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电气百科:特高压GIS故障的快速定位方法

文章来源:旺材变压器 作者:【*】 点击:次 时间:2018/11/9 11:12:40

特高压GIS组合电器因其结构更加复杂,内部电场更加集中,还存在GIS设备绝缘材料缺陷、现场安装工艺不良、运行遭遇雷电及操作过电压等问题,致使GIS绝缘故障每年都有发生。

通过归纳总结成功经验和方法,减少故障定位时检测气室数量,从而对故障点进行快速定位,加快故障设备的隔离,达到快速恢复停电设备供电的目的,对电网安全具有十分重大的意义。

1.根据设备保护动作情况缩小定位范围

1 000 kV GIS设备采用3/2接线方式,母线、线路、主变的电气量保护保护范围有交叉。

1)如果两类设备保护同时动作(母线保护与线路(主变)保护同时动作,或同一串线路与主变保护同时动作),说明故障点位于保护范围交叉处。

如图1所示,1 000 kV 2号母线保护和I线线路保护同时动作,可判断故障点位于T012开关或两侧流变气室。再对这三个气室进行SF6组分分析,从而快速定位故障点。

2)如果母线保护动作(保护范围图1蓝色区域),线路(主变)保护未动作,说明故障点在图1红色区域内,从而缩小现场一次设备检查范围。

3)线路近区故障跳闸,本串线路(主变)正常,母线正常,说明故障点位于线路出线间隔气室、线路侧闸刀开关、地刀气室。如图1所示,Ⅱ线发生近区故障,Ⅲ线、母线正常运行,可快速定位故障点位于图1黄色区域。


通过保护动作情况,可将某特高压变电站GIS故障定位范围缩小情况如下表所示。


2.GIS绝缘盆子浇注口处外观检查快速定位

部分GIS绝缘盆子故障跳闸时,其浇注口会有异常气味和黑色液体溢出,通过现场一次设备外观检查,可快速准确定位故障点。

3.通过气室压力异常变化来快速定位

特高压变电站GIS设备均装有SF6在线监测装置,可通过SF6在线监测装置可以第一时间发现故障范围内异常压力气室,再通过SF6组分分析,从而快速定位故障点。

如图2所示某开关气室故障时,SF6在线监测该开关气室压力变化情况。


4.通过开关流过的故障电流定位故障点

通过上述三种方法可以定位故障点或缩小定位范围,但是特高压母线保护范围内含有数十个气室,即便是通过方法一缩小故障定位范围,还是有二十几个气室需要检测,工作量巨大,耗时长。通过开关流过的故障电流可以进一步缩小故障定位范围。

由于1 000 kV GIS设备的路径远近相差很大,所以从故障点至系统的GIS各个支路的短路阻抗差别很大,导致故障电流在各个断路器中分布必然不均匀,越靠近故障点的短路电流相对越大,故障电流一定是沿着电气距离最短的支路流动。

某特高压变电站1 000 kVⅡ母线故障跳闸,一次设备外观检查正常,母线保护范围内气室压力正常。通过方法一,将故障定位缩小至图3橙色区域。

特高压GIS故障的快速定位方法

从图3中可以看出T052断路器故障电流2.98 A,T033断路器故障电流1.85 A,T063断路器故障电流只有0.66 A,T022断路器故障电流只有0.48 A,所以故障点应该更靠近T052。综合分析各个断路器电流分布大小,可以缩小定位范围为故障发生在T052和T033 线路保护TA1靠近Ⅱ母线侧的一段GIS设备上,即图3红色区域。运维人员再通过SF6组分分析,很快找出的故障点果然在靠近T052开关侧的Ⅱ母线GIS设备中。

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