35kV變電站運(yùn)行中故障跳閘的分析與處理

陳春香

摘 要：在電力系統(tǒng)及設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中，各種故障時(shí)有發(fā)生，故障的表現(xiàn)也千變?nèi)f化，其中跳閘是直接切斷局部電網(wǎng)運(yùn)行，常見(jiàn)且直觀(guān)的主要故障表現(xiàn)，正確處理和及時(shí)排除故障，恢復(fù)正常供電，是電力系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)人員的基本職責(zé)和技能要求。研究者根據(jù)多年的變電站工作運(yùn)行實(shí)踐，從設(shè)備與系統(tǒng)配置的保護(hù)措施入手，分析總結(jié)了35kV變電站運(yùn)行中變壓器故障跳閘、母線(xiàn)故障跳閘、線(xiàn)路故障跳閘、越級(jí)故障跳閘等的故障現(xiàn)象、原因以及有效的處理方法措施，旨在與同行們探討分享變電運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞： 變電站運(yùn)行 故障跳閘 現(xiàn)象 分析處理

中圖分類(lèi)號(hào)：TM727 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）12（b）-0105-02

寧都縣境內(nèi)現(xiàn)有220kV變電站1座（橫田）、110kV變電站4座（寧都、赤水、溫坊、竹笮）、35kV變電站20座。其中220kV變電站由市直管；110kV變電站基本為市縣共管；35kV變電站劉坑（中心）、七里2座由縣直管，其他18座為站所合一，由縣負(fù)責(zé)維護(hù)，運(yùn)行管理則以鄉(xiāng)鎮(zhèn)供電所為主。

多年來(lái)，研究者主要在縣公司直管的劉坑中心變、七里變等幾座35kV變電站，以及赤水、溫坊等110kV變電站進(jìn)行值班、運(yùn)行、維護(hù)工作，電力設(shè)備和電力系統(tǒng)在運(yùn)行中各種故障時(shí)有發(fā)生，故障的表現(xiàn)現(xiàn)象也各不相同，而跳閘則是直接切斷局部電網(wǎng)運(yùn)行，最常見(jiàn)、直觀(guān)的故障表現(xiàn)之一，正確處理及時(shí)排除故障，恢復(fù)正常供電，是變電運(yùn)行值班人員的基本職責(zé)和技能水平要求。

通過(guò)在上述幾座35kV變電站的運(yùn)行管理工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)變電站運(yùn)行過(guò)程中常見(jiàn)的跳閘現(xiàn)象，以及產(chǎn)生原因、處理措施進(jìn)行了分析總結(jié)，期望探討不斷提高變電運(yùn)行效益的方法。

1 主要運(yùn)維變電站概況

1.1 劉坑中心變電站

劉坑中心變電站是寧都縣第一座35千伏變電站，1975年1月起投運(yùn)，2臺(tái)主變?nèi)萘繛?300 kVA，擔(dān)負(fù)著全縣的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及居民生活用電的供電任務(wù)。由于寧都區(qū)域經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，城鄉(xiāng)居民生活水平快速提高，用電量迅猛攀升，該站35 kV主變過(guò)載現(xiàn)象頻繁出現(xiàn)。

2008年5月對(duì)劉坑中心變電站進(jìn)行了增容改造，更換2臺(tái)主變?yōu)?0000 kVA，更換2臺(tái)主變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)，更換2臺(tái)主變低壓側(cè)開(kāi)關(guān)，更換2組主變低壓側(cè)隔離刀閘，更換6臺(tái)主變低壓側(cè)電流互感器，更換10 kV母線(xiàn)，增加2組10 kV避雷器，增加2套主變保護(hù)裝置。改造后，不僅徹底解決了負(fù)荷高峰時(shí)段供電“卡脖子”現(xiàn)象，保障了該縣城區(qū)居民生活和工業(yè)生產(chǎn)用電，而且有效改善了寧都縣的電網(wǎng)布局和結(jié)構(gòu)，對(duì)提高區(qū)域電網(wǎng)供電能力和水平發(fā)揮了重大作用。

1.2 七里變電站

七里變電站位于寧都縣城北部城鄉(xiāng)結(jié)合處的梅江鎮(zhèn)七里村，是進(jìn)一步改善該縣城鄉(xiāng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的重點(diǎn)工程，建設(shè)規(guī)模為6300 kVA變壓器2臺(tái)；35 kV線(xiàn)路近期2回、遠(yuǎn)期4回；10KV出線(xiàn)近期4回、遠(yuǎn)期12回。

該工程首期項(xiàng)目于2009年9月竣工并開(kāi)始投運(yùn)，現(xiàn)有35 kV主變一臺(tái)，容量為6300 kVA。35 kV主變采用單母接線(xiàn)方式運(yùn)行，進(jìn)線(xiàn)1回，出線(xiàn)2回；1路PT間隔，1路主變間隔；10 kV采用單母接線(xiàn)方式運(yùn)行，出線(xiàn)2回，1路電容補(bǔ)償間隔，1路主變間隔，2路備用間隔；目前最高負(fù)荷是4800 kW。該工程的投運(yùn)，極大地滿(mǎn)足了該縣電網(wǎng)供電可靠性和電力負(fù)荷增長(zhǎng)需求，對(duì)寧都縣電網(wǎng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性運(yùn)行起到了強(qiáng)有力的保障作用。

2 故障跳閘的分析與處理

2.1 變壓器配置的保護(hù)、跳閘的現(xiàn)象及處理

2.1.1 變壓器配置的主要保護(hù)措施

（1）瓦斯保護(hù)（也稱(chēng)氣體保護(hù)）：可反應(yīng)油箱內(nèi)的一切故障，為變壓器的主保護(hù)。（2）差動(dòng)保護(hù)：同為變壓器主保護(hù)，避免變壓器內(nèi)及套管引出線(xiàn)相間短路、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)側(cè)的單相接地短路等，同時(shí)對(duì)變壓器內(nèi)部繞組的匝間短路也有反應(yīng)。（3）過(guò)流保護(hù)：有過(guò)流、復(fù)合電壓閉鎖過(guò)流、負(fù)序過(guò)流多樣形式等，以防御變壓器的外部短路為主，是瓦斯保護(hù)、差動(dòng)保護(hù)的備用保護(hù)。（4）零序間隙電流電壓保護(hù)：反映變大電流時(shí)變壓器外部接地短路。（5）過(guò)負(fù)荷保護(hù)：反映變壓器對(duì)稱(chēng)過(guò)負(fù)荷。

2.1.2 變壓器故障引起的跳閘現(xiàn)象

（1）警鈴、喇叭響，變壓器各側(cè)斷路器位置紅燈滅、綠燈閃光，對(duì)應(yīng)電流、有、無(wú)功功率表指示均被歸零。（2）變壓器上保護(hù)屏幕對(duì)應(yīng)保護(hù)信號(hào)燈點(diǎn)亮、或者保護(hù)信號(hào)牌掉牌，微機(jī)上也會(huì)顯示詳細(xì)動(dòng)作報(bào)告。（3）主控制屏幕上亮顯相對(duì)應(yīng)的保護(hù)動(dòng)作名稱(chēng)，如“瓦斯保護(hù)動(dòng)作”、“差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作”、“冷控電源消失”、“掉牌未復(fù)歸”等的部分或全部。（4）備用電源自動(dòng)投入使用裝置正常，備用設(shè)備自動(dòng)投入運(yùn)行。

2.1.3 變壓器跳閘的處理

（1）氣體保護(hù)動(dòng)作的處理：①當(dāng)重瓦斯動(dòng)作保護(hù)時(shí)，變壓器的三側(cè)開(kāi)關(guān)均會(huì)跳閘，首先應(yīng)將儀表顯示數(shù)據(jù)、顯示信號(hào)、保護(hù)動(dòng)作的情況記錄在冊(cè)，再將跳閘的KK把手開(kāi)關(guān)復(fù)歸，其次將音響和保護(hù)的信號(hào)復(fù)歸，并當(dāng)即向調(diào)度進(jìn)行匯報(bào)。②檢查是否啟動(dòng)了站用備自投裝置，如果沒(méi)有自啟，采取人工啟用投入。③對(duì)保護(hù)動(dòng)作的情況應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)檢查，包括設(shè)備本體，對(duì)冷卻器的潛油泵中止其運(yùn)行，仔細(xì)檢查變壓器是否存在噴油、漏油、冒煙及著火等情況，檢查氣體繼電器氣體量是否正常。④將跳閘的三側(cè)開(kāi)關(guān)變壓器兩側(cè)隔離開(kāi)關(guān)拉開(kāi)。⑤有與故障變壓器并行運(yùn)行的，中性點(diǎn)和及相應(yīng)保護(hù)須按規(guī)定投入，保護(hù)正常運(yùn)行變壓器，同時(shí)加強(qiáng)值班，避免突然過(guò)負(fù)、大幅升溫等異常現(xiàn)象。⑥再次向調(diào)度匯報(bào)。⑦檢查氣體保護(hù)裝置是否為誤動(dòng)作，并取樣氣體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，以對(duì)故障分清性質(zhì)。對(duì)氣體繼電器深入查勘二次接線(xiàn)，確保正確無(wú)誤。⑧在沒(méi)有進(jìn)行測(cè)試確認(rèn)全面排除故障之前，不允許將變壓器隨意投入運(yùn)行。

（2）差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的處理：前①-⑤五點(diǎn)同上氣體保護(hù)動(dòng)作處理。⑥檢查差動(dòng)保護(hù)范圍內(nèi)出線(xiàn)套管、接頭和引線(xiàn)等是否正常。⑦對(duì)直流系統(tǒng)檢查是否存在接地情況。⑧在前面的檢驗(yàn)項(xiàng)目均正常時(shí)，則必須全面檢查差動(dòng)保護(hù)各回路，判斷是否為差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。⑨經(jīng)查如果是變壓器或出線(xiàn)套管、引線(xiàn)上的故障，則停電維修；經(jīng)查如果是設(shè)備（差保或二次回路）誤動(dòng)作，在對(duì)回路進(jìn)行檢查并處理完畢、經(jīng)測(cè)試合格后再送電。endprint

2.2 母線(xiàn)故障跳閘的現(xiàn)象、原因及處理

2.2.1 母線(xiàn)故障跳閘的現(xiàn)象

（1）警鈴喇叭開(kāi)始鳴響，母線(xiàn)上故障所連開(kāi)關(guān)跳閘，綠燈自動(dòng)點(diǎn)亮、紅燈則熄滅，所在回路電流、有、無(wú)功功率表均被歸零。（2）中控信號(hào)屏顯示相應(yīng)故障保護(hù)動(dòng)作的類(lèi)別名稱(chēng)光字，母線(xiàn)所連電壓表因故障回歸為0。（3）母線(xiàn)上保護(hù)屏幕上對(duì)應(yīng)保護(hù)動(dòng)作信號(hào)燈點(diǎn)亮。（4）進(jìn)行母線(xiàn)與所連設(shè)備、絕緣支撐、接頭等現(xiàn)場(chǎng)試測(cè)，出現(xiàn)短路、放電及拉弧等錯(cuò)誤現(xiàn)象。（5）當(dāng)沒(méi)有安裝母線(xiàn)保護(hù)的母線(xiàn)及低壓母線(xiàn)產(chǎn)生故障時(shí)，將會(huì)引起主變壓器電源側(cè)后備保護(hù)對(duì)連開(kāi)關(guān)自動(dòng)斷開(kāi)。

2.2.2 母線(xiàn)發(fā)生故障跳閘的原因

（1）由母線(xiàn)斷路器和絕緣子靠近母線(xiàn)側(cè)的套管絕緣體損壞或發(fā)生閃絡(luò)故障引起。（2）母線(xiàn)上所連電壓互感器發(fā)生故障。（3）母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)絕緣損壞或閃絡(luò)。（4）電流互感器間斷路器絕緣閃絡(luò)。（5）母線(xiàn)上的絕緣子、避雷器等裝置發(fā)生故障。（6）二次回路上發(fā)生故障。（7）對(duì)隔離開(kāi)關(guān)的操作失誤也會(huì)引起母線(xiàn)故障。

2.2.3 母線(xiàn)故障跳閘的處理

（1）將跳閘時(shí)間、跳閘開(kāi)關(guān)、屏示信號(hào)、保護(hù)動(dòng)作信號(hào)光字的情況逐一在冊(cè)登記，確認(rèn)后將跳閘的KK把手開(kāi)關(guān)復(fù)歸。（2）對(duì)儀表指示數(shù)據(jù)、保護(hù)動(dòng)作情況進(jìn)行檢查，并將保護(hù)信號(hào)掉牌復(fù)歸。（3）依經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)象，初步進(jìn)行故障起因研判，對(duì)跳閘故障母線(xiàn)上的所有設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)查驗(yàn)，如有放電、閃絡(luò)或其它故障，應(yīng)立即對(duì)故障點(diǎn)采取隔離措施。（4）將故障信息數(shù)據(jù)和現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)測(cè)情況向調(diào)度進(jìn)行匯報(bào)，根據(jù)調(diào)度指令，如果可以從母線(xiàn)上將故障隔離，操作將故障隔離后恢復(fù)其它無(wú)故障設(shè)備的正常供電。（5）經(jīng)查驗(yàn)在現(xiàn)場(chǎng)找不出明顯的故障部位時(shí)，再查驗(yàn)?zāi)妇€(xiàn)保護(hù)回路是否存在異常情況、直流系統(tǒng)是否有接地，對(duì)是否因保護(hù)誤動(dòng)作引起進(jìn)一步進(jìn)行研判，如果是保護(hù)回路的故障而引起，及時(shí)向調(diào)度作匯報(bào)，請(qǐng)有關(guān)上級(jí)部門(mén)來(lái)處理；如果上述檢查后仍然未能發(fā)現(xiàn)故障所在或原因，則按調(diào)度指令安排后續(xù)處理。（6）當(dāng)變電站為雙母線(xiàn)，其母聯(lián)斷路器或者母線(xiàn)上的電流互感器發(fā)生故障時(shí)，兩條母線(xiàn)有可能同時(shí)跳閘，變電值班運(yùn)行人員應(yīng)立即向調(diào)度作匯報(bào)，并迅速查找可能的故障點(diǎn)，隔離故障，按調(diào)度指令保障設(shè)備安全、盡快恢復(fù)供電正常。

2.3 線(xiàn)路故障跳閘的現(xiàn)象及處理

2.3.1 線(xiàn)路故障跳閘的現(xiàn)象

（1）警報(bào)、跳閘開(kāi)關(guān)紅綠燈指示、回路上電流功率表指示等現(xiàn)象反應(yīng)與前述主變跳閘、母線(xiàn)跳閘相同。（2）“故障錄波器動(dòng)作”、“掉牌未復(fù)歸”等控制屏光字牌顯示；“重合閘動(dòng)作”、“保護(hù)動(dòng)作”、“收發(fā)訊機(jī)動(dòng)作”等光字牌在中央信號(hào)屏亮示。（3）保護(hù)屏上的故障線(xiàn)路保護(hù)信號(hào)燈亮、重合閘動(dòng)作信號(hào)燈亮，或繼電器保護(hù)動(dòng)作掉牌，故障報(bào)告，保護(hù)動(dòng)作情況與故障相別動(dòng)作情況均在微機(jī)保護(hù)上指示。（4）對(duì)跳閘的開(kāi)關(guān)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查，其三相均位于分閘處。

2.3.2 線(xiàn)路故障跳閘的處理

（1）記錄故障時(shí)間，復(fù)歸音響，檢查屏示信號(hào)、保護(hù)動(dòng)作信號(hào)光字、指示表計(jì)的情況并逐一記錄，確認(rèn)后將信號(hào)復(fù)歸。（2）根據(jù)檢查發(fā)現(xiàn)的癥侯現(xiàn)象進(jìn)行研判，將相關(guān)情況向調(diào)度報(bào)告。（3）對(duì)開(kāi)關(guān)的當(dāng)前位置及動(dòng)作開(kāi)關(guān)的電流互感器靠近線(xiàn)路一側(cè)的一次設(shè)備是否短路、是否接地等進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查，看跳閘故障開(kāi)關(guān)油品的顏色有沒(méi)有變黑、有沒(méi)有噴油痕跡；如果是液壓操控的開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)，對(duì)各部分液壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查，液壓壓力讀數(shù)值是否處于標(biāo)值范圍；如果是彈簧操控的開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)，則檢查壓力是否處于標(biāo)值范圍、是否有漏氣現(xiàn)象。（4）分析檢查保護(hù)動(dòng)作的情況，對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行一次重合試驗(yàn)，故障依然；再進(jìn)行二次重合確定為永久性短路故障。（5）將上述分析檢查情況向調(diào)度中心報(bào)告，依令行事。（6）在值班運(yùn)行記錄、開(kāi)關(guān)事故跳閘記錄中準(zhǔn)確記錄前述各項(xiàng)故障現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)象情況、檢查試驗(yàn)操作及結(jié)果等事項(xiàng)。

2.4 越級(jí)跳閘的原因、現(xiàn)象及處理

2.4.1 越級(jí)跳閘主要后果

由于一次設(shè)備發(fā)生短路或其它各種故障時(shí)，由于斷路器不能正常動(dòng)作、保護(hù)也未能正常動(dòng)作，或者是因保護(hù)設(shè)置的限值不準(zhǔn)確匹配，于是本級(jí)開(kāi)關(guān)不能動(dòng)作，從而引起上級(jí)開(kāi)關(guān)跳閘，造成故障的影響擴(kuò)大（停電范圍擴(kuò)大）。

2.4.2 越級(jí)跳閘主要原因

（1）因保護(hù)出口開(kāi)關(guān)拒跳：主要有開(kāi)關(guān)機(jī)械受損、電氣回路故障、分閘燒損線(xiàn)圈、開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)不通、直流兩點(diǎn)接地及液壓機(jī)構(gòu)壓力閉鎖等原因均會(huì)引起開(kāi)關(guān)拒跳。（2）因保護(hù)拒動(dòng)：主要有直流回路故障、交流電壓回路故障與保護(hù)裝置內(nèi)部故障等。 （3）保護(hù)設(shè)置的限值不準(zhǔn)確匹配：主要有上級(jí)設(shè)置保護(hù)整定時(shí)間或整定值小于本級(jí)保護(hù)等。（4）其他還有保護(hù)電源熔斷器熔斷，開(kāi)關(guān)控制熔斷器熔斷。

2.4.3 越級(jí)跳閘主要現(xiàn)象

與前面各項(xiàng)故障跳閘表現(xiàn)基本類(lèi)似，只是跳閘現(xiàn)象反映的并非是跳閘的本級(jí)故障所引起，而是其下一級(jí)原因所致。

2.4.4 越級(jí)跳閘的處理

（1）線(xiàn)路故障越級(jí)跳閘處理：①?gòu)?fù)歸音響，查看光字信號(hào)、表計(jì)、開(kāi)關(guān)指示燈、保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，并作記錄。②分析研判開(kāi)關(guān)拒動(dòng)的原因，對(duì)拒絕跳閘的開(kāi)關(guān)油品顏色、油位油壓有無(wú)異樣，開(kāi)關(guān)裝置外表有無(wú)噴油痕跡，拒跳開(kāi)關(guān)到線(xiàn)路出口的各件設(shè)備是否存在缺陷故障等進(jìn)行重點(diǎn)檢查。③把拒動(dòng)開(kāi)關(guān)兩側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)拉開(kāi)。④向調(diào)度報(bào)告，依照調(diào)度指令對(duì)跳閘母線(xiàn)和其它非故障線(xiàn)路進(jìn)行送電操作。⑤對(duì)直流熔斷器、直流母線(xiàn)電壓、端子等故障線(xiàn)路上的控制回路（或控制點(diǎn)）依次進(jìn)行全面排查，把越級(jí)跳閘的本級(jí)故障位置和原因挖出，如果能查到故障設(shè)備和原因，立即排除并恢復(fù)送電；如不能排除，匯報(bào)專(zhuān)業(yè)人員檢查處理。

（2）主變與母線(xiàn)故障越跳處理：①、②同前。③如果有保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，應(yīng)依保護(hù)動(dòng)作情況判斷故障母線(xiàn)（或故障變壓器）所在位置，且需仔細(xì)檢查該母線(xiàn)（或變壓器）的一次設(shè)備情況；如果沒(méi)有保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，則需檢查站內(nèi)所有母線(xiàn)（或變壓器），找到可能的故障范圍及原因。并斷開(kāi)失壓母線(xiàn)上的全部開(kāi)關(guān)，拉開(kāi)故障母線(xiàn)開(kāi)關(guān)（或主變?nèi)齻?cè)開(kāi)關(guān)）和隔離開(kāi)關(guān)，再向調(diào)度報(bào)告排查檢驗(yàn)工作情況。④依照調(diào)度指令恢復(fù)無(wú)故障設(shè)備運(yùn)行，再把故障母線(xiàn)（或變壓器）所帶負(fù)荷全部轉(zhuǎn)移到正常設(shè)備上供電，待專(zhuān)業(yè)人員檢修。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著科技的發(fā)展，電力變配電系統(tǒng)不斷改造更新，設(shè)備的先進(jìn)性、自動(dòng)化程度都不斷提高，對(duì)運(yùn)行人員的綜合素質(zhì)、專(zhuān)業(yè)水平要求也不斷提高。這就需要我們不斷學(xué)習(xí)總結(jié)、培訓(xùn)提高，以達(dá)到在發(fā)生事故時(shí)，能迅速準(zhǔn)確查明情況，按照有關(guān)規(guī)程規(guī)范正確處理，能迅速控制事故發(fā)展，消除事故根源，排除事故隱患，在確保安全的前提下，盡快恢復(fù)設(shè)備及系統(tǒng)的正常運(yùn)行，保障用電客戶(hù)利益和電網(wǎng)企業(yè)自身效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉火玲，賴(lài)延健.淺談數(shù)字化變電站的運(yùn)行維護(hù)[J].江西電力，2009，33（5）：16-18.

[2] 劉永軍，史萬(wàn)才.35kV綜合自動(dòng)化變電站投運(yùn)前的培訓(xùn)與管理[J].科技資訊，2012（8）：106.

[3] 盧君昌.簡(jiǎn)析35kV變電站跳閘事故[J].廣東水利水電，2009（12）：50-51.

[4] 趙永慶，周興友.如何提高變電站運(yùn)行值班人員事故處理的能力[J].電力安全技術(shù)，2006（5）：52.endprint