一起主变中性点直流CT分流故障的分析及处理

时间：2022-07-17 16:08:09

关键字：主变中性点分流设备选型

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[导读]摘要:根据某变电站设备验收发现的主变直流CT分流故障,分析了该故障的危害,同时指出了设计单位所提供的改进方案存在的问题,最终依据刀闸的结构特点,提出了简单、可行的解决方案,消除了设备及人身安全隐患,解决了主变中性点直流CT分流故障。

引言

电力系统的中性点接地方式是一个涉及电力系统许多方面的综合性问题,它与系统的供电可靠性、电力系统过电压与绝缘配合、继电保护、通信信号系统的干扰、电气安全以及接地装置等有密切的关系。中性点接地的主要目的是限制单相接地故障电流。中性点的接地方式、设备选择应综合考虑中性点的绝缘水平、保护装置配合及过电压防护措施,以便将接地电流限制在可接受的范围之内。

我国220kV及以上电压等级系统的中性点绝大部分采用中性点直接接地、经小电抗接地或经小电抗和隔直装置接地。当系统发生接地故障时,中性点接地装置会流过故障电流,且《中国南方电网有限责任公司电力安全工作规程》规定:"运行中的星形接线设备的中性点,应视为带电设备。"因此,对于直接接地的中性点,必须保证接地可靠,同时在设计、建设过程中,应避免人员误碰到运行中的中性点,以免带来安全隐患。本文结合某500kV变电站在设备验收过程中发现的主变中性点直流CT分流问题,分析直流CT分流的危害,并提出相应的整改方案,为解决同类问题提供参考。

1主变中性点直流CT分流问题概述

某500kV变电站#3、#4变压器为自耦变压器,接线组别为YNa0D11:中性点经小电抗及电容隔直装置接地,#3主变接地如图1所示。正常运行时,53GZ刀闸在合上位置,53DK7地刀、53000地刀在断开位置。当隔直装置退出时,需合上53DK7地刀、53000地刀,断开53GZ刀闸,主变中性点直接接地,中性点直流CT与53000地刀串联,测量主变中性点直流电流。

2016年11月,运行人员在验收53000和54000地刀及直流CT时,发现设计图纸及现场施工中直流CT存在多点分流问题,导致直流CT不能准确反映主变中性点的直流电流。某变电主变投产在即,现决定针对现场情况,提出解决问题的可行方案。

2主变中性点直流CT分流问题分析

某变电站主变中性点53000、54000地刀生产厂家为江苏省如高高压电器有限公司,型号为Jw10-40.5。接地开关由基座、支柱绝缘子、出线座及触头等部分组成,静触头、绝缘子垂直安装在基座上,地刀合上时动触头与绝缘子平行,分闸时与绝缘子垂直。运行人员验收时发现该地刀的底座与刀闸支柱及动触头直接相连,而中性点直流CT串接于由刀闸底座直接引出的扁钢上,运行时中性点电流流过刀闸底座后可通过3条支路流入大地,如图2所示。

支路1:经过直流CT后流入大地:支路2:经过刀闸支柱流入大地:支路3:经过地刀连杆及地刀机构箱流入大地。因此,流经直流CT的中性点电流被支路2和支路3分流,正常运行时存在以下问题:

(1)主变中性点电流通过3条支路流入大地,流过直流CT的电流仅为总电流的一部分,因此直流CT测量的电流不能反映总的中性点电流,给设备安全稳定运行埋下隐患:

(2)刀闸机构箱直接与主变中性点相连,运行人员在操作、维护设备时均会触碰到刀闸机构箱:而《中国南方电网有限责任公司电力安全工作规程》规定:"运行中的星形接线设备的中性点,应视为带电设备。"因此,设备运维人员在操作或维护设备时存在触电风险。

3主变中性点直流CT分流问题的处理方案

由上述分析可知,该种结构的接地刀闸存在较严重的缺陷,实际使用时带来安全隐患,而且不符合相关规程规定。但由于刀闸已经安装完成,难以更换其他结构的刀闸,设计单位根据现场的实际情况,提出了方案一,即通过在现有刀闸的基础上进行改进,解决直流CT分流问题。

3.1方案一

(1)采用绝缘橡胶垫将地刀底座和支柱隔离,并在螺栓外套PVC管防止通过螺栓接通(隔断支路2):

(2)采用绝缘橡胶垫将机构箱和支柱隔离,并用一根铜辫将地刀机构箱与直流CT地刀端相连(将支路3的电流汇集于支路1)。

根据以上分析可知,方案一通过加绝缘垫片的方法,隔断支路2的电流,并将支路3的电流汇集于支路1,这样有效解决了问题1,即变更后直流CT能够测量总的中性点电流:但地刀机构连杆仍与主变中性点直接相连,因此问题2依然存在,刀闸机构箱仍然与设备的中性点直接相连,而且机构箱和构架连接是柔性连接,直接影响机构箱和传动杆的连接,长期运行,会对刀闸的传动机构产生不利影响。

3.2方案二

针对实际存在的问题,通过对该种刀闸结构进行研究,提出了方案二:用绝缘橡胶圈套在地刀动触头下端,将地刀动触头与地刀底座隔离,然后用软铜线将地刀动触头与连接直流CT的扁钢直接相连,如图3所示。