110kV线路电压波动引起供电线路跳闸的原因分析*

张 鹏

(西山煤电电力公司，山西 太原 030053)

0 引 言

高压线路经常会出现空气断路器跳闸现象，这个问题一旦出现，会给供电线路造成很大困扰，必须及时分析跳闸原因，并根据具体情况进行修复。在事故确定中，需要通过观察去判断跳闸故障的情况。首先通过观察断路器的回路中无功表、有功表、电流表的工作状态，确定该断路器是否发生了跳闸故障。然后要根据现场状态特征进行观察分析看是否存在误跳闸，从两个方面进行判断：①从监测系统中调取数据，通过数据确定跳闸故障发生之前如果信号指示和测量值均正常，则可判断为供电线路中无过载和短路事件发生；②观察复位按钮的状态，是否已经弹出，观察灭弧罩若无拉弧痕迹则表示供电线路中不存在长时间过载问题和明显的短路故障[1]。满足以上条件则判定为误跳闸，否则为线路故障引起的跳闸。

笔者针对事故，通过对断路器本身机械故障或电气元件故障导致的跳闸原因进行分析，提出对应的解决方法和防范措施，对提升高压供电线路的稳定性具有一定意义。

1 跳闸原因分析

变电站1号线失电，所用变交流故障报警，直流屏l号交流失电。这时，110 kV线路重合闸成功。20 min后l号线再次失电，110 kV线路再次重合闸成功。10 min后再次失电，110 kV供电线路未再进行重合闸，致使该变电站室内无照明电。变电站值班人员与供电公司当班调度取得联系，说明了该变电站1号线所用变交流故障报警的情况。技术人员到达现场后分析，当高压供电线路系统中本地侧保护开关处于热备状态，对侧变电站通过高压供电线路为大功率设备供电时，同时对侧变电站对自身的TYD进行检测，此时对TYD二次电压和保护线路中二次电压进行采样，处于正常状态。若本地侧线路正常无电压波动，跳闸产生的谐波来自大功率用电设备，并且谐波产生通过一下四种途径。

(1)当隔离变压器存在励磁性较差的问题，同时线路的输入电压低于变压器额定值时，变压器铁芯出现饱和现象，导致低频谐波的产生[2]。

(2)TYD的二次供电回路中有难以检测到的干扰和寄生存在，导致有害谐波的产生。

(3)如果中压电容器低压端接地阻值过高，产生电容器低压电位漂移，这会使二次供电线路产生有害谐波。

(4)TYD内部安装有电感、电容等磁感元件。在发生过电压的情况下TYD在运行过程中易产生饱和现象。若阻尼电阻配置不正确，可以产生持续共振。最高谐振频率会高达额频率的1/5、1/3、1/2，其中1/3次谐波谐振将会对系统产生较大影响。

2 原因确定

若在TYD二次回路不存在接线故障的情况下，将TYD二次线N600、A609抽出放置在接线盒，检测接线盒到隔离变压器之间的运行参数，测量结果为不存在有害谐波，因此可以确定二次回路中不会存在有害谐波。然后对隔离变压器的励磁特性进行检测，首先测量线路电压未超出额定电压值，铁芯也处于未饱和状态，其伏安特性也完全在规定的范围之内[3]。经继续分析，断路器跳闸有如下几种原因。

2.1 供电线路产生电压闪变

电压闪变会导致110 kV架空线路的多种常见故障产生。主要是由恶劣的天气所造成，强风和暴雨会使未检测出来的故障位置产生短路或瞬间放电，或这在风力的作用下导致某段高压线路松懈，这种情况下造成的短路和放电都会导致某段线路电压突然降低。再次合闸之后，经数据提取发现，是由电压变化幅度过大超出了电路继电保护动作整定值所造成。并且降压的时间过程与系统记录的失电频率时间段相对应。这与野蛮施工有关，施工中某些不关键位置没有按照规定的流程执行，导致线路中存在难以检测的故障点，恶劣天气下被激发使线路出现降压，并导致继电保护开关跳闸[4]。

2.2 供电线路出现暂态过电压现象

高压供电线路运行中出现暂态过电压，是一种突发现象。有两种存在形式：①线路受到雷击而造成过电压，所以叫作雷电过电压；②操作失误导致的线路过电压，称作操作过电压。由相关设计规范所知，输电电压35 kV及以上的供电线路进线端1～2 km之内或整段都需要安装避雷器。若施工过程中所安装的避雷器在设计、安装和验收没有问题的情况下，不会出现雷电过电压。但经过长时间使用后。避雷器经过长期多次雷击，并未能对其进行预防性试验，这种情况下，在雷暴天气中就容易产生暂态过电压，导致继电保护开关跳闸。

2.3 供电线路出现冲击过电压现象

用户在没有经过电力部门审查许可的条件下擅自在供电线路中增设大型电力设备，这是造成冲击电压的主要原因。这种情况下，设备的功率消耗大于所布置的供电线路承受能力，造成了供电电压的大幅波动，加大了线路的功率损耗[5]，使供电线路超负荷运转，对线路的正常使用造成极大影响。冲击过压的出现会导致线路间二次保护配合不达标，形成超控跳闸。

3 防范线路跳闸事故的方法

3.1 电压波动智能识别技术

使用自动化系统对长时间欠压和短路引起的瞬间电压波动进行有效识别，使用智能系统进行电压波动保护，对能造成跳闸的波动进行躲避，以防欠压造成断路器跳闸引起供电线路断电。使用电压波动智能识别技术用来识别短路线路欠压、大功率电机启动、供电网络故障欠压导致的断路器跳闸问题，提升供电线路的运行可靠性。

矿井内空间狭小，供电设备和线路工作环境差，当保护开关设备出现故障时可能出现拒动现象，导致保护线路越级跳闸，这给故障的分析和排除增加了难度。使用智能识别技术可以通过电压波走向进行拒动定位，自动识别故障位置。在断路器跳闸出现时，智能识别系统迅速分析故障，将故障点及其相关元件进行切断，尽可能的减小故障影响范围。智能识别系统可以快速定位拒动保护开关，马上启动该控制开关的上级保护，并将其及时断开，既保证了故障状态下开关跳闸的可靠性，又防止停电范围进一步扩大，后备保护更加可靠。智能识别系统拒动保护如图1所示。

图1 智能识别系统拒动保护

3.2 定期维护蓄电池

在变电站中，蓄电池的作用是为直流系统中提供能源，是供电线路二次系统的心脏，定期维护蓄电池对二次系统的正常运行具有非常重要的作用。若蓄电池长期使用而缺少维护，就会导致蓄电池能量供应不足，就会使高压供电线路产生连续保护。系统内阻增大，使线路电压产生异常波动，导致线路继电保护开关不能正常运行。所以，必须对蓄电池定期进行检测和维护，确保其能够不断的为系统提供直流电源。

3.3 调控竣工电路

每一项高压系统竣工后，都应严格认真的进行验收。主要验收人员可以对照各种设备标准使用具有针对性的验收文件，待验收合格后，才可通电运行。在刚竣工的变电所试运行时期，必须对相关设备仔细调试，并根据调试数据绘制变化曲线。若调试中出现问题，要联系设计人员采取一定的措施，消除隐患。

3.4 加强监管力度

相关部门要对变电站的供电工作合理监管，设置一定数量的联络点。监管不到位就有可能造成技术操作缺陷，操作人员将无法科学管理电力设备。同时要不断完善各类基础设备的操作说明和操作规程，保证线路的正常运行和安全，不能出现任何的安全隐患。

4 结 语

对高压供电线路中电压波动引起的继电保护跳闸问题进行了分析，电压闪变、暂态过电压以及下游客户违反协议，擅自使用大功率设备是该事故出现的主要原因。通过对实际情况进行总结分析，提出在高压线路中使用电压波动智能识别技术、定期维护蓄电池、调控竣工电力、加强管理力度等有效措施。通过相应措施的应用，使高压供电线路跳闸故障减少，提升供电服务质量的目的，对提升高压供电线路的稳定性具有一定意义。