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避雷器被擊穿怎么辦|池州防雷檢測公司|安徽升輝檢測有限公司
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    對于變電站的變壓器來說,由于多相或者單相雷電沖擊波的入侵、電力系統的操作和不對稱故障產生的過電壓,使變壓器中性點承受過大的電壓,所以不接地變壓器的中性點需要設置保護裝置對雷電和操作過電壓進行保護。而當電網發生單相接地故障或在非全相運行時,中性點工頻暫態和穩態電壓升高,也需要保護裝置進行保護。
    目前,變壓器中性點保護裝置逐漸完善,中性點發生故障的概率也大大減小,但是中性點過電壓的保護仍是電網運行中不可或缺的重要組成部分,若重視不夠,則可能會給整個電網帶來嚴重事故。


1 變壓器中性點過電壓(略)

電力系統中,過電壓一般分為兩類,即外部過電壓和內部過電壓。
2 全絕緣變壓器中性點避雷器選型
在電力系統中,35kV及以下變壓器中性點的絕緣水平與線端絕緣水平一樣,即全絕緣變壓器。全絕緣變壓器中性點可選用不大于通常相-地避雷器保護水平來保護,通過相對地避雷器參數見表1。
表1 典型的電站用避雷器參數
當線路異常情況,如接地、操作過電壓和雷擊,變壓器中性點對地的過電壓比線路過電壓要小,因此中性點避雷器的額定電壓可以選用相對較小值,建議選用以下3種避雷器作為中性點過壓保護。
1)選用相同電壓等級的典型相-地避雷器。
2)設計與典型的相對地避雷器設計一樣,額定電壓可以降低,但不小于典型相對地避雷器額定電壓的60%。
3)降低保護水平的特殊避雷器。
3 案例分析
2018年2月23日05:48:29,蝦峙變與桃花變之間的蝦桃3551線海纜發生B相接地,桃花變1#主變中性點避雷器擊穿。主變中性點避雷器型號為Y1.5W-30/80,廠家為寧波國創,2009年生產,U1mA=45kV額定電壓30kV,系統電壓35kV,歷史數據見表2。主變為全絕緣變壓器,型號為SZ10-20000/35,廠家為江蘇華鵬,接線組別YNd11。
表2 1#主變中性點避雷器歷史數據
3.1 事故經過
故障發生前,35kV桃花變蝦桃3551線運行,但基本沒有電流。35kV母分開關運行,桃登3553線熱備用,1#主變運行,2#主變熱備用,35kV Ⅰ段母線、Ⅱ段母線運行,10kV Ⅰ段母線、Ⅱ段母線運行,10kV母分開關運行,35kV備自投運行,35kV系統采用不接地運行方式。
2月23日5:48:29蝦桃3551線保護起動,5:48:29:695,過流Ⅱ段動作,跳蝦桃3551線開關。故障錄波圖圖形顯示,蝦桃3551線B相接地,蝦桃3551線沒有正序電流、負序電流,只有零序電流,且三相電流大小相等、相位相同,有效值達到4.25A。
3.2 原因分析
經過排查發現蝦峙變與桃花變之間的蝦桃3551線海纜發生B相接地,1#主變中性點避雷器擊穿,分別如圖1、圖2所示。擊穿避雷器解體后內部元件如圖3所示。
蝦桃3551線海纜發生B相接地后,蝦桃3551線立刻出現零序電流,且遠高于正常運行時的電流,而線路AC兩相的電壓還是相電壓,而不是線電壓。因此可以得出結論,蝦桃3551線在出現B相單相接地后,1#主變中性點避雷器立刻發生擊穿。

    桃花變只有一條蝦桃3551線進線,無其他進線電源,在發生蝦桃3551線B相接地和1#主變中性點接地后,變壓器AC兩相高壓繞組從系統受電,為一次側,其10kV低壓繞組為二次側。線路B相接地時,高壓側的正序、負序阻抗近似無窮大,相當于變壓器低壓側開路。
    三相低壓繞組的電壓分別為Ua、Ub、Uc相低壓繞組串聯,電壓UaUc施加于B相低壓繞組,所以變壓器B相的低壓繞組相當于一次側,其高壓繞組相當于二次側。B相高壓繞組輸出電壓UbN向線路供給短路電流,因低壓側相當于串聯回路,電流大小相等,方向相同,高壓側繞組也出現大小相等,方向相同的電流,這與故障錄波數據一致,進一步證明了線路B相在接地后,1#變中性點避雷器也立刻擊穿。
    35kV系統屬于不接地系統,正常情況下發生單相接地后,系統允許短時間運行,此時未接地相電壓上升到線電壓,接地相電壓為0,中性點電壓升為相電壓。桃花變發生單相接地后,根據式(2)計算單相接地后,1#主變中性點最高可能出現電壓為23.1kV,而避雷器銘牌額定電壓為30kV;如果避雷器絕緣良好,就不可能發生立刻擊穿現象。

    根據全絕緣變壓器中性點避雷器選型原則,按照第二條選擇典型相對地避雷器額定電壓的60%避雷器,因此可以排除設備選型不符合,過電壓造成避雷器擊穿。


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