1 線路基本情況

某公司110 kV電廠V線是#1發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)線路,2014年12月17日建成后投運(yùn),路徑是從110 kV西分站通過(guò)外網(wǎng)橋架到#1發(fā)電機(jī)組升壓站,全長(zhǎng)1529m,采用截面積800 mm2單芯銅電纜,金屬外護(hù)套為波紋管鋁護(hù)套。由于不是一批次成型電纜,因此不是三等分,而是分為5段,1段在110 kV西分站側(cè),5段在#1發(fā)電機(jī)組開(kāi)關(guān)站側(cè)。5段長(zhǎng)度及接地方式如圖1所示(接地箱處為實(shí)測(cè)接地電流)[1]。

1段、2段、3段為一組交叉互聯(lián)接地,4段、5段為各自單獨(dú)接地。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,負(fù)荷為#1發(fā)電機(jī)組發(fā)電負(fù)荷,負(fù)荷較平穩(wěn),帶載為125 MW。1箱、4箱為直接接地箱,電流很大,檢測(cè)各接地箱電流為:

1箱的電流分別為A:125A;B:88.9A;C:118.3A;E:29.6 A。

4箱的電流分別為A:126 A;B:122 A;C:91A;E:32 A。

各段長(zhǎng)度:1段197 m,2段334 m,3段366 m,4段293 m,5段339 m。

各段的對(duì)地回路連接方式:

1)地—1段A相—2段C相—3段B相—地;

2)地—1段B相—2段A相—3段C相—地;

3)地—1段C相—2段B相—3段A相—地。

電纜感應(yīng)電壓與電纜的長(zhǎng)度和載流量有關(guān),由于1段、2段、3段電纜長(zhǎng)度不均等,1段與3段相差169 m,1段與2段相差137 m,2段與3段相差32 m,造成A、B、C三相的感應(yīng)電壓合成后的零序電壓不為零。三段長(zhǎng)度相差較大,造成接地電流較大。

實(shí)際感應(yīng)電壓與電纜的長(zhǎng)度和載流大小成正比,此電纜的負(fù)荷較穩(wěn)定,電流認(rèn)為是穩(wěn)定的,感應(yīng)電壓的大小只與電纜的長(zhǎng)度有關(guān)。根據(jù)電纜長(zhǎng)度的比例,作出感應(yīng)電壓和回路電流相量圖如圖2、圖3所示。

三相電壓合成的零序電壓,通過(guò)大地形成回路,感應(yīng)電流就在這個(gè)回路中流通。零序電流形成的回路主要是電纜護(hù)套電阻及大地電阻,因此形成的回路電流近似認(rèn)為是電阻回路,電壓方向與電流方向相同。

2分析差別大的可能原因

1)4段、5段由于為單段的接地方式,接地電流很小,為正常狀態(tài),不再分析。下面分析1段、2段、3段交叉互聯(lián)方式,接地電流較大,重點(diǎn)分析。通過(guò)接地電流的流通回路分析可知,若2段、3段之間的B相同軸電纜的方向接反,1箱的A相與C相是同一回路,電流相同;4箱的A相與B相是同一回路,電流相同,理論上分析與實(shí)際表象相同,如圖4所示。需要對(duì)2段、3段之間的交叉互聯(lián)箱的B相同軸電纜接線方式重點(diǎn)核對(duì),進(jìn)一步確認(rèn)接線是否正確。

2)由于1段、2段、3段的線路長(zhǎng)度不同,且最大相差169 m,因此需將交叉互聯(lián)的各段電纜的長(zhǎng)度調(diào)整為相同,這樣三段的合成零序電壓才能達(dá)到最小。

3解決方法

根據(jù)GB 50217—2018《電力工程電纜設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》[2]要求:

1)若問(wèn)題是2段、3段交叉互聯(lián)箱B相接反造成的,調(diào)整B相接頭即可。調(diào)整后測(cè)得2段、3段連接的三相電流分別為83.6、82.5、85.7 A,C相的電流是正確接線下的電流,但其值仍達(dá)到了85.7 A,數(shù)值較大。當(dāng)調(diào)整B相接地后,推理可知三相的接地電流應(yīng)在85 A左右,再次分析三相電流大的原因是交叉互聯(lián)的三段長(zhǎng)度不均等,造成感應(yīng)電流合成后仍不平衡,有較大電流。

2)原因1)排除,僅是由電纜長(zhǎng)度不均等造成的接地電流較大,有下列兩種解決方法:

(1)電纜的中間頭已經(jīng)制作完成,若1段、2段、3段截成完全的三等分,又會(huì)增加小部分的段,破壞電纜護(hù)層,帶來(lái)新的問(wèn)題,權(quán)宜之計(jì)是將1段做成單獨(dú)接地段,2段、3段、4段長(zhǎng)度差別相比之下較小,做成交叉互聯(lián)接地方式,這樣就形成了1段、5段單獨(dú)接地,2段、3段、4段交叉互聯(lián)接地方式,如圖5所示。不過(guò)由于交叉互聯(lián)三段仍然不均等,也會(huì)出現(xiàn)一定的接地電流,但與目前相比電流應(yīng)該小很多。

(2)若想從根本上降低接地電流,不破壞電纜外護(hù)套且工作量最小,最佳的方式是各段都成為單獨(dú)的接地段,接線方式為1段與2段單獨(dú)接地,3段與4段單獨(dú)接地,5段單獨(dú)接地,這樣就避免了運(yùn)行感應(yīng)電流

形成回路,導(dǎo)致電纜絕緣被燒壞[3]。接線如圖6所示。

4 改造后效果

對(duì)比上述兩種方式都可作為改造措施,為將接地電流控制在最小,采用改造方式(2)。實(shí)際改造后接地電流明顯減小,用鉗形電流表測(cè)量各段護(hù)套接地電流數(shù)值如下:

1箱保護(hù)接地電流分別為A:0.4A;B:0.4A;C:0.5 A。

2箱直接接地電流分別為A:1.4A;B:1.2A;C:1.2 A。

3箱保護(hù)接地電流分別為A:0.8A;B:0.6A;C:0.7 A。

4箱保護(hù)接地電流分別為A:0.4A;B:0.4A;C:0.5 A。

5箱直接接地電流分別為A:1.4A;B:1.4A;C:1.2 A。

6箱保護(hù)接地電流分別為A:0.7A;B:0.6A;C:0.6 A。

7箱直接接地電流分別為A:1.4A;B:1.4A;C:1.4 A。

8箱保護(hù)接地電流分別為A:0.4A;B:0.6A;C:0.5 A。

5結(jié)論

為保證高壓?jiǎn)涡倦娎|的安全運(yùn)行,防止出現(xiàn)過(guò)電壓損傷電纜絕緣,110 kv高壓?jiǎn)涡倦娎|外護(hù)套需要有效接地。分析本案的實(shí)際情況可知,對(duì)高壓?jiǎn)涡倦娎|不等長(zhǎng)度的交叉互聯(lián)的接地方式,實(shí)際運(yùn)行效果并不理想,容易損傷外護(hù)套絕緣,改造成一端接地一端保護(hù)接地后,環(huán)流大大降低,實(shí)際效果明顯,保證了設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

[參考文獻(xiàn)]

[1]王春坡,周凱,孟鵬飛,等.基于金屬護(hù)層環(huán)流的高壓電纜外護(hù)套絕緣電阻在線監(jiān)測(cè)方法[J].絕緣材料,2024,57(7):112-120.

[2] 電力工程電纜設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn):GB 50217—2018[S].

[3]劉哲,董飛飛,龍治華.高壓電力電纜護(hù)套燒蝕原因分析及解決方法[J].電線電纜,2025,68(4):68-72.

《機(jī)電信息》2025年第19期第20篇