǎn)接地隔離開(kāi)關(guān)，就會(huì)在動(dòng)靜觸頭間形成較大電弧，燒壞靜觸指、動(dòng)觸頭，同時(shí)弧光可能產(chǎn)生較大火球跌落至干枯的草坪上，將草坪燃著。根據(jù)以上分析以及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和了解的有關(guān)情況，筆者認(rèn)為造成草坪著火的直接原因是:主變中性點(diǎn)接地隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)靜觸頭接觸不良，在線(xiàn)路發(fā)生接地故障時(shí)，巨大的零序故障電流使動(dòng)靜觸頭間產(chǎn)生電弧形成火球，在重力和風(fēng)力的作用下，火球落至接地隔離開(kāi)關(guān)附近的草坪上，將枯草點(diǎn)燃。
如果再?gòu)脑O(shè)備選型、檢修試驗(yàn)、運(yùn)行管理等方面來(lái)看，也還存在一些不容忽視的問(wèn)題:
(1)接地隔離開(kāi)關(guān)主要技術(shù)參數(shù)不滿(mǎn)足安裝地點(diǎn)的最大故障電流。廠(chǎng)家給出隔離開(kāi)關(guān)的4s熱穩(wěn)定電流為5 kA，這次的故障電流也正好接近5 kA,且切除時(shí)間遠(yuǎn)小于4s，這看起來(lái)好象不存在什么問(wèn)題。而實(shí)際上，該站110 kV母線(xiàn)短路最大零序故障電流為13.4 kA，切除故障的最長(zhǎng)時(shí)間為4.3 s，大于4s。顯然，所選隔離開(kāi)關(guān)的4s熱穩(wěn)定電流太小，難以滿(mǎn)足發(fā)生最嚴(yán)重故障時(shí)保證設(shè)備安全的要求。
(3)2007年4月17日和26日，運(yùn)行人員兩次測(cè)溫均發(fā)現(xiàn)該中性點(diǎn)接地隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)觸頭與底座間軟銅線(xiàn)連接處過(guò)熱，溫度高達(dá)102℃，并向調(diào)度員進(jìn)行了匯報(bào)，但因種種原因，最終沒(méi)有及時(shí)消除該設(shè)備缺陷。
綜上分析，筆者認(rèn)為1號(hào)主變中性點(diǎn)接地隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)靜觸頭接觸不良是草坪著火的直接原因，而深層次的原因則是管理人員對(duì)中性點(diǎn)接地隔離開(kāi)關(guān)從設(shè)計(jì)到修試和運(yùn)行維護(hù)均沒(méi)有引起足夠的重視，而是錯(cuò)誤地認(rèn)為主變中性點(diǎn)接地隔離開(kāi)關(guān)平時(shí)也沒(méi)有多大電流通過(guò)，只要能接觸住就可以了。實(shí)際上，如果中性點(diǎn)接地隔離開(kāi)關(guān)接觸不良，在開(kāi)關(guān)非同期合閘時(shí)，將會(huì)損壞主變中性點(diǎn)絕緣，造成主設(shè)備損壞[4]。當(dāng)中性點(diǎn)接地隔離開(kāi)關(guān)接觸不良時(shí)，零序網(wǎng)絡(luò)參數(shù)會(huì)發(fā)生改變，造成故障時(shí)零序電流大小和分布發(fā)生變化，可能使零序電流保護(hù)不能按整定原則正確動(dòng)作，造成拒動(dòng)或誤動(dòng)而擴(kuò)大事故[3]。因此，供電企業(yè)切不可忽視對(duì)主變中性點(diǎn)接地隔離開(kāi)關(guān)的運(yùn)行管理。
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