Các Sự Cố và Xử Lý Sự Cố Đất Một Pha trong Đường Dây Phân phối 10kV
Trường dữ liệu: Sản xuất
China
Đặc điểm và Thiết bị Phát hiện Sự cố Chạm đất Một pha
1. Đặc điểm của Sự cố Chạm đất Một pha
- Tín hiệu Báo động Trung tâm:
Chuông cảnh báo kêu, và đèn chỉ thị ghi nhãn “Sự cố chạm đất trên thanh cái [X] kV, phân đoạn [Y]” sáng lên. Trong các hệ thống có cuộn Petersen (cuộn dập hồ quang) nối đất điểm trung tính, đèn chỉ thị “Cuộn Petersen Đang Hoạt động” cũng sáng lên. - Chỉ thị của Vôn kế Giám sát Cách điện:
- Điện áp của pha sự cố giảm xuống (trong trường hợp chạm đất không hoàn toàn) hoặc giảm về bằng không (trong trường hợp chạm đất trực tiếp).
- Điện áp của hai pha còn lại tăng lên — cao hơn điện áp pha bình thường trong trường hợp chạm đất không hoàn toàn, hoặc tăng lên bằng điện áp dây trong trường hợp chạm đất trực tiếp.
- Trong trường hợp chạm đất ổn định, kim vôn kế giữ nguyên vị trí; nếu kim dao động liên tục thì sự cố là dạng chạm đất hồ quang (chạm đất gián đoạn).
- Trong Hệ thống Nối đất bằng Cuộn Petersen:
Nếu lắp đặt vôn kế đo độ lệch điểm trung tính, thiết bị này sẽ hiển thị một giá trị nhất định trong trường hợp chạm đất không hoàn toàn hoặc đạt đến giá trị điện áp pha trong trường hợp chạm đất trực tiếp. Đèn báo sự cố nối đất của cuộn Petersen cũng sẽ sáng lên. - Hiện tượng Chạm đất Hồ quang:
Chạm đất hồ quang sinh ra quá điện áp, khiến điện áp các pha không sự cố tăng mạnh. Điều này có thể làm nổ cầu chì cao áp của bộ biến điện áp (VT) hoặc thậm chí làm hỏng chính bộ VT.
2. Phân biệt Sự cố Chạm đất Thực tế với Báo động Giả
- Cầu chì Cao áp của Bộ Biến điện Áp Bị Nổ:
Việc nổ cầu chì ở một pha của bộ biến điện áp (VT) có thể kích hoạt tín hiệu sự cố chạm đất. Tuy nhiên:- Trong sự cố chạm đất thực tế: điện áp pha sự cố giảm xuống, điện áp hai pha còn lại tăng lên, nhưng điện áp dây vẫn không đổi.
- Khi cầu chì bị nổ: điện áp một pha giảm xuống, hai pha còn lại không tăng lên, và điện áp dây giảm xuống.
- Máy biến áp Cấp điện cho Thanh cái Không tải:
Trong quá trình đóng điện, nếu bộ ngắt mạch đóng không đồng bộ, sự ghép nối dung tính không cân bằng với đất gây ra độ lệch điểm trung tính và điện áp ba pha không đối xứng, từ đó kích hoạt tín hiệu chạm đất giả.
→ Hiện tượng này chỉ xảy ra trong các thao tác chuyển mạch. Nếu thanh cái và các thiết bị kết nối không có bất kỳ dấu hiệu bất thường nào, tín hiệu là giả. Việc cấp điện cho một đường dây xuất tuyến hoặc máy biến áp phục vụ trạm thường loại bỏ được tín hiệu này. - Sự Không đối xứng Hệ thống hoặc Điều chỉnh Cuộn Petersen Không đúng:
Trong các thay đổi chế độ vận hành (ví dụ: chuyển đổi cấu hình), sự không đối xứng hoặc bù trừ sai của cuộn Petersen có thể gây ra tín hiệu chạm đất giả.
→ Cần phối hợp với trung tâm điều độ: khôi phục lại cấu hình ban đầu, cắt điện cuộn Petersen, điều chỉnh bộ chuyển nấc, sau đó cấp điện lại và chuyển đổi chế độ lần nữa.
→ Cộng hưởng phi tuyến (ferroresonance) trong quá trình cấp điện cho thanh cái không tải cũng có thể tạo ra tín hiệu giả. Ngay lập tức cấp điện cho một đường dây xuất tuyến sẽ phá vỡ điều kiện cộng hưởng và loại bỏ cảnh báo.
3. Thiết bị Phát hiện
Hệ thống giám sát cách điện thường gồm một bộ biến điện áp ba pha năm trụ, rơ-le điện áp, rơ-le tín hiệu và các thiết bị giám sát.
- Cấu trúc: Năm trụ từ; một cuộn sơ cấp và hai cuộn thứ cấp, tất cả đều được quấn trên ba trụ trung tâm.
- Cách đấu dây: Ynynd (sơ cấp sao, thứ cấp sao có trung tính và thứ cấp tam giác hở).
Ưu điểm của cách đấu dây này:
- Cuộn thứ cấp thứ nhất đo được cả điện áp dây và điện áp pha.
- Cuộn thứ cấp thứ hai được đấu theo kiểu tam giác hở để phát hiện điện áp thứ tự không.
Nguyên lý hoạt động:
- Ở trạng thái bình thường, điện áp ba pha cân bằng; về mặt lý thuyết, điện áp trên tam giác hở bằng không.
- Khi xảy ra sự cố chạm đất một pha trực tiếp (ví dụ: pha A), điện áp thứ tự không xuất hiện trong hệ thống, gây ra điện áp trên tam giác hở.
- Ngay cả khi xảy ra sự cố chạm đất không trực tiếp (chạm đất qua trở kháng cao), điện áp vẫn được cảm ứng tại hai đầu hở.
- Khi điện áp này đạt ngưỡng tác động của rơ-le điện áp, cả rơ-le điện áp và rơ-le tín hiệu đều hoạt động, kích hoạt báo động âm thanh và hình ảnh.
Nhân viên vận hành sử dụng các tín hiệu này cùng số liệu đọc được trên vôn kế để xác định sự tồn tại và pha xảy ra sự cố chạm đất, sau đó báo cáo cho trung tâm điều độ.
⚠️ Lưu ý: Thiết bị giám sát cách điện được dùng chung cho toàn bộ phân đoạn thanh cái.
⚠️ Lưu ý: Thiết bị giám sát cách điện được dùng chung cho toàn bộ phân đoạn thanh cái.
Nguyên nhân Gây ra Sự cố Chạm đất Một pha
- Dây dẫn đứt rơi xuống đất hoặc nằm trên xà đỡ;
- Dây dẫn buộc hoặc cố định trên sứ cách điện bị lỏng, khiến dây dẫn rơi xuống xà đỡ hoặc đất;
- Gió mạnh làm dây dẫn tiếp cận quá gần các công trình xây dựng;
- Dây dẫn cao áp bị đứt từ máy biến áp phân phối;
- Hư hỏng cách điện của bộ chống sét hoặc cầu chì 10 kV trên nền tảng máy biến áp;
- Phá hủy cách điện hoặc chạm đất ở một pha của cuộn dây cao áp máy biến áp;
- Đánh thủng hoặc xuyên hồ quang trên sứ cách điện;
- Hư hỏng cách điện của cầu chì nhánh;
- Dây chống gió bị tuột khỏi xà đỡ trên cùng của cột đa mạch, tiếp xúc với dây dẫn phía dưới;
- Sét đánh;
- Cây cối tiếp xúc;
- Sự cố do chim;
- Vật thể lạ (ví dụ: tấm nhựa, cành cây);
- Các nguyên nhân khác ngoài dự kiến hoặc chưa xác định.
Nguy hiểm do Sự cố Chạm đất Một pha
- Hư hỏng Thiết bị Trạm biến áp:
Sau sự cố chạm đất 10 kV, bộ biến điện áp thanh cái không phát hiện dòng điện nhưng lại xuất hiện điện áp thứ tự không và dòng điện tăng trên tam giác hở. Vận hành kéo dài có thể làm hỏng bộ biến điện áp.
Ngoài ra, quá điện áp cộng hưởng phi tuyến (ferroresonance) (gấp nhiều lần điện áp định mức) có thể xảy ra, làm phá hủy cách điện và gây ra sự cố nghiêm trọng cho thiết bị. - Hư hỏng Thiết bị Phân phối:
Hiện tượng chạm đất hồ quang gián đoạn và quá điện áp có thể làm thủng cách điện, dẫn đến ngắn mạch, máy biến áp cháy, và bộ chống sét/cầu chì hỏng, có khả năng gây ra cháy do điện. - Đe dọa Ổn định Mạng lưới Điện Khu vực:
Các sự cố chạm đất nghiêm trọng có thể làm mất ổn định mạng điện cục bộ, gây ra chuỗi sự cố lan rộng. - Nguy cơ Đối với Con người và Động vật:
Dây dẫn rơi xuống đất làm điện áp lan truyền trên mặt đất, tạo ra nguy cơ điện áp bước. Người đi bộ, công nhân đường dây (đặc biệt trong các ca tuần tra ban đêm) và gia súc gần vị trí sự cố có nguy cơ bị điện giật hoặc tử vong do điện giật. - Ảnh hưởng đến Độ tin cậy Cung cấp Điện:
- Yêu cầu lựa chọn thủ công đường dây bị sự cố.
- Các đường dây không bị sự cố có thể bị cắt điện không cần thiết trong quá trình xử lý sự cố, làm gián đoạn cung cấp điện cho khách hàng không bị ảnh hưởng.
- Việc xác định vị trí và sửa chữa sự cố đòi hỏi phải cắt điện đường dây, đặc biệt khó khăn trong mùa canh tác, thời tiết xấu (gió, mưa, tuyết), hoặc tại khu vực núi cao/rừng rậm và vào ban đêm, dẫn đến mất điện kéo dài, mất điện diện rộng.
- Tổn thất Năng lượng Đường dây:
Sự cố chạm đất gây ra dòng rò xuống đất đáng kể, biểu hiện cho tổn thất năng lượng trực tiếp. Các quy định thường giới hạn thời gian vận hành khi có sự cố chạm đất tối đa là không quá 2 giờ để tránh lãng phí quá mức. - Định lượng Tổn thất Điện năng:
Dòng sự cố chạm đất trung bình dao động từ 6 đến 10 A. Ở mức điện áp điển hình 10 kV, điều này dẫn đến tổn thất năng lượng khoảng 34.560 kWh mỗi ngày.
Các Phương pháp và Quy trình Xử lý Sự cố Chạm đất Một pha
- Thiết bị Tự chọn Đường dây Sự cố Chạm đất Dòng nhỏ:
Lắp đặt thiết bị tự chọn đường dây sự cố chạm đất tại trạm biến áp. Các thiết bị này hoạt động cùng với biến dòng thứ tự không (ZCT) tại mỗi đầu ra đường dây để xác định chính xác đường dây bị sự cố trước khi cô lập. - Hệ thống Phát hiện Sự cố Chạm đất Một pha:
Các hệ thống phân phối hiện đại triển khai bộ tiêm tín hiệu tại đầu, giữa và cuối của các đường dây xuất tuyến. Bộ chỉ thị sự cố xác định chính xác vị trí sự cố, giúp phản ứng nhanh chóng. - Biện pháp Phòng ngừa:
- Thực hiện tuần tra đường dây định kỳ: kiểm tra khoảng cách dây dẫn tới cây cối/công trình xây dựng, tổ chim trên cột, độ chắc chắn của dây dẫn buộc trên sứ cách điện, bu-lông lỏng trên sứ cách điện/xà đỡ/dây chống gió, dây chống gió bị đứt hoặc sờn, và độ võng bất thường của dây dẫn.
- Kiểm tra định kỳ cách điện của sứ cách điện, cầu chì nhánh và bộ chống sét; thay thế kịp thời các thiết bị bị lỗi.
- Thực hiện kiểm tra định kỳ máy biến áp phân phối; sửa chữa hoặc thay thế các thiết bị bị lỗi.
- Lắp đặt cầu chì nhánh trên các đường dây xuất tuyến nông thôn để giới hạn phạm vi sự cố, giảm diện tích/mức độ mất điện và đẩy nhanh việc xác định vị trí sự cố.
- Sử dụng sứ cách điện có cấp điện áp cao hơn một cấp để nâng cao độ bền cách điện tổng thể của hệ thống.
- Quy trình Ứng phó Sau sự cố:
Ngay khi phát hiện sự cố chạm đất một pha:- Nhân viên vận hành trạm biến áp phải lập tức ghi nhận sự việc
- Nhân viên vận hành trạm biến áp phải lập tức ghi nhận sự việc
Đóng góp và khuyến khích tác giả!
Đề xuất
Chế độ vận hành nối đất điểm trung tính cho biến áp lưới điện 110kV～220kV
Cách bố trí chế độ nối đất điểm trung tính cho các biến áp lưới điện 110kV～220kV phải đáp ứng yêu cầu chịu đựng cách điện của điểm trung tính biến áp, đồng thời cũng phải cố gắng giữ cho trở kháng không đối xứng của các trạm biến áp cơ bản không thay đổi, đồng thời đảm bảo rằng trở kháng tổng hợp không đối xứng tại bất kỳ điểm ngắn mạch nào trong hệ thống không vượt quá ba lần trở kháng tổng hợp chính.Đối với các biến áp 220kV và 110kV trong các dự án xây dựng mới và cải tạo kỹ thuật, các chế độ
01/29/2026
Tại sao các trạm biến áp sử dụng đá cuội sỏi và đá vụn
Tại Sao Các Trạm Biến Áp Lại Sử Dụng Đá, Sỏi, Cuội Và Đá Dăm?Trong các trạm biến áp, các thiết bị như máy biến áp truyền tải và phân phối, đường dây truyền tải, biến áp điện áp, biến áp dòng điện và cầu dao cách ly đều yêu cầu nối đất. Ngoài chức năng nối đất, bài viết này sẽ đi sâu vào lý do vì sao sỏi và đá dăm thường được sử dụng trong các trạm biến áp. Mặc dù trông có vẻ bình thường, nhưng những loại đá này đảm nhiệm vai trò quan trọng về mặt an toàn và chức năng.Trong thiết kế nối đất trạm
01/29/2026
HECI GCB for Generators – Fast SF₆ Circuit Breaker
HECI GCB cho Máy phát điện – Bộ cắt điện nhanh SF₆
1. Định nghĩa và Chức năng1.1 Vai trò của Áp tô mát Đường dẫn Tạo điệnÁp tô mát Đường dẫn Tạo điện (GCB) là điểm ngắt có thể kiểm soát nằm giữa máy tạo điện và biến áp tăng áp, đóng vai trò như giao diện giữa máy tạo điện và lưới điện. Các chức năng chính bao gồm cách ly các lỗi ở phía máy tạo điện và cho phép kiểm soát hoạt động trong quá trình đồng bộ hóa máy tạo điện và kết nối với lưới điện. Nguyên lý hoạt động của GCB không khác nhiều so với áp tô mát mạch tiêu chuẩn; tuy nhiên, do thành ph
01/06/2026
Nguyên tắc Thiết kế cho Máy biến áp Phân phối Treo cột
Nguyên tắc Thiết kế cho Máy biến áp Phân phối được Gắn trên Cột(1) Nguyên tắc về Vị trí và Bố cụcNền tảng máy biến áp gắn trên cột nên được đặt gần trung tâm tải hoặc gần các tải quan trọng, theo nguyên tắc “dung lượng nhỏ, nhiều vị trí” để thuận tiện cho việc thay thế và bảo trì thiết bị. Đối với nguồn điện dân dụng, có thể lắp đặt máy biến áp ba pha gần đó dựa trên nhu cầu hiện tại và dự đoán tăng trưởng trong tương lai.(2) Chọn Dung lượng cho Máy biến áp Ba Pha Gắn trên CộtCác dung lượng tiêu
12/25/2025
Yêu cầu
Tải xuống
Lấy Ứng Dụng IEE Business
Sử dụng ứng dụng IEE-Business để tìm thiết bị lấy giải pháp kết nối với chuyên gia và tham gia hợp tác ngành nghề mọi lúc mọi nơi hỗ trợ toàn diện phát triển dự án điện và kinh doanh của bạn
