220kv高壓電纜頭閃絡放電原因分析

1主變進線和主變進線選取夏坂地水電站位于高山和高山地區，生產能力為3.50w。主要電氣線采用發夾式裝置線。在10.5kv的電壓下，通過10.5kv輸出線的10.5kv電流，將其轉換為具有63vma的三相雙線圈，壓縮電流在s39-63000和220之間。220kV高壓開關設備采用GIS,主變進線采用GIS管道母線引出,220kV電纜出線采用SF220kV電纜選用單芯銅導體交聯聚乙烯絕緣鉛套聚氯乙烯絕緣護套電力電纜,額定電壓為127/220kV,最高工作電壓為252kV,額定電流為450A,導體短路熱穩定電流為41.7kA/3s,護層短路熱穩定電流為27kA/3s,單相額定短路電流為27kA/3s,凈重為16.1kg/m。戶內電纜頭室溫下雷電沖擊耐壓波形為1.2/50μs,室溫下操作沖擊耐壓波形為250/2500μs,爬距不小于3.1cm/kV。2反沖擊合閘時光纖差動保護動作過程2010年6月1日,依據220kV坂英線送電及下坂地水電站#1機組啟動并網調度方案,電網反送電進行主變沖擊合閘。2010年6月1日19時19分,對#1主變進行第2次沖擊合閘時,下坂地水力發電廠側WXH-803A光纖差動保護動作:A通道差動動作,重合出口,故障測距參數為11.85km,坂英線2919斷路器B相動作于跳閘,A相差流為0.310A,B相差流為0.318A,C相差流為0.101A,差動保護定值為0.320A。3光纖差動保護誤動原因分析保護反饋故障測距為11.85km,但巡查發現220kV坂英線線路正常。分析光纖差動保護WXH-803A故障測距參數反饋的本側A、B、C相電流可知,本側電流反饋的為主變空載合閘勵磁涌流。后檢查發現,下坂地水電廠側WXH-803A光纖差動保護TA極性接反,導致光纖差動保護誤動。光纖差動保護WXH-803A動作B相錄波圖顯示本側三相電流、三相電壓及對側電流的波形基本對稱,這驗證了勵磁涌流的存在。但本次跳閘重合閘出口未動作,同時B相光纖差動保護動作后,長時間非全相運行斷路器本體三相不一致保護未動作。經核查,光纖差動保護只跳B相且未重合,光纖差動保護跳閘與重合閘配合回路正常。重合閘壓板及斷路器啟動失靈均在退出狀態,導致B相跳閘后重合閘不成功,同時斷路器非全相保護投退壓板在退出狀態,導致未啟動斷路器非全相保護聯跳。B相跳閘后,故障錄波圖顯示B相電壓長期存在,但檢查電壓回路正常。經分析,出現該情況的原因是故障錄波未能解讀出B相跳閘時間。按省調保護定值清單投入光纖差動保護功能及出口壓板,檢查繼電保護電流、電壓回路正常,并調整下坂地水電廠側TA極性后,主變沖擊合閘正常。4光纖差動保護動作2010年6月2日完成5次主變沖擊合閘試驗正常后,當日23時35分,在進行同期試驗時,下坂地水電廠側WXH-803A光纖差動保護再次動作:A通道差動動作,重合出口,故障測距參數為0,坂英線2919斷路器A相動作于跳閘,A相差流為1.202A,B相差流為0.107A,C相差流為0.105A,相量差動定值為0.320A。5遞升加壓試驗核查故障錄波圖與光纖差動保護動作流程完全吻合,檢查主變高壓側至220kV出線平臺設備外觀無異常。為消除設備隱患,復核安裝時電纜頭局放試驗為了迅速查找并確定故障點,在2010年6月3日,斷開220kV出線平臺側隔離開關進行手動遞升加壓試驗,機端電壓升至30%額定電壓后,220kV母線電壓不再上升,判斷設備有接地點;打開220kV出線側斷路器進行發變組遞升加壓,升壓正常。由加壓試驗初步判斷故障點在220kV電纜附近。經查220kV出線電纜A相擊穿導致單相接地,電纜頭閃絡放電痕跡如圖1所示。2010年6月4日,采取安全措施后,重新制作電纜頭;2010年6月6日,電纜頭制作完成,恢復安全措施,并進行在線監測、測微水。2010年6月7日12時33分,進行220kV電纜頭對地24h耐壓試驗,連同坂英線進行遞升加壓試驗;2010年6月8日13月36分,電纜頭24h空載運行完畢。6接地仿真結果利用Simulink軟件平臺對220kV高壓電纜A相放電導致單相接地進行仿真,以客觀、真實地再現故障。仿真短路電流如圖2所示;220kV母線電壓波動如圖3所示。從圖2、圖3可看出故障瞬間,短路相電壓急劇降低,故障電流急劇升高,與故障錄波圖趨勢吻合較好。7電纜導電桿表面元素不放經分析,受現場安裝條件限制,安裝220kV高壓電纜時,土建施工作業處于收尾階段,作業面附近存在灰塵。電纜頭制作時表面清理不到位,220kV高壓電纜A相導電桿表面等落有異物或灰塵。在斷路器進行分合閘時,受電動力的作用,導體和外殼均有輕微震動,導致異物或灰塵墜落在220kV高壓電纜導體上引發閃絡。試驗表明,安裝