机 电 工 程 技 术
第４９卷 第１１期
ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ＆ＥＬＥＣＴＲＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏｌ ４９ Ｎｏ １１
收稿日期：２０２０－０４－２５
ＤＯＩ：
１０ ３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００９－９４９２ ２０２０ １１ ０７３
袁晓博
（五凌电力有限公司，长沙 ４１０００４）
摘要：基
于某光伏电站３５ｋＶ母线接地导致接地变保护跳闸事件监控信息，通过对其母线电压故障与接地变电流录波图深入分析，判断此次故障为母线单相短时接地现象，凝露闪络和污闪是其主要原因。提出的整改措施包括加装热缩母排保护套管或使用防污绝缘涂料，利用夜间光伏低发期对
３５ｋＶ高压室定期清扫且门窗尽量保持常闭，采用碘钨灯交替加热各柜内母线及绝缘设备等。实践证明，这些方法可有效防止类似故障再次发生，为光伏行业类似故障处理提供技术参考。
关键词：光伏电站；母线故障；保护跳闸；凝露闪络；污闪中图分类号：ＴＭ５６１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００９－９４９２（２０２０）１１－０２３８－０２
ＡｎａｌｙｓｉｓｏｎａＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＴｒｉｐｏｆ３５ｋＶＥａｒｔｈｅｄ
ＴｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｉｎＰｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃＰｏｗｅｒＳｔａｔｉｏｎ
ＹｕａｎＸｉａｏｂｏ
（ＷｕｌｉｎｇＰｏｗｅｒＣｏ ，Ｌｔｄ ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１０００４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：
Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｒｉｐｅｖｅｎｔｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆｅａｒｔｈｅｄｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｃａｕｓｅｄｂｙ３５ｋＶｂｕｓｇｒｏｕｎｄｉｎｇｉｎａｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎ，
ｔｈｅｖｏｌｔａｇｅｆａｕｌｔｏｆｉｔｓｂｕｓａｎｄｔｈｅｏｓｃｉｌｌｏｇｒａｍｏｆｅａｒｔｈｅｄｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｃｕｒｒｅｎｔｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｉｎｄｅｐｔｈ．Ｉｔｗａｓｊｕｄｇｅｄｔｈａｔｔｈｅｆａｕｌｔｉｓｔｈｅｓｉｎｇｌｅ－ｐｈａｓｅｓｈｏｒｔ－ｔｉｍｅｇｒｏｕｎｄｉｎｇｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｏｆｔｈｅｂｕｓ，
ａｎｄｔｈｅｍａｉｎｒｅａｓｏｎｓａｒｅｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎｆｌａｓｈｏｖｅｒａｎｄｐｏｌｌｕｔｉｏｎｆｌａｓｈｏｖｅｒ．Ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｒｅｃｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｓｉｎｃｌｕｄｅｉｎｓｔａｌｌｉｎｇｈｅａｔｓｈｒｉｎｋａｂｌｅｂｕｓｂａｒｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｓｌｅｅｖｅｏｒｕｓｉｎｇａｎｔｉｆｏｕｌｉｎｇｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｃｏａｔｉｎｇ，
ｒｅｇｕｌａｒｌｙｃｌｅａｎｉｎｇｔｈｅ３５ｋＶｈｉｇｈ－ｖｏｌｔａｇｅｒｏｏｍａｎｄｋｅｅｐｉｎｇｔｈｅｄｏｏｒｓａｎｄｗｉｎｄｏｗｓｎｏｒｍａｌｌｙｃｌｏｓｅｄａｓｍｕｃｈａｓｐｏｓｓｉｂｌｅｄｕｒｉｎｇｔｈｅｌｏｗｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｐｅｒｉｏｄｏｆｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃａｔｎｉｇｈｔ，
ｕｓｉｎｇｉｏｄｉｎｅｔｕｎｇｓｔｅｎｌａｍｐｔｏａｌｔｅｒｎａｔｅｌｙｈｅａｔｔｈｅｂｕｓｂａｒａｎｄｉｎｓｕｌａｔｉｏｎｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｎｅａｃｈｃａｂｉｎｅｔ．Ｐｒａｃｔｉｃｅｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｍｅｔｈｏｄｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｐｒｅｖｅｎｔｓｉｍｉｌａｒｆａｕｌｔｓｆｒｏｍｈａｐｐｅｎｉｎｇａｇａｉｎ，
ａｎｄｐｒｏｖｉｄｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｓｉｍｉｌａｒｆａｕｌｔｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｎｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｉｎｄｕｓｔｒｙ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎ；ｂｕｓｂａｒｆａｕｌｔ；ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎｔｒｉｐ；ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎｆｌａｓｈｏｖｅｒ；
ｐｏｌｌｕｔｉｏｎｆｌａｓｈｏｖｅｒ
０
引言
光伏发电在越来越多国家和地区实现平价上网解决经济
性瓶颈后，必将成为普惠能源。近年来，我国随着光伏装机规模快速增长和光伏发电技术不断进步，设
备制造等建设成本快速下降，使光伏发电的市场竞争力显著提升，光伏行业技术性成本大幅降低，确立了中国光伏产业的全球领先地位［１
］。据统计，自２１世纪以来，光伏发电电池转换效率增长６９％，年新增装机规模扩大５００倍，成本下降９０％以
上，光伏发电作为第一替代能源的共识正在形成［２
］。然而，通常光伏电站由相距较远的各场区以
３５ｋＶ电缆或架空方式汇集，其线路较长，自然导致其系统电容电流数值大增，安全问题
成了悬在光伏产业头顶上的一把利剑［３
］。据统计，全国已出
现多起因单相接地故障不能快速切除导致故障扩大并成为光
伏发电大规模脱网的主要原因［４
］。因此，对于３５ｋＶ系
统电容电流数值较大的光伏发电站，接地方式的合理选择将直接影响到光伏电站电气设备的运行安全。考虑系统出现故障时，接地电弧可以自熄，降低间隙性弧光接地过电压，同时提供
足够的电流和零序电压，使接地保护可靠动作
［５－７
］。本文就某光伏电站一起３５ｋＶ母线短时接地导致接地变保护跳闸事件过程进行详细介绍与分析，提出相应整改措施。实践证明，其方法可有效预防类似事故再次发生，并可为光伏行业类似
故障处理提供借鉴与参考。
１
事件过程
图１所示为涉事光伏电站电气主接线图。事件发生前，
３５ｋＶ出线４０２断路器合闸，３５ｋＶ母线、接地变兼站用变、ＳＶＧ变压器、２条集电线路均正常运行；全场总共带约０ ２６ＭＷ负荷。４月９日１１时４２分５０秒
集控中心上位机报接地变兼站用变
４１２保护告警。４月９日１１时４２分５１秒上位机报４０２断路器分闸，接地变兼站用变４１２保护过流Ⅰ段、过流Ⅱ段
动作，４１２断路器分闸，３５ｋＶ母线ＰＴ柜零序过压保护动作，ＳＶＧ４０８断路器跳闸。４月９日１１时４２分５６秒
上位机报防孤岛保护低电压Ⅰ、Ⅱ段
保护动作、跳闸。４月９日１２时０８分
被告知站内检查无异常，询问对侧无异常，向调度申请试送电。４月９日１２时１５分３５ｋＶ出线４０２断
路器合闸，母线带电运行正常。保护动作过程：４月９日１１时４２分４９秒６１１毫秒，站用
变保护装置ＰＣＳ－６９２１保护启动，１００５毫秒过流Ⅰ段
、Ⅱ段出口。４月９日１１时４２分０６秒６０１毫
秒，母线电压保护装置ＰＣＳ－９６２８保
护启动，１００５毫秒零序过压保护出口，２２４２毫秒母线低压Ⅰ、Ⅱ段保护动作。４月９日１１时４２分５０秒７２６毫秒，防孤岛保护装置ＰＣＳ－９６１７保
护启动，５１５４毫秒低·
８３２·
（下转第２４９页
）电压Ⅰ、Ⅱ段
保护动作启动。图１ 电
气主接线图２
结果分析及整改措施
２ １
故障分析
故障发生后，按照先一次后二次，先回路后装置的步骤逐步进行排查，再通过分析故障录波，确定故障范围。图２～３所示分别为故障发生时３５ｋＶ母
线电压故障录波图与接地变电流录波图。因保护装置未接入ＧＰＳ对
时系统，保护装置显示时间不正确，具体时间只能根据监控系统信号先后顺序推断。由故障录波图可以看出，最先动作的保护是接地变过流保护（保护定值１ｓ、０ ２Ａ），出口断路器为３５ｋＶ出线４０２断路器与接地变４１２断路器；同时３５ｋＶ母线也启动保护动作，出口断路器为３５ｋＶ出线４０２断路器、ＳＶＧ４０８断路器、接地变４１２断
路器。从图
２与图３进一步分析可以明显看到，３５ｋＶ母线Ｂ相电压降低，零序电压升高，应为Ｂ相存在单相接地情况，导致３５ｋＶ母线零序过压保护出口。由于３５ｋＶ系
统为经接地变接地系统，故零序电流流过接地变
Ａ、Ｂ、Ｃ三相，导致接地变出现三相同相电流情况，接地变启动过流保护动作。３５ｋＶ母线零序过压保护与接地变过流保护动作时间均为
１ｓ，保护跳闸后３５ｋＶ母线保护报低压Ⅰ、Ⅱ段
保护动作，保护图２
３５ｋＶ
母线电压故障录波图
图３ 接
地变电流录波图跳闸５ｓ后防孤岛保护报低电压Ⅰ、Ⅱ段
保护动作。２ ２ 故障判断鉴于后期３５ｋＶ母
线已恢复上电，运行正常，结合上述分析确定的故障范围，初步判断此次故障为３５ｋＶ母
线单相短时接地故障。进一步通过现场检查测试，综合电站实际情况考察，最后提出３５ｋＶ母线单相短时接地故障的主要原因可能是多雨多雾，空气湿度较大，引起绝缘套管凝露闪络及电站附近空气灰尘较多（或其他污秽颗粒）导致的污闪。在两种因素共同作用下，使母线绝缘下降，进而出现母线单相接地或单相短时接地故障现象。２ ３ 整改措施
目前电力系统常用的防凝露闪络方法有［８
］：开关柜下边
的电缆沟、电缆隧道加装排潮设施，其出入口严密封闭防水；密闭开关柜出线室底板以防小动物进入；选用开关柜内支柱绝缘子的合适的爬电比距；高压室装设自然通风设施或安装
除湿机；利用停电机会定期清擦设备等。防污闪方法有
［９
］：避开污染源，采用室内变配电方式；采用增大泄漏比距的方法，限制其表面泄漏电流；定期清除和采用憎水涂料防止绝缘子表面污秽和受潮等。基于上述故障分析与结果判断，参考当前电力系统常用
方法，结合光伏电站特点，提出以下整改方案：（１）为
有效地防止母线绝缘下降，确保母线安全运行，加装热缩母排保护套管或使用防污绝缘涂料；（２）为防污闪，利用夜间光伏
低发期定期对３５ｋＶ高压室清扫且门窗尽量保持常闭；（３）
采用碘钨灯交替加热各柜内母线及绝缘设备。经过１年多的运行实践，此方法可有效防止３５ｋＶ母线单相短时接地引发的接地变保护跳闸事件。
３
结束语
通过对光伏电站３５ｋＶ母线单相短时接地导致接地变保护跳闸事件过程进行了分析，并对其故障产生原因进行了现场调查考察，指出凝露闪络和污闪是母线单相接地或单相短时接地故障的主要原因，提出加装热缩母排保护套管或使用防污绝缘涂料、利用夜间光伏低发期定期对３５ｋＶ高压室门窗定期清扫且尽量保持常闭、碘钨灯交替加热各柜内母线及绝缘设备等整改措施。实践证明，其方法能有效解决母线绝缘不良故障，确保运行安全。本文分析解决方案对光伏电站预防类似事件处理，确保电力系统安全、稳定可靠运行具有一定参考价值。参考文献：［１］江华，金艳梅，叶幸，等．中国光伏产业２０１９年回顾与
２０２０年展望［Ｊ］．太阳能，２０２０（３）：１４－２３．［２］李雷，郭焱．中国光伏产业高质量发展路径思考［Ｊ］．中
外能源，２０１８，２３（１０）：９－２３．［３］胡波．光伏电站３５ｋＶ系统中性点低电阻接地的应用［Ｊ］．
山东工业技术，２０１５（１８）：１７７－１７８．
［４］吴兴全，吴丽，李召兄，等．电阻接地的并网光伏电站零序
电流工程实用算法
［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１８，４６（１５）：１２０－１２６．
·
９３２·袁晓博：一起光伏电站３５ｋＶ接
地变保护跳闸事件原因分析
大图，两个单向阀ＶＲ１和ＶＲ２的
主要作用是防止压力油回流。图９所示为手动泵实物图。手动泵溢流阀在前文中已介绍，这里不再赘述。在现场检验过程中，手动泵在操作之前其泵腔内一般是会含有空气的，操作时需先将这些空气排出阀体，因此操作手动泵时需打开空气释放螺栓（图３），当空气从释放孔排出以后，再关闭空气释放螺栓，此时继续操作
手动泵，实现向上移动轿厢。图
１０为空气释放螺栓拆解图，可知其下端为偏口，故操作时只需旋转几圈，无需全部旋出。
图９ 手动泵实物图
图１０ 空气释放螺
栓拆解图
图
１１ 液控单向阀原理图２ ４
主单向阀单向阀是只允许液压油向一个方向流动，反向被截止的方向控制阀。在液压系统中应用特别广泛，普通的单向阀类似于电路系统中的二极管，如图１中的ＶＲ、ＶＲ１、ＶＲ２
等都是普通单向阀。而３０１０型液压系统的主单向阀ＶＲＰ是一种液控单向阀，当通入控制压力油后即可允许油液双向流动，类似于电路系统中的靠门极电路控制的晶闸管。如图１１所示，上行时液控单向阀ＶＲＰ正向导通，油液只能从Ａ口流向Ｂ口；下行时，辅助油路
经下行阀ＶＭＤ到达ＶＲＰ控制点Ｘ处，使得Ｘ处有控制油压，则控制活塞在压力的作用下向右移动，通过其顶杆推动单向阀芯打开，使得液压油从Ｂ口流向Ａ口，此时ＶＲＰ反向打开，主油726事件是什么
路开始泄油，电梯下行。实物拆解ＶＲＰ，图１２所
示为主单向阀ＶＲＰ的控制活塞和顶杆，图１３所示为其单向阀芯。
图１２ 主单向阀控制活塞与顶杆 图１３ 主单向阀单向阀芯
２ ５
破裂阀
破裂阀又叫限速切断阀，其主要作用是防止轿厢下行超速或坠落。破裂阀必须要与油缸刚性连接或短硬管连接，如果液压电梯有多个油缸，则每个油缸都应设置破裂阀。其工作原理是当管路中流量增加导致破裂阀的进出口出现的压差超过设定值时，自动截至油路使轿厢停止运行，破裂阀通常是在液压电梯下行时起监测作用。在监督检验时，需要提供破裂阀调试证书，根据油阀尺寸，在调试证书上到破裂阀调整螺栓的长度，现场测量比对。实际测试破裂阀的动作效
图１４ 破裂阀安装图
果时，需利用５＃螺栓（图１）关闭辅助流量调整阀ＶＲＦＰ，此时，ＶＲＦＰ支路不再分压，全部的辅助油
路经下降阀ＶＭＤ快
速流向主单向阀ＶＲＰ的控制口Ｘ，使得ＶＲＰ快速打开行成突然的大流量，从而使得破裂阀动作。图１４所示为某电梯破裂阀安装图。
３
结束语
液压电梯作为一种小众电梯，其也是特种设备的一种，
熟悉其工作原理，有利于检验和维修。本文以德国
ＧＭＶ公司３０１０型液压系统为例，详细分析了液压电梯检验和维修中经常遇到的几种阀体，通过拆解阀组，形象地展示了各个阀体的构造，为检验和维修人员在学习中提供帮助。参考文献：［１］徐兵，林建杰，杨华勇．液压电梯的发展历程及展望［Ｊ］．机
床与液压，２００５（１０）：９－１０．［２］李凤兰．液压电梯的特性及其发展前景［Ｊ］．山西机械
，２０００（３）：３－６．
［３］刘英杰，武星军，徐兵，等．液压电梯液压系统及现场检测
方法研究［Ｊ］．机床与液压，２０１４（４）：３２－３７．［４］康虹桥．特种电梯与载人升降设备［Ｍ］．苏州：苏州大学出
版社，２０１５．［５］ＴＳＧＴ７００４－２０１２．电梯监督检验和定期检验规则－液压电梯［Ｓ］．［６］ＧＢ２１２４０－２００７．液压电梯制造与安装安全规范［Ｓ］．第一作者简介：王文峰（１９８７－），男，硕士，工程师，研究领域为电梯检验检测。（编辑：王智圣
）（上接第２３９页）
［５］常一．光伏发电并网技术在电力系统中的应用［Ｊ］．工程技
术研究，２０１８（１２）：２４８－２４９．［６］袁晓博，文建强．继电保护可靠性研究［Ｊ］．建
筑工程技术与设计，２０１６（３５）：９６１．［７］袁晓博．４００Ｖ二次配电系统供电可靠性研究［Ｊ］．东北电力技术，２０２０，４１（３）：３５－３６．［８］顾晨，尤婷婷，刘明涛，
等．变电站高压开关柜防凝露技术方案［Ｊ］．电气技术，２０１９，２０（１１）：９７－１００．［９］林志明．输电线路防污闪方法应用探究［Ｊ］．中国高新技术
企业，２０１５（３１）：５７－５８．
作者简介：袁晓博（１９９０－），男，湖南南县人，大学本科，工程师，研究领域为继电保护。（编辑：王智圣
）·９４２·
王文峰，等：液压电梯液压控制阀组分析
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