封耀朋

（中國(guó)南方電網(wǎng)超高壓輸電公司，貴州 貴陽 550000）

1 前言

故障分析與事故處理可以說是變電運(yùn)行工作中的一項(xiàng)極為重要的技能，它是保證系統(tǒng)安全運(yùn)行，減少意外停電時(shí)間的關(guān)鍵。如何科學(xué)正確及時(shí)處理事故是變電站運(yùn)行值班人員一項(xiàng)重要的基本職責(zé)。在事故發(fā)生時(shí)，最忌諱的就是無法保證一個(gè)正確的、正常的心態(tài)去進(jìn)行處理。因此要嚴(yán)格按照規(guī)程制度辦事，要高度負(fù)責(zé)、集中思想、冷靜頭腦、沉著果斷，在事故處理當(dāng)中記住4項(xiàng)主要任務(wù)：（1）盡快限制事故的發(fā)展，消除事故的根源，并解除對(duì)人身、電網(wǎng)、設(shè)備安全的危險(xiǎn)；（2）用一切可能的方法保持電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行，保證對(duì)用戶的正常供電；（3）若事故造成站用電源消失，首先切換站用電源或啟動(dòng)備用發(fā)電機(jī)供電。（4）調(diào)整系統(tǒng)的運(yùn)行方式，使其恢復(fù)正常。

2 事故現(xiàn)象及處理

這里介紹一些筆者經(jīng)歷的具有典型意義的事故、處理方法和進(jìn)行的相關(guān)分析。

2.1 線路事故

2.1.1 事故現(xiàn)象。預(yù)告信號(hào)警鈴響，監(jiān)控機(jī)發(fā)“220kV山麻Ⅰ回線主一保護(hù)裝置異?！薄ⅰ?01開關(guān)機(jī)構(gòu)故障”信號(hào)，無法復(fù)歸。

分析與處理：當(dāng)線路保護(hù)出現(xiàn)異常，且保護(hù)裝置不能復(fù)歸時(shí)，應(yīng)視為線路保護(hù)不能正確動(dòng)作，一旦該條線路發(fā)生故障，就可能導(dǎo)致停電范圍擴(kuò)大、運(yùn)行設(shè)備損壞等事故。因此應(yīng)立即聯(lián)系調(diào)度將220kV山麻Ⅰ回線轉(zhuǎn)為冷備用狀態(tài)，退出主一保護(hù)，由檢修人員處理故障。運(yùn)行人員記錄故障發(fā)生的時(shí)間和所發(fā)光字信號(hào)，并復(fù)歸信號(hào)。由于此時(shí)201開關(guān)機(jī)構(gòu)故障導(dǎo)致不能進(jìn)行正常的分合，所以考慮通過倒母線的方法將故障開關(guān)隔離。聯(lián)系調(diào)度將220kV山麻Ⅰ回線所在的220kV#Ⅰ母線上所有線路倒至220kV#Ⅰ母線上運(yùn)行，并斷開#1母線PT二次側(cè)空氣開關(guān)，用母聯(lián)210開關(guān)斷開山麻Ⅰ回線負(fù)荷（之前應(yīng)聯(lián)系調(diào)度轉(zhuǎn)移其負(fù)荷），再解鎖拉開故障開關(guān)兩側(cè)刀閘將故障開關(guān)隔離，然后通知檢修人員前來處理。

擴(kuò)展分析：多重故障同時(shí)發(fā)生的可能性雖然不大，但作為運(yùn)行人員仍須做好準(zhǔn)備。像這一故障的發(fā)生與處理，也有一些需要注意的方面。（1）當(dāng)將220kV山麻Ⅰ回線轉(zhuǎn)為冷備用狀態(tài)時(shí)，按照有關(guān)規(guī)定，允許用刀閘斷開電容電流不大于5A的空載線路。但如若沒有征得調(diào)度的許可，即使電流顯示為0，也不可隨意用故障開關(guān)兩側(cè)刀閘進(jìn)行隔離。（2）按照仿真變電站的保護(hù)接線方法，當(dāng)進(jìn)行倒母線操作前，應(yīng)將所有開關(guān)的二次側(cè)電壓空氣開關(guān)切換至另一條母線上，完成這一步時(shí)需要注意先退出與電壓有關(guān)的常規(guī)保護(hù)，如距離保護(hù)、復(fù)合電壓閉鎖過流保護(hù)(復(fù)合電壓閉鎖元件)、方向元件等，切換完畢后再重新投入。若保護(hù)帶有電壓切換繼電器，則不用進(jìn)行上述操作，因電壓切換繼電器是根據(jù)一次側(cè)系統(tǒng)運(yùn)行方式的變更，由一次側(cè)刀閘來控制電壓切換繼電器從而完成二次回路對(duì)電壓采樣的切換，最終使二次回路運(yùn)行方式與一次系統(tǒng)保持一致。（3）在操作母線側(cè)刀閘前，要將母聯(lián)210開關(guān)直流操作電源停用，操作完后迅速恢復(fù)。在這里停用母聯(lián)開關(guān)直流操作電源目的是防止其它保護(hù)(如母差保護(hù))誤動(dòng)跳開了母聯(lián)開關(guān)，若兩條母線電壓不平衡時(shí)合刀閘產(chǎn)生大電流會(huì)形成弧光短路，發(fā)生事故。

2.1.2 事故現(xiàn)象。預(yù)告信號(hào)警鈴響，監(jiān)控機(jī)發(fā)“35kVⅠ母線接地”、“35kVⅡ母線接地”信號(hào)，35kV母線電壓表指示：Ua=0；Ub=Uc=35kV。

分析與處理：此時(shí)全站處于正常運(yùn)行接線方式下，由于35kV系統(tǒng)接線方式為中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式，當(dāng)出現(xiàn)線路單相接地時(shí)，故障相電壓降為0，非故障相電壓均升高3倍，變?yōu)榫€電壓數(shù)值。由于此時(shí)系統(tǒng)仍處于對(duì)稱運(yùn)行狀態(tài)下(如圖1：設(shè)A相接地，可理解為有一與A相電壓相等方向相反的電壓與之平衡，圖中的-A，它分別與B、C相電壓進(jìn)行相量相加，使相電壓數(shù)值升為線電壓值，如圖1中的B'、C'。)，加之35kV設(shè)備可承受線電壓的數(shù)值繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間，為保證對(duì)用戶的持續(xù)供電，所以開關(guān)設(shè)計(jì)并不跳閘。但由于設(shè)備的壽命與過負(fù)荷的大小、時(shí)間密切相關(guān)，所以在此情況下只可堅(jiān)持運(yùn)行2h，在此期間必須盡快查到接地故障點(diǎn)，并進(jìn)行相應(yīng)的消除工作。對(duì)于運(yùn)行人員，首先要記錄故障時(shí)間、接地相別、接地時(shí)母線三相電壓值，并復(fù)歸信號(hào)，向調(diào)度人員匯報(bào)，然后對(duì)35kV系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行巡視，檢查有無異?，F(xiàn)象，以確定接地點(diǎn)的位置。此時(shí)應(yīng)通過調(diào)度先拉開分段311開關(guān)確認(rèn)故障發(fā)生在Ⅰ段母線，再瞬間拉合該段母線上各間隔開關(guān)確定故障間隔。當(dāng)拉開312開關(guān)間隔時(shí)，檢查發(fā)現(xiàn)35kV母線電壓A、B、C三相均恢復(fù)正常值。匯報(bào)調(diào)度，根據(jù)調(diào)令將312開關(guān)間隔由運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)，再合上分段311開關(guān)，最后通知檢修人員處理。

圖1

擴(kuò)展分析：這種運(yùn)行故障是在惡劣天氣下常見的，也是極易處理的，但在處理過程中，卻有著不少值得注意的方面。（1）故障發(fā)生后，要對(duì)站內(nèi)設(shè)備認(rèn)真巡視檢查，防止人為誤判斷而延誤事故處理時(shí)間；（2）查找接地線路時(shí)，應(yīng)依照各間隔的重要性，逐次斷開檢查。檢查時(shí)應(yīng)依據(jù)調(diào)度命令，根據(jù)間隔長(zhǎng)短、復(fù)雜性等因素逐次斷開開關(guān)并快速恢復(fù)；（3）當(dāng)按停電計(jì)劃?rùn)z修變壓器時(shí)，35kV兩段母線負(fù)荷由另一臺(tái)未停電變壓器通過分段聯(lián)接提供，此時(shí)不可斷開分段311開關(guān)來檢查故障母線，否則將造成不應(yīng)有的停電，擴(kuò)大了事故。就這一點(diǎn)而言，強(qiáng)調(diào)當(dāng)班人員必須熟悉值班期間的電氣設(shè)備運(yùn)行接線方式是極為科學(xué)與重要的；（4）當(dāng)各間隔逐次拉合后，光字信號(hào)一直未消失，則此時(shí)應(yīng)考慮兩條以上間隔同名相同時(shí)有接地或在開關(guān)至母線之間有接地現(xiàn)象(后者經(jīng)對(duì)站內(nèi)設(shè)備的巡視檢查可以及時(shí)發(fā)現(xiàn))，當(dāng)然這種情況首先要排除主變35kV進(jìn)線側(cè)線路無故障，而且類似這種多條線路同名相接地的狀況并不多見；（5）有一點(diǎn)易被忽視，就是在查明故障點(diǎn)并進(jìn)行了相應(yīng)處理后，要合上分段開關(guān)，恢復(fù)正常運(yùn)行接線方式。

2.2 變電事故

現(xiàn)象：事故音響喇叭響，監(jiān)控機(jī)發(fā)“#1主變高壓側(cè)5011開關(guān)跳閘”、“#1主變中壓側(cè)211開關(guān)跳閘”、“#1主變低壓側(cè)301開關(guān)跳閘”信號(hào)，其綠燈閃光；“主變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作”、“保護(hù)跳閘總出口”光字牌亮。

處理與分析：主變差動(dòng)保護(hù)的范圍是主變?nèi)齻?cè)開關(guān)CT以內(nèi)的部分，事故發(fā)生后，運(yùn)行人員應(yīng)記錄故障時(shí)間，跳閘開關(guān)的名稱、編號(hào)，保護(hù)裝置動(dòng)作情況，復(fù)歸信號(hào)，然后檢查差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作范圍內(nèi)的設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)情況，發(fā)現(xiàn)#1號(hào)主變套管500kV側(cè)B、C兩相有明顯閃絡(luò)的痕跡。將所有收集與檢查的情況向調(diào)度人員匯報(bào)，根據(jù)調(diào)度人員的指令將#1號(hào)主變由熱備用狀態(tài)轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)。

擴(kuò)展分析：這一事故情況，現(xiàn)象明顯，判斷相對(duì)容易，但關(guān)鍵要注意主變的中性點(diǎn)接線方式。電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的工作方式是綜合考慮供電可靠性、系統(tǒng)絕緣水平、系統(tǒng)過電壓、繼電保護(hù)的要求、對(duì)通信線路的干擾以及系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的要求等因素確定的。而當(dāng)110kV及以上電壓等級(jí)電網(wǎng)采用中性點(diǎn)直接接地方式時(shí)，這種方式在發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)就構(gòu)成接地短路，出現(xiàn)零序電流和零序電壓，因此就可以根據(jù)有無零序分量來判斷是否發(fā)生接地短路。當(dāng)進(jìn)一步分析，中性點(diǎn)不接地變壓器在發(fā)生接地故障時(shí)，對(duì)分級(jí)絕緣變壓器將帶來危害。假設(shè)線路上發(fā)生單相接地短路，接地變壓器由于零序電流保護(hù)動(dòng)作而切除；不接地變壓器仍帶接地故障點(diǎn)運(yùn)行，將會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)的過電壓，若該變壓器為分級(jí)絕緣變壓器，則會(huì)因中性點(diǎn)絕緣的耐壓水平較低而使中性點(diǎn)絕緣在過電壓作用下?lián)p壞，這時(shí)要及時(shí)合上中性點(diǎn)接地刀閘已然來不及了（若有中性點(diǎn)接地刀閘），更何況發(fā)生接地故障時(shí)，是不允許操作刀閘的。所以，必須要設(shè)置中性點(diǎn)不接地零序電流和間隙零序電壓保護(hù)，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生接地故障時(shí)，第一時(shí)間感受故障參數(shù)，先切除中性點(diǎn)不接地變壓器，再根據(jù)故障點(diǎn)存在情況，決定是否斷開中性點(diǎn)接地變壓器。在對(duì)事故現(xiàn)象的判斷上，一旦發(fā)生因不接地零序電流和間隙零序電壓保護(hù)動(dòng)作切除變壓器的情況，則說明其故障點(diǎn)在線路上，清楚這一點(diǎn)，并向調(diào)度匯報(bào)，從而保證故障點(diǎn)的正確隔離。

2.3 其它事故

2.3.1 直流系統(tǒng)。在變電站的值班工作中，保證直流系統(tǒng)及蓄電池的正常運(yùn)行是至關(guān)重要的。直流系統(tǒng)運(yùn)行當(dāng)中發(fā)生一點(diǎn)接地時(shí)，仍能繼續(xù)運(yùn)行。但是這種接地故障必須及時(shí)發(fā)現(xiàn)，及時(shí)排除，否則當(dāng)發(fā)生另一點(diǎn)接地時(shí)，就有可能引起信號(hào)、控制、保護(hù)回路的不正確動(dòng)作。如果是直流正極發(fā)生一點(diǎn)接地，可能會(huì)因另一點(diǎn)接地造成跳閘線圈中流過電流而使斷路器誤跳閘；如果是直流負(fù)極發(fā)生一點(diǎn)接地，就可能會(huì)因另一點(diǎn)接地造成跳閘線圈被短接而引起斷路器拒跳閘。因此在運(yùn)行值班過程中要重視直流系統(tǒng)的運(yùn)行，加強(qiáng)在線監(jiān)測(cè),迅速查找并排除接地故障,杜絕因直流系統(tǒng)接地而引起的電力系統(tǒng)故障。直流系統(tǒng)發(fā)生接地后一般只允許連續(xù)運(yùn)行2h，以便查找清除故障點(diǎn)。查找故障點(diǎn)時(shí)應(yīng)注意：（1）對(duì)直流母線上不太重要的分路采用“瞬時(shí)停電法”查找。且查找時(shí)，應(yīng)征得調(diào)度同意。斷開電源的時(shí)間一般不應(yīng)超過3S；（2）對(duì)重要負(fù)荷采用“轉(zhuǎn)移負(fù)載法”查找；（3）對(duì)有兩段及以上的直流母線分網(wǎng)尋找；（4）觀察接地故障是否消失時(shí)，應(yīng)從信號(hào)、光子牌和絕緣監(jiān)察表計(jì)指示情況綜合判斷，以免誤判斷；（5）處理過程中要防止發(fā)展成兩點(diǎn)接地故障或造成短路，導(dǎo)致誤跳閘；（6）禁止使用燈泡查找直流接地故障；（7）查找故障必須由兩人及以上進(jìn)行。作好安全監(jiān)護(hù)，防止發(fā)生人身觸電；（8）為防止保護(hù)誤動(dòng)作，在瞬時(shí)斷開操作、保護(hù)電源前，應(yīng)停用可能誤動(dòng)的保護(hù)。電源恢復(fù)后投入保護(hù)；（9）若發(fā)生直流接地時(shí)，二次回路上正在進(jìn)行工作，此時(shí)應(yīng)暫停工作。檢查接地是否由工作引起。待查明原因后，再恢復(fù)工作。此外，也不允許直流母線電壓過高或過低運(yùn)行。因?yàn)楫?dāng)直流母線電壓過高會(huì)造成長(zhǎng)期帶電的電氣設(shè)備過熱損壞，繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置可能誤動(dòng)；若直流母線電壓過低就會(huì)造成斷路器保護(hù)動(dòng)作及自動(dòng)裝置動(dòng)作不可靠等現(xiàn)象。因此：①直流系統(tǒng)運(yùn)行中，若出現(xiàn)母線電壓過低信號(hào)時(shí)，值班人員就檢查并消除。檢查浮充電流是否正常，直流負(fù)荷是否突然增大，蓄電池運(yùn)行是否正常等。若屬直流負(fù)荷突然增大的需及時(shí)查明原因，迅速調(diào)整電壓切換開關(guān)，使母線電壓恢復(fù)正常值；②當(dāng)出現(xiàn)母線電壓過高信號(hào)時(shí)，就降低浮充電流，使母線電壓恢復(fù)正常。

2.3.2 其它事故防范措施。現(xiàn)在系統(tǒng)內(nèi)各類變電站已經(jīng)使用VQC(電壓無功綜合控制)裝置來提高變電站自動(dòng)控制水平，VQC裝置可以在電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大的情況下，及時(shí)調(diào)整變壓器分接頭檔位和投退高壓電容器、電抗器，從而有效地提高電壓質(zhì)量，減少電網(wǎng)電能損耗。但在日常的變電運(yùn)行當(dāng)中，也必須要注意幾個(gè)方面內(nèi)容，防止正常的運(yùn)行、操作引發(fā)事故。(1)在涉及VQC裝置采樣用PT停電檢修，其二次側(cè)必須要先并列，如遇有一段母線停電，其PT二次側(cè)根本不并列的情況(母線預(yù)試等)，必須要先退出VQC裝置上對(duì)應(yīng)變壓器的自動(dòng)調(diào)節(jié)分接頭功能；(2)一段母線PT如發(fā)生二次保險(xiǎn)熔斷或空氣開關(guān)跳閘時(shí)，應(yīng)立即將VQC裝置切換至手動(dòng)狀態(tài)，并且嚴(yán)禁將兩段母線PT二次并列或聯(lián)絡(luò)，防止確有短路故障造成正常PT二次也熔斷。

3 結(jié)束語

故障分析與事故處理可以說是變電運(yùn)行工作中的一項(xiàng)極為重要的技能，它是保證系統(tǒng)安全運(yùn)行，減少意外停電時(shí)間的關(guān)鍵。這項(xiàng)技能，不僅僅需要牢固的業(yè)務(wù)理論知識(shí)，更需要豐富的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)。理論知識(shí)要從書本上進(jìn)行學(xué)習(xí)；實(shí)際經(jīng)驗(yàn)要從每一次正常操作中摸索，從每一次事故處理中體會(huì)，從每一件安全事故通報(bào)中分析總結(jié)。

[1]《國(guó)家電力調(diào)度通信中心》

[2]《電力系統(tǒng)監(jiān)用技術(shù)》

[3]《防雷保護(hù)檢查及分析》