变电站3/2接线保护死区故障的消除方法技术

本发明专利技术针对500kV常规变电站3/2接线方式下保护死区内导线悬挂异物引起放电的问题，提出了硅橡胶护套包覆导线增大放电距离的方法。基于现场绝缘直接受设备间距离影响的实际情况，分析了加装电流互感器方案的局限性。通过材料选用、高导热性能分析、耐漏电起痕性能分析、厚度选择、安装工艺控制、电场仿真分析，提出紧凑型3/2接线方式硅橡胶护套包覆的保护死区解决方案，并通过试验结果验证了其可行性，为保护死区问题的解决提供理论基础和实践经验。

【技术实现步骤摘要】
变电站3/2接线保护死区故障的消除方法
本专利技术属于电力维护和运行
，具体涉及一种变电站3/2接线保护死区故障的消除方法，更具体的是提供一种500kV常规变电站高压侧的3/2接线保护死区故障的消除方法。
技术介绍
目前国内500kV常规变电站高压侧的主接线通常采用3/2接线方式。由于设计原因，部分变电站采用单侧电流互感器布置，母线保护和线路保护范围不完全重合，造成断路器和电流互感器间的导线成为保护死区。当故障发生在图1中K1点时，故障属于母线差动保护范围内、线路I差动保护范围外，母线差动保护动作，将I母线上所有连接的断路器跳开。这时故障并没有完全切除，电网会通过5072断路器和线路I向K1点持续供电。5071断路器失灵保护装置接收到启动保护开入后，经整定延时后动作，跳开5072断路器，并且利用远跳功能跳开对侧断路器，完成对故障点的完全切除。断路器失灵保护延时较长并且扩大了停电范围，不利于系统安全稳定运行，不能作为解决死区故障的理想方案，一般通过死区保护来隔离死区故障。随着电网规模不断扩大，对系统故障切除时间要求越来越高，无论失灵保护还是死区保护，均受到断路器分闸时间、持续燃弧时间及电流判据返回时间的限制，并且单纯缩短保护反应时间还可能引起保护误动。加装电流互感器的方案可以彻底解决3/2接线保护死区故障的发生，但是对于一些设备布局紧凑的变电站却不具有通用性。某500kV变电站断路器与隔离开关之间距离有两种，边断路器与500kV母线隔离开关之间的最小距离约为5.5米（隔离开关分闸后，两者之间距离约为3.8米），中断路器与相邻隔离开关之间最小距离约为3.6米。若考虑加装电流互感器方法，如图2所示，一是电流互感器与两侧设备之间的导线长度不到1.5米，由于两侧端子存在高差，截面积为1440mm2的钢芯铝绞线无法制作；二是加装电流互感器的位置有电缆沟，电流互感器基础也无法制作。因此，加装电流互感器是解决保护死区问题的有效方案，但500kV变电站的紧凑型初始设计限制了加装设备空间，导致其不具备通用性，直接加装电流互感器消除保护死区的方案无法实施。余江等提出断路器失灵及死区保护应考虑系统稳定需求的优化方案。赵斌等提出依靠站域信息来缩短3/2接线方式下死区故障隔离时间的方法。上述方法都是基于保护逻辑及元器件反映动作时间提出的死区故障发生后的解决方法，不能从根本上消除死区故障。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可以有效降低500kV常规变电站3/2接线保护死区故障的消除方法。本专利技术采用如下技术方案：一种变电站3/2接线保护死区故障的消除方法，在变电站3/2接线保护死区导线外包覆硅橡胶护套。进一步的，一种变电站3/2接线保护死区故障的消除方法，仅在变电站3/2接线保护死区导线外均包覆硅橡胶护套，而断路器及电流互感器接线端子不包覆硅橡胶护套。进一步的，所述硅橡胶护套采用具有高导热性能的硅橡胶材料。进一步的，所述硅橡胶护套采用添加了氮化硼、碳化硅、氧化硅或氧化铝等导热绝缘粒子的硅橡胶材料。更近一步的，所述硅橡胶护套采用添加了氧化锌（ZnO）粒子和还原氧化石墨烯（RGO）为基础的导热绝缘混合填料粒子的硅橡胶材料。进一步的，所述硅橡胶护套采用包含有机耐漏电起痕剂的硅橡胶材料。进一步的，所述有机耐漏电起痕剂包括端羟基二甲基硅氧烷、VMQ树脂、有机电弧猝灭剂或者是脲基硅氧烷等。进一步的，所述硅橡胶护套的厚度由设备接线端子承载能力和硅橡胶击穿电压共同决定。进一步的，所述硅橡胶护套的厚度为10mm~15mm。优选的，所述硅橡胶护套的厚度为10mm。进一步的，所述硅橡胶护套包括围合形成圆形的上套半环和下套半环；所述上套半环的两外侧壁上设置有沿轴向的凸楞，所述下套半环的两外侧壁上设置有与凸楞对应的凹槽，所述凸楞插接在凹槽内。进一步的，为避免合缝处存在小孔和空气而影响硅橡胶护套整体绝缘强度，所述凹槽内涂有粘接剂。进一步的，涂粘接剂时应将凹槽涂满，并在凸楞两侧涂抹厚度约为1mm，然后将硅橡胶护套扣接起来等待粘接剂凝固，粘接剂凝固后对合缝处进行检测，避免小孔和空气的存在。进一步的，所述粘接剂为KH-560、KH-570或N-916硅烷偶联剂。进一步的，所述粘接剂为N-916硅烷偶联剂。本专利技术的有益效果在于：利用本专利技术的方法，当硅橡胶护套包覆导线后，导线表面电场强度升高，硅橡胶表面电场强度明显低于导线表面电场强度。相同空气间隙下，硅橡胶护套包覆导线后击穿电压升高，相当于等效增加了空气击穿间隙，提升了放电水平。硅橡胶护套包覆导线的死区故障解决方法从技术上是可行的，为紧凑型设备增强绝缘提供了通用的有效解决方案。附图说明图1为形成保护死区的原因示意图。图2为加装电流互感器现场接线图。图3为硅橡胶护套厚度和击穿电压关系图。图4为硅橡胶护套的剖面结构示意图。图4中，1上套半环、2下套半环、3凸楞、4凹槽。图5为导线截面图。图6为模型1的结构示意图。图7为模型2的结构示意图。图8为裸导线场强分布云图。图9为模型1场强分布云图。图10为模型2场强分布云图。图11为测试现场图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是本申请还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变电站3/2接线保护死区故障的消除方法，其特征在于，在变电站3/2接线保护死区导线外包覆硅橡胶护套。/n

【技术特征摘要】
1.一种变电站3/2接线保护死区故障的消除方法，其特征在于，在变电站3/2接线保护死区导线外包覆硅橡胶护套。


2.根据权利要求1所述的一种变电站3/2接线保护死区故障的消除方法，其特征在于，所述硅橡胶护套采用具有高导热性能的硅橡胶材料。


3.根据权利要求2所述的一种变电站3/2接线保护死区故障的消除方法，其特征在于，所述硅橡胶护套采用包含有机耐漏电起痕剂的硅橡胶材料。


4.根据权利要求1所述的一种变电站3/2接线保护死区故障的消除方法，其特征在于，所述硅橡胶护套的厚度由设备接线端子承载能力和硅橡胶击穿电压共同决定。


5.根据权利要求4所述的一种变电站3/2接线保护死区故障的消除方法，其特征在于，所述硅橡胶护套的厚度为10mm~15mm。


6.根据权利要求4所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建鹏，孟延辉，胡伟涛，赵冀宁，冯鹏森，杨世博，王绪，刘晓飞，王占宁，王伟，张峰，李连众，郭末凯，
申请(专利权)人：国网河北省电力有限公司检修分公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13