500kV SYⅡ線過電壓現象及分析

羅行簡（國網河南省電力公司檢修公司，河南 三門峽　472000）

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500kV SYⅡ線過電壓現象及分析

羅行簡
（國網河南省電力公司檢修公司，河南 三門峽472000）

摘要SYⅠ、Ⅱ線屬同桿雙回線，SYⅡ線在S站配置有一組容量為120兆乏的并聯電抗器、中性點經小電抗器接地。因線路改變，系統參數發生變化，在充電過程中引起諧振過電壓，SYⅡ線并聯電抗器退出運行。通過此現象的分析為運行維護積累了寶貴的經驗。

關鍵詞：同桿雙回線；并聯電抗器；諧振過電壓；傳遞過電壓；運行維護

SYⅠ、Ⅱ線運行一直平穩。但在SYⅠ、Ⅱ線線路走徑發生變化后，卻發現在調試過程中，合SYⅠ線A相時，SYⅡ線中性點電抗器避雷器發生擊穿（見圖1）。SYⅡ線高抗退出后，SYⅠ、Ⅱ線送電正常。但在更換SYⅡ線中性點電抗器避雷器后的送電過程中又發生了諧振過電壓、傳遞過電壓。

圖1　SYⅡ線中性點電抗器避雷器過壓

1　情況描述

1.1SYⅡ線操作前兩變電站500kV系統運行方式

S站：5011、5012、5013、2#主變高壓側、XSⅠ回線運行于500kV第一串，5021、XSⅡ回線運行于500kV第二串，5031、5032、5033、SYⅠ線、1#主變高壓側運行于500kV第三串，5042、5043、SJⅡ回線運行于500kV第四串，5061、5062、LSⅠ回線運行于500kV第六串，500kVⅠ、Ⅱ母運行。SYⅡ線、SYⅡ線高壓電抗器在檢修狀態。

Y站：一次設備：5012、5013、5021、5022、5023、5033運行；500kV SYⅠ線、SM線、YJ線運行；500kV Ⅰ、Ⅱ母線運行；5031、5032、5041在冷備用狀態。

1.2事件經過

S站：網調下令：500kVSYⅡ線高抗由檢修轉運行，12∶08，操作人員在拉開502367接地刀閘時，發現三相地刀半空中有較大扯弧，C相扯弧最大。A、C相拉開，B相拉開至一半后停止，隨后操作人員現場手動將502367B相手搖至拉開位置，發現502367B相電機燒壞，此時聽見SYⅡ線高抗中性點小電抗附近聲音異常，聽到較大的持續的電流轟鳴聲。將以上異常情況匯報網調。隨后檢查后臺監控發現，SYⅡ線A相電壓為250kV，B相電壓為156kV，C相電壓為489kV。SYⅡ線光纖差動保護PCS931GMM異常；第一套遠跳保護PCS925G動作，第二套遠跳保護SSR530跳閘，高抗電量保護跳閘，高抗電量保護裝置閉鎖，高抗保護過負荷報警；高抗ZK壓力釋放；高抗ZK油溫高；穩控裝置報PT異常，匯報網調。向網調保護處匯報，要求采取措施盡快恢復穩控裝置正常；值班員向網調匯報，請求斷開穩控裝置SYⅡ線保護電壓空氣開關；空開斷開后，穩控裝置仍報LS線通信異常，恢復不掉。12∶13后臺報：SYⅡ線高抗保護RCS917中性點過流Ⅰ段、過流Ⅱ段動作。12∶23后臺報：500kV穩控裝置Ⅰ屏、Ⅱ屏裝置異常動作。12∶23后臺報：SYⅡ線高抗ZK壓力釋放動作，保護裝置RCS974報警。12∶28網調下令推上502367，值班長匯報：斷口電壓太高，現場是敞開式設備，存在燒毀設備、傷及人員的可能，且B相必須就地才能操作。操作令未執行。13∶09后臺報：SYⅡ線高抗ZK輕瓦斯動作。13∶17網調又令：遙控推上502367A、C相，遙控操作失敗；現場無法就地操作。

13∶39 SYⅡ線高抗ZK重瓦斯動作。同時報出直流母線Ⅰ段電壓異常，正極絕緣降低至0.3K。13∶45 SYⅡ線高抗ZK油溫異常。13∶45 SYⅡ線高抗DK繞組溫高。13∶52 SYⅡ線高抗A、B柜過負荷告警。14∶09，SYⅠ線對側開關斷開，SYⅡ線A相電壓為154kV，B相電壓為122kV，C相電壓為4kV。值班員現場全面檢查設備受損情況，發現SYⅡ線中性點小電抗器外殼有發熱變色、壓力釋放閥導流管處噴油，溫度指示已打到最高限值（150℃）（見圖2），油位在最低位置（見圖3）。

圖2　中性點電抗器油面溫度計滿偏

圖3　中性點電抗器油面計最小

其他設備未發現明顯異常，值班員隨即將以上情況匯報網調。14∶10網調下令斷開5032、5033開關。14∶16斷開5032、5033開關，SYⅡ線感應電壓恢復正常（A相電壓為0.58kV，B相電壓為3.07kV，C相電壓為0kV）。14∶34網調下令推上上502367地刀。14∶43斷開SYⅡ線高抗保護A屏直流電源后，直流接地信號消失。14∶47網調下令拉開5023DK1刀閘。14∶51網調下令推上5023DK17地刀。15∶01網調下令退出SYⅡ線高抗全套保護。15∶01網調下令拉開502367地刀。15∶21網調下令合上5033、5032開關對SYⅠ線充電，此時SYⅡ線電壓指示為Ua：8.05kV，Ub：9.9kV，Uc：4.8kV。15∶39，網調下令合上50222、50231刀閘。SYⅠ線恢復熱備用狀態。18∶14網調強令：SYⅠ線由熱備用轉檢修。19∶56操作完畢匯報網調。

Y站：SYⅡ線是S站側電抗器加入運行，運行人員加強對后臺信號監視，12∶08監控后臺機報：SYⅡ線過電壓保護動作，SYⅡ線第一套PCS-925裝置：保護啟動，過電壓保護動作。SYⅡ線第二套SSR530U裝置：過壓啟動，過壓發信，收到遠跳信號，當時監控顯示SYⅡ線線路電壓為Ua：258.40kV，Ub：165.38kV，Uc：503.61kV，將此情況匯報網調。12∶43網調下令推上501367地刀閘，遠方推上501367地刀閘，合閘失敗無法操作，經檢查SYⅡ線線路電壓太高（Uc相電壓為500kV）而造成501367地刀閘無法合閘，如強行合閘高電壓可能對設備造成損壞，可能造成501367地刀閘動、靜觸頭燒毀，且此過電壓情況下長期運行將可能對500kV SYⅡ線間隔50132、50121刀閘設備造成損害，將此情況匯報網調。網調下令斷開5022、5021開關，兩個開關斷開后檢查SYⅡ線線路電壓為Ua：0kV，Ub：3.37kV，Uc：0kV。網調下令檢同期合上5022開關，合上5021開關對500kVⅠ母充電。執行網調指令合上50131刀閘、合上50122刀閘，根據網調指令合上5013開關對SYⅡ線充電，合上5013開關后，SYⅡ線線路主保護動作，跳開5013開關，現場聽到爆炸聲，檢查設備情況發現，SYⅡ線線路避雷器C相擊穿，避雷器泄漏電流及動作計數器完全炸毀，C相三節避雷器壓力釋放裝置均動作。將此情況匯報網調。

打印事故報告情況：PCS-931GMM裝置動作情況：

15∶56∶43保護起動，縱聯差動保護動作，距離加速動作，距離Ⅰ段動作，故障相電壓0.75V，故障相電流5.79A，最大零序電流：5.82A，最大差動電流：5.8A，故障測距：0km，故障相別：C相。

PSL603UW裝置動作情況：

接地距離Ⅰ段出口，縱差保護出口，保護永跳出口，距離手合加速出口，故障類型：CN，故障測距：0km，故障阻抗：0.141-0.012jΩ。

18∶12根據網調指令500kVSYⅡ線由熱備用轉冷備用，18∶47執行完畢匯報網調，18∶49執行網調指令500kV SYⅡ回線由冷備用轉檢修，20∶00全部操作完畢匯報網調。

2　事件分析

2.1諧振

根據現場錄波情況判斷SYⅡ線電壓電流呈工頻升高趨勢，結合現場運行方式，判斷為諧振造成。

2.2全補償

對系統參數進行核算，根據線路參數測試結果，在SYⅡ線正常等效的正序回路里，容抗數值XC＝1/WC＝1/（314×1.295×10－6）＝2461Ω，感抗數值XL＝XL1＋XL2＝2504.7＋24.412＝25Ω，XC/XL＝0.97接近1。其中：XC為線路等效容抗，XL1為電抗器電抗，XL2為線路等效正序電抗。

據以上計算SYⅡ線基本處于全補償狀態。因回路處于串聯諧振狀態，造成線路電壓升高。

2.3感應電壓

由于SYⅠ、Ⅱ線為同桿架設，當SYⅠ線運行時，SYⅡ線停電后，它與相臨運行線路之間產生電磁感應和靜電感應，會在停電的回路上產生感應電壓和電流，根據省電科院仿真計算，感應電壓19.7kV。

當SYⅠ線運行，SYⅡ線停運且兩端刀閘不接地，線路上產生容性感應電壓。線路一端接地，一端地刀拉開時，檢修線路上電磁感應電流為零，電磁耦合在檢修線路上產生感性感應電壓。末端不接地時，感應電壓的靜電感應分量起決定作用。

由分析可得，當SYⅠ線運行，SYⅡ線因靜電感應、電磁感應作用產生感應電壓；由于SYⅡ線容抗與感抗相近引起諧振造成SYⅠ線帶電，SYⅡ線電壓升高的現象出現。

2.4傳遞過電壓

500kV SYⅠ、Ⅱ線屬同桿雙回線，由于參數匹配引起了傳遞過電壓，利用EMTP程序計算結果表明，參數匹配時最嚴重的傳遞過電壓達1200kV，參數略有偏離諧振點，傳遞過電壓明顯降低；無論是新建線路啟動運行還是正常運行中改變系統方式都要重新計算，以避免傳遞過電壓的發生。

3　結論

根據線路參數和實測參數的校核，SYⅡ線線路高抗退出運行后，潛供電流的變化不影響目前線路重合閘的參數配置。

在運維一體化的模式下，運維人員立足于現場，發現異常立即匯報；執行調度令果斷、迅速，意外發生中斷操作立即匯報；如果有好的建議，準確表達，以便搞好設備的運行維護。

參考文獻

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羅行簡（1967-），男，河南省禹州市人，本科，高級工程師，主要從事變電設備的運行維護和檢修工作。

作者簡介