（国家电投新疆能源化工集团有限责任公司塔城分公司 834700）
摘要：近年来随着国家经济增速的放缓，火电的发展受到很大制约，而新能源迎来了一个飞速发展期，以风力发电为主的新能源逐渐在电力市场占据一席之地，风电因风能的不稳定性和风电场事故受到一定程度的制约，本文主要从风电场接地变来研究风电场的安全运行，风电场接地变烧毁的事件时有发生。
关键词：风电场；接地变烧毁；保护
0、引言
风力发电机组经箱变升压后，通过线路汇集至35kV母线，目前我国35kV系统因变压器绕组原因，在高压侧无接地点，导致35kV系统为非直接接地系统，当发生单相接地时，接地电容电流会很大，可能造成“弧光接地过电压”，伤害设备绝缘，造成设备损坏事故，我国电力系统中的电力变压器35kV绕组大多是三角形接线，没有中性点，致使消弧线圈没有办法安装；于是人们设计了“接地变压器”，接地变压器就是一个“星形”接线的变压器，通过这个星形接线的变压器，人造了一个“中性点”，就使消弧线圈能够接到这个人造中性点上，解决了35kV电压系统没有中性点的问题。
1.接地变的必要性
变电站内现在一般采用的接地变压器有两个用途，1.供给变电站使用的低压交流电源，2.在35kV侧形成人为的中性点，同消弧线圈相结合，用于35kV发生接地时补偿接地电容电流，消除接地点电弧，其原理如下：
三相电网各相导线之间及各相对地之间，沿导线全长都分布有电容。当电网中性点不是死接地时，单相接地相的对地电容为零，另外两相的对地电压升高到 √3倍。相电压升高并未超过安全电压设计的绝缘强度，但是会导致其对地电容的增加。单相接地时电容电流为正常运行时一相对地电容电流的3倍。
当该电容电流较大时，较易引起间歇电弧，对电网的电感和电容的震荡回路产生过电压，其值可达2.5到3倍的相电压。电网电压越高，由其引起的过电压危险越大。因此只有60KV以下的供电系统的中性点才可不接地，因为它们的单相接地电容电流不大。否则，应通过接地变压器将中性点经阻抗接地。
2、一起接地变烧毁的案例分析
2.1事故经过
0时0分30秒，巡检发现35kV配电室有异常声响，且伴有大量浓烟冒出。00时1分08秒，35kV母线差动保护动作，35kV母线所带各支路断路器全部跳闸。发现火情后，立即组织人员进行灭火。因烟雾及刺激性气体太大，灭火初期人员无法靠近着火点。
35kV设备全部断电后，对各柜体电气设备进行检查，发现MCR断路器下端电缆室第三根电缆（从左往右）B相电缆头击穿对地放电，引起电缆着火，将其余电缆头及三块零序电流互感器烧损。
35kV接地变断路器下端电缆室B相电流互感器烧损，A、C相电流互感器炸裂。
2.2原因分析
1.由于MCR断路器电缆室第三根电缆（从左往右）B相电缆头施工工艺存在问题，再加上电缆头安装时，电缆弯曲弧度太大，造成主绝缘受损，在带电运行近一个月后，B相电缆头弯曲部击穿对地放电。零序保护一段、零序保护二段未动作的原因为：接地点在零序互感器上端，故零序互感器二次侧无法采集到接地电流。而故障初期，MCR B相电流二次值只有0.222A，达不到过流保护动作值，所以MCR断路器未跳闸。
2.接地变断路器零序电流互感器（50/1A）的保护作用为接地变35kV侧接地故障，由于故障接地点在MCR支路，所以接地变断路器零序电流互感器二次侧未采集到故障接地电流。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆接地电阻柜电流互感器由于未接入接地变断路器测控装置（设计错误），出现接地故障时，接地变断路器无法跳闸，主变3501断路器也无法联锁跳闸，从而故障范围逐渐扩大。
3.接地变保护与35kV故障录波共用一组CT绕组1LH，发生接地故障时，故障录波采集到接地变三相电流有效值为1.32A，接地变过流三段保护保护定值为0.65A，延时0.6秒，达到过流三段保护动作条件。经查端子接线，未发现有错误。在故障发生期间，国电南自测控装置未采集到任何故障信息，有可能测控装置出现死机现象。（国电南自测控装置已连续出现两台黑屏现象，三台出现通讯中断无法恢复现象，更换CPU板后正常，但3501测控装置电压量采集显示比实际值偏高，电流偏差接近4倍，电流偏差在运行中逐渐恢复正常）灭火期间，将35kV所有直流电源断开，后续送电后，接地变测控装置自动重启，恢复正常。
4.最终，在大接地电流持续的情况下，接地变B相CT烧损，A、C相CT炸裂，造成35kV母差动作，35kV母线所带各支路断路器全部跳闸。
2.3整改措施
1.MCR高压侧电缆头施工工艺存在问题，电缆头制作过长，致使安装时只能过度弯曲，造成主绝缘受损。这要求各风电场在对设备施工队伍的素质、施工过程、施工验收上要认真排查，电力电缆等电气设备施工质量不合格是诱发事故的一个原因。
3.接地电阻电流量未接入接地变断路器测控装置，因设计问题导致接地变CT保护绕组未引入综保装置，导致事故情况下接地变无法跳闸，接地变继电保护硬件施工不合格、接地变相关保护定值整定不合格、接地变相关保护漏投、错投，是导致接地变烧毁的另一个原因。
4.测控装置质量不合格，装置频繁死机，导致事故发生时无法准确采集故障信息，这要求今后在设备选型过程中，一定要注意选择有质量保证的厂家。
3、引起接地变压器保护误动的原因。
接地变烧毁的事件时有发生，那么从保护上如何避免呢，现就接地变保护误动的原因分析如下：
①零序CT误差引起接地变压器保护误动。当35kV线路发生接地短路故障时，故障线路零序CT检测到故障电流，对应的线路零序保护首先启动切除故障线路，同时接地变压器的零序CT也检测到故障电流，保护启动，为了遵循选择性的原则，实现35kV线路保护优先动作，35kV线路零序保护电流和时间整定值要比接地变压器保护小。但由于各种原因，CT难免有误差，如果接地变压器的零序CT-10％的 误差，线路的零序CT +10％的误差，两者的实际电流动作值为67.5A和66A，几乎相等，只依靠时间选择，当发生35kV线路接地时，就很容易造成接地变零序过流越级动作。
②电缆屏蔽层接地线不正确，引起接地变压器保护误动。35kV线路都采用带屏蔽层的电缆，且电缆屏蔽层在两端同时接地，这是一种有效的电磁抗干扰措施，35kV线路零序CT都是用穿心式，零序CT穿过电缆安装于开关柜电缆出线处，利用电磁感应原理，接地短路故障时产生的不平衡电流，在零序CT上感应到电流从而使保护装置动作，然而，电缆屏蔽层两端接地后，流过电缆屏蔽层的感应电流也将会在零序CT上感应到电流，如果不采取措施，将影响到线路零序保护不能正确动作，从而引起接地变压器保护越级动作。
③35kV线路保护拒动，引起接地变压器保护误动。目前电网系统广泛应用微机型保护装置，保护性能大大提高，但保护装置生产厂商和型号也比较多，产品质量和技术参差不一，散热能力差也是其一大弊端，装置故障时有发生，从110kV变电站保护设备故障统计表明，35kV线路保护装置的电源插件、采样插件、CPU插件和跳闸出口插件最容易出现故障。所以一旦它们出现故障又未即时处理，保护有可能拒动，造成接地变压器保护误动。
④35kV线路开关拒动，引起接地变压器保护误动。近年来，由于使用时限长、操作次数多或是本身的质量问题，发生在35kV开关柜上的故障越来越多，其中开关控制回路的故障尤其突出，如果在开关柜故障期间出现线路接地故障，即使零序保护正确启动，由于开关拒动也会造成接地变压器保护误动，从事故调查分析，线路接地故障零序保护动作，命令跳开线路开关，同时跳闸线圈烧坏，开关不能动作，是开关拒动的主要原因。
⑤35kV两条线路高阻接地或较严重35kV线路单相高阻接地，引起接地变压器保护误动。当两条35kV线路同相高阻接地时，两条35kV线路保护只达到告警值，零序保护不动作，但有可能达到接地变压器保护动作值，引起接地变压器保护误动。
4、结束语
接地变作为风电场35kV母线的重要组成部分，对35kV系统的安全起到至关重要的作用，本文主要从接地变的作用、接地变事故分析、接地变保护方面进行了分析，引起人们对风力发电场接地变的重视。
论文作者:李积强
论文发表刊物:《电力设备》2016年第24期
论文发表时间:2017/1/20
标签：变压器论文; 故障论文; 电流论文; 电缆论文; 线路论文; 断路器论文; 动作论文; 《电力设备》2016年第24期论文;