張 鵬

(西山煤電電力公司，山西 太原 030053)

0 引 言

高壓線路經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)空氣斷路器跳閘現(xiàn)象，這個(gè)問題一旦出現(xiàn)，會(huì)給供電線路造成很大困擾，必須及時(shí)分析跳閘原因，并根據(jù)具體情況進(jìn)行修復(fù)。在事故確定中，需要通過觀察去判斷跳閘故障的情況。首先通過觀察斷路器的回路中無功表、有功表、電流表的工作狀態(tài)，確定該斷路器是否發(fā)生了跳閘故障。然后要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)特征進(jìn)行觀察分析看是否存在誤跳閘，從兩個(gè)方面進(jìn)行判斷：①?gòu)谋O(jiān)測(cè)系統(tǒng)中調(diào)取數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)確定跳閘故障發(fā)生之前如果信號(hào)指示和測(cè)量值均正常，則可判斷為供電線路中無過載和短路事件發(fā)生；②觀察復(fù)位按鈕的狀態(tài)，是否已經(jīng)彈出，觀察滅弧罩若無拉弧痕跡則表示供電線路中不存在長(zhǎng)時(shí)間過載問題和明顯的短路故障[1]。滿足以上條件則判定為誤跳閘，否則為線路故障引起的跳閘。

筆者針對(duì)事故，通過對(duì)斷路器本身機(jī)械故障或電氣元件故障導(dǎo)致的跳閘原因進(jìn)行分析，提出對(duì)應(yīng)的解決方法和防范措施，對(duì)提升高壓供電線路的穩(wěn)定性具有一定意義。

1 跳閘原因分析

變電站1號(hào)線失電，所用變交流故障報(bào)警，直流屏l號(hào)交流失電。這時(shí)，110 kV線路重合閘成功。20 min后l號(hào)線再次失電，110 kV線路再次重合閘成功。10 min后再次失電，110 kV供電線路未再進(jìn)行重合閘，致使該變電站室內(nèi)無照明電。變電站值班人員與供電公司當(dāng)班調(diào)度取得聯(lián)系，說明了該變電站1號(hào)線所用變交流故障報(bào)警的情況。技術(shù)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后分析，當(dāng)高壓供電線路系統(tǒng)中本地側(cè)保護(hù)開關(guān)處于熱備狀態(tài)，對(duì)側(cè)變電站通過高壓供電線路為大功率設(shè)備供電時(shí)，同時(shí)對(duì)側(cè)變電站對(duì)自身的TYD進(jìn)行檢測(cè)，此時(shí)對(duì)TYD二次電壓和保護(hù)線路中二次電壓進(jìn)行采樣，處于正常狀態(tài)。若本地側(cè)線路正常無電壓波動(dòng)，跳閘產(chǎn)生的諧波來自大功率用電設(shè)備，并且諧波產(chǎn)生通過一下四種途徑。

(1)當(dāng)隔離變壓器存在勵(lì)磁性較差的問題，同時(shí)線路的輸入電壓低于變壓器額定值時(shí)，變壓器鐵芯出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，導(dǎo)致低頻諧波的產(chǎn)生[2]。

(2)TYD的二次供電回路中有難以檢測(cè)到的干擾和寄生存在，導(dǎo)致有害諧波的產(chǎn)生。

(3)如果中壓電容器低壓端接地阻值過高，產(chǎn)生電容器低壓電位漂移，這會(huì)使二次供電線路產(chǎn)生有害諧波。

(4)TYD內(nèi)部安裝有電感、電容等磁感元件。在發(fā)生過電壓的情況下TYD在運(yùn)行過程中易產(chǎn)生飽和現(xiàn)象。若阻尼電阻配置不正確，可以產(chǎn)生持續(xù)共振。最高諧振頻率會(huì)高達(dá)額頻率的1/5、1/3、1/2，其中1/3次諧波諧振將會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響。

2 原因確定

若在TYD二次回路不存在接線故障的情況下，將TYD二次線N600、A609抽出放置在接線盒，檢測(cè)接線盒到隔離變壓器之間的運(yùn)行參數(shù)，測(cè)量結(jié)果為不存在有害諧波，因此可以確定二次回路中不會(huì)存在有害諧波。然后對(duì)隔離變壓器的勵(lì)磁特性進(jìn)行檢測(cè)，首先測(cè)量線路電壓未超出額定電壓值，鐵芯也處于未飽和狀態(tài)，其伏安特性也完全在規(guī)定的范圍之內(nèi)[3]。經(jīng)繼續(xù)分析，斷路器跳閘有如下幾種原因。

2.1 供電線路產(chǎn)生電壓閃變

電壓閃變會(huì)導(dǎo)致110 kV架空線路的多種常見故障產(chǎn)生。主要是由惡劣的天氣所造成，強(qiáng)風(fēng)和暴雨會(huì)使未檢測(cè)出來的故障位置產(chǎn)生短路或瞬間放電，或這在風(fēng)力的作用下導(dǎo)致某段高壓線路松懈，這種情況下造成的短路和放電都會(huì)導(dǎo)致某段線路電壓突然降低。再次合閘之后，經(jīng)數(shù)據(jù)提取發(fā)現(xiàn)，是由電壓變化幅度過大超出了電路繼電保護(hù)動(dòng)作整定值所造成。并且降壓的時(shí)間過程與系統(tǒng)記錄的失電頻率時(shí)間段相對(duì)應(yīng)。這與野蠻施工有關(guān)，施工中某些不關(guān)鍵位置沒有按照規(guī)定的流程執(zhí)行，導(dǎo)致線路中存在難以檢測(cè)的故障點(diǎn)，惡劣天氣下被激發(fā)使線路出現(xiàn)降壓，并導(dǎo)致繼電保護(hù)開關(guān)跳閘[4]。

2.2 供電線路出現(xiàn)暫態(tài)過電壓現(xiàn)象

高壓供電線路運(yùn)行中出現(xiàn)暫態(tài)過電壓，是一種突發(fā)現(xiàn)象。有兩種存在形式：①線路受到雷擊而造成過電壓，所以叫作雷電過電壓；②操作失誤導(dǎo)致的線路過電壓，稱作操作過電壓。由相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范所知，輸電電壓35 kV及以上的供電線路進(jìn)線端1～2 km之內(nèi)或整段都需要安裝避雷器。若施工過程中所安裝的避雷器在設(shè)計(jì)、安裝和驗(yàn)收沒有問題的情況下，不會(huì)出現(xiàn)雷電過電壓。但經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間使用后。避雷器經(jīng)過長(zhǎng)期多次雷擊，并未能對(duì)其進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，這種情況下，在雷暴天氣中就容易產(chǎn)生暫態(tài)過電壓，導(dǎo)致繼電保護(hù)開關(guān)跳閘。

2.3 供電線路出現(xiàn)沖擊過電壓現(xiàn)象

用戶在沒有經(jīng)過電力部門審查許可的條件下擅自在供電線路中增設(shè)大型電力設(shè)備，這是造成沖擊電壓的主要原因。這種情況下，設(shè)備的功率消耗大于所布置的供電線路承受能力，造成了供電電壓的大幅波動(dòng)，加大了線路的功率損耗[5]，使供電線路超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)線路的正常使用造成極大影響。沖擊過壓的出現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致線路間二次保護(hù)配合不達(dá)標(biāo)，形成超控跳閘。

3 防范線路跳閘事故的方法

3.1 電壓波動(dòng)智能識(shí)別技術(shù)

使用自動(dòng)化系統(tǒng)對(duì)長(zhǎng)時(shí)間欠壓和短路引起的瞬間電壓波動(dòng)進(jìn)行有效識(shí)別，使用智能系統(tǒng)進(jìn)行電壓波動(dòng)保護(hù)，對(duì)能造成跳閘的波動(dòng)進(jìn)行躲避，以防欠壓造成斷路器跳閘引起供電線路斷電。使用電壓波動(dòng)智能識(shí)別技術(shù)用來識(shí)別短路線路欠壓、大功率電機(jī)啟動(dòng)、供電網(wǎng)絡(luò)故障欠壓導(dǎo)致的斷路器跳閘問題，提升供電線路的運(yùn)行可靠性。

礦井內(nèi)空間狹小，供電設(shè)備和線路工作環(huán)境差，當(dāng)保護(hù)開關(guān)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)可能出現(xiàn)拒動(dòng)現(xiàn)象，導(dǎo)致保護(hù)線路越級(jí)跳閘，這給故障的分析和排除增加了難度。使用智能識(shí)別技術(shù)可以通過電壓波走向進(jìn)行拒動(dòng)定位，自動(dòng)識(shí)別故障位置。在斷路器跳閘出現(xiàn)時(shí)，智能識(shí)別系統(tǒng)迅速分析故障，將故障點(diǎn)及其相關(guān)元件進(jìn)行切斷，盡可能的減小故障影響范圍。智能識(shí)別系統(tǒng)可以快速定位拒動(dòng)保護(hù)開關(guān)，馬上啟動(dòng)該控制開關(guān)的上級(jí)保護(hù)，并將其及時(shí)斷開，既保證了故障狀態(tài)下開關(guān)跳閘的可靠性，又防止停電范圍進(jìn)一步擴(kuò)大，后備保護(hù)更加可靠。智能識(shí)別系統(tǒng)拒動(dòng)保護(hù)如圖1所示。

圖1 智能識(shí)別系統(tǒng)拒動(dòng)保護(hù)

3.2 定期維護(hù)蓄電池

在變電站中，蓄電池的作用是為直流系統(tǒng)中提供能源，是供電線路二次系統(tǒng)的心臟，定期維護(hù)蓄電池對(duì)二次系統(tǒng)的正常運(yùn)行具有非常重要的作用。若蓄電池長(zhǎng)期使用而缺少維護(hù)，就會(huì)導(dǎo)致蓄電池能量供應(yīng)不足，就會(huì)使高壓供電線路產(chǎn)生連續(xù)保護(hù)。系統(tǒng)內(nèi)阻增大，使線路電壓產(chǎn)生異常波動(dòng)，導(dǎo)致線路繼電保護(hù)開關(guān)不能正常運(yùn)行。所以，必須對(duì)蓄電池定期進(jìn)行檢測(cè)和維護(hù)，確保其能夠不斷的為系統(tǒng)提供直流電源。

3.3 調(diào)控竣工電路

每一項(xiàng)高壓系統(tǒng)竣工后，都應(yīng)嚴(yán)格認(rèn)真的進(jìn)行驗(yàn)收。主要驗(yàn)收人員可以對(duì)照各種設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)使用具有針對(duì)性的驗(yàn)收文件，待驗(yàn)收合格后，才可通電運(yùn)行。在剛竣工的變電所試運(yùn)行時(shí)期，必須對(duì)相關(guān)設(shè)備仔細(xì)調(diào)試，并根據(jù)調(diào)試數(shù)據(jù)繪制變化曲線。若調(diào)試中出現(xiàn)問題，要聯(lián)系設(shè)計(jì)人員采取一定的措施，消除隱患。

3.4 加強(qiáng)監(jiān)管力度

相關(guān)部門要對(duì)變電站的供電工作合理監(jiān)管，設(shè)置一定數(shù)量的聯(lián)絡(luò)點(diǎn)。監(jiān)管不到位就有可能造成技術(shù)操作缺陷，操作人員將無法科學(xué)管理電力設(shè)備。同時(shí)要不斷完善各類基礎(chǔ)設(shè)備的操作說明和操作規(guī)程，保證線路的正常運(yùn)行和安全，不能出現(xiàn)任何的安全隱患。

4 結(jié) 語

對(duì)高壓供電線路中電壓波動(dòng)引起的繼電保護(hù)跳閘問題進(jìn)行了分析，電壓閃變、暫態(tài)過電壓以及下游客戶違反協(xié)議，擅自使用大功率設(shè)備是該事故出現(xiàn)的主要原因。通過對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行總結(jié)分析，提出在高壓線路中使用電壓波動(dòng)智能識(shí)別技術(shù)、定期維護(hù)蓄電池、調(diào)控竣工電力、加強(qiáng)管理力度等有效措施。通過相應(yīng)措施的應(yīng)用，使高壓供電線路跳閘故障減少，提升供電服務(wù)質(zhì)量的目的，對(duì)提升高壓供電線路的穩(wěn)定性具有一定意義。