35kV主變保護(hù)動(dòng)作實(shí)例分析

耿銓

摘要：電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)裝置因各種原因要?jiǎng)幼鞫啻?，其中大部分故障現(xiàn)象清晰、裝置動(dòng)作正確，易于判斷，但還存在少量不明原因的動(dòng)作記錄或復(fù)合故障造成的裝置動(dòng)作，給故障后的正確分析判斷、處理帶來困難。文章以某變電站35kV主變后備保護(hù)一次復(fù)合故障動(dòng)作過程為例，從動(dòng)作邏輯進(jìn)行分析，找出疑點(diǎn)，排查問題，找出保護(hù)動(dòng)作的真正原因。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；繼電保護(hù)裝置；主變保護(hù)；保護(hù)動(dòng)作；后備保護(hù)；動(dòng)作邏輯 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM774 文章編號(hào)：1009-2374（2016）15-0138-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.15.065

1 研究背景

沿海地區(qū)臺(tái)風(fēng)多發(fā)，每年不同程度地遭受到臺(tái)風(fēng)的襲擊，大風(fēng)所過之地會(huì)發(fā)生電力線路跳閘、斷線、倒桿等事故，給人們生產(chǎn)生活帶來嚴(yán)重影響，威脅了當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展。10kV架空線路安裝棄線保桿裝置在風(fēng)力不大時(shí)可保桿保線、在線路無法抵御強(qiáng)臺(tái)風(fēng)襲擊時(shí)又能實(shí)現(xiàn)保桿棄線吸能脫離，可有效避免線路斷桿倒塔事故的發(fā)生，能夠有效保證架空線桿的正常使用，避免造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

2 技術(shù)方案

棄線保桿裝置目前共有四個(gè)技術(shù)方案，分別是瓷橫擔(dān)加裝剪切螺栓方案（簡(jiǎn)稱：“方案1”）、連接線夾脫線方案（簡(jiǎn)稱：“方案2”）、彈簧脫線裝置方案（簡(jiǎn)稱：“方案3”）、吸能懸線裝置方案（簡(jiǎn)稱：“方案4”）。

2.1 瓷橫擔(dān)加裝剪切螺栓方案

棄線保桿裝置在設(shè)置的時(shí)候會(huì)有一定的抵抗風(fēng)速的標(biāo)準(zhǔn)，如果風(fēng)速超過了設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候，導(dǎo)線會(huì)因?yàn)椴黄胶鈴埩⒙菟魯?，瓷橫擔(dān)向線路方向旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)線松弛，從而減小對(duì)電桿的沖擊拉力（如圖1所示）。該技術(shù)要求選取瓷橫擔(dān)SQ-210，底座有兩個(gè)螺栓孔，在小孔安裝專用的剪切螺栓，這樣可以保證在遇到風(fēng)速超標(biāo)的時(shí)候，使用正常。該技術(shù)主要用于風(fēng)速超標(biāo)的情況，在使用過程中，要對(duì)螺栓進(jìn)行定期的檢查，避免因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的風(fēng)蝕等因素造成使用效果的降低。

2.2 連接線夾脫線方案

除了上一種方式可以減少對(duì)電桿的沖擊拉力之外，還可以在導(dǎo)線上面安裝夾脫線金具，當(dāng)導(dǎo)線的張力大于線夾和導(dǎo)線之間的握力的時(shí)候，導(dǎo)線就會(huì)從線夾中脫離，這樣一來就可以減少對(duì)電桿的沖擊拉力（如圖2

所示）。

2.3 彈簧脫線裝置方案

在瓷橫擔(dān)上安裝裝彈簧脫線金具，當(dāng)導(dǎo)線所受垂直于線路的水平力和重力合力大于彈簧動(dòng)作值時(shí)，導(dǎo)線從線夾中脫離（不斷線），從而減小對(duì)電桿的沖擊拉力。在安裝彈簧脫線裝置的時(shí)候，要求選擇磁橫擔(dān)安裝，對(duì)其型號(hào)不做要求，要求瓷橫擔(dān)要平裝，不能夠豎裝，否則彈簧脫線金具無法安裝（如圖3所示）。

2.4 吸能懸線裝置方案

在瓷橫擔(dān)上安裝吸能懸線裝置，當(dāng)導(dǎo)線所受垂直于線路的水平力和重力合力大于設(shè)計(jì)動(dòng)作值時(shí)，導(dǎo)線和楔塊從線夾中脫離（不斷線），從而減小對(duì)電桿的沖擊拉力，并通過回卷發(fā)條使導(dǎo)線不掉落到地上。在安裝吸能懸線裝置的時(shí)候，要求要選擇磁橫擔(dān)安裝，對(duì)其型號(hào)不做要求，要求瓷橫擔(dān)要平裝，不能夠豎裝，否則彈簧脫線金具無法安裝（如圖4所示）。

2.5 組合方案

綜合利用方案1和方案2，加強(qiáng)棄線保桿效果。

3 試點(diǎn)線路選取原則

江門供電局選取18條10kV線路進(jìn)行試點(diǎn)安裝，試點(diǎn)線路選取位于沿海40km范圍內(nèi)、曾經(jīng)遭受臺(tái)風(fēng)吹襲或容易遭受臺(tái)風(fēng)吹襲的10kV線路。優(yōu)先選擇已經(jīng)安裝風(fēng)速測(cè)量裝置的10kV線路或者運(yùn)行中風(fēng)速測(cè)量裝置附近的

線路。

3.1 最大設(shè)計(jì)風(fēng)速

鑒于本次研制的樣品規(guī)格和試驗(yàn)檢驗(yàn)結(jié)果，線路設(shè)計(jì)風(fēng)速選取35m/s或25m/s。

3.2 檔距

水平檔距為50～100m范圍內(nèi)。

3.3 導(dǎo)線規(guī)格

裸導(dǎo)線路選取范圍為L(zhǎng)GJ-50/8、LGJ-70/10、LGJ-95/15、LGJ-120/20、LGJ-150/25、LGJ-185/25、LGJ-240/30。絕緣導(dǎo)線選取范圍為JKLGYJ-70、JKLGYJ-150、JKLGYJ-240（絕緣導(dǎo)線上不裝連接線夾，即方案2和方案5不裝）。

3.4 電桿

12m桿，級(jí)別為I～M級(jí)。

3.5 絕緣子

（1）方案1：線路選用SQ-210瓷橫擔(dān)，底座有兩個(gè)螺栓孔；（2）方案2：不限絕緣子類型和型號(hào)；（3）方案3：選用瓷橫擔(dān)，型號(hào)不限。瓷橫擔(dān)應(yīng)平裝，不能豎裝。盡量選擇單瓷橫擔(dān)線路；（4）方案4：選用瓷橫擔(dān)，型號(hào)不限。瓷橫擔(dān)應(yīng)平裝，不能豎裝。盡量選擇單瓷橫擔(dān)線路；（5）組合方案：即方案1+方案2，瓷橫擔(dān)則根據(jù)檔距范圍選用SQ-210（檔距<60m時(shí)）或S-280（檔距60～80m時(shí)），底座均要求有兩個(gè)螺栓孔。

3.6 線路設(shè)計(jì)安全系數(shù)要求

裸導(dǎo)線K=5，絕緣導(dǎo)線K=4，盡量選取與該安全系數(shù)接近的線路。

3.7 回路數(shù)

優(yōu)選單回線路。當(dāng)選擇雙回路線路時(shí)，安裝在下風(fēng)側(cè)的線路。

3.8 地形

線路耐張段內(nèi)直線桿垂直落差較小，基本處于平坦地形。不宜選取位于山地的線路。

3.9 環(huán)境

線路應(yīng)選擇位于偏僻地區(qū)的線路，遠(yuǎn)離市區(qū)、城鎮(zhèn)、村莊等人流、來往車輛密集地區(qū)，避免跌落導(dǎo)線傷及行人和車輛。

4 安裝線路段選取原則

在同一條線路，選取5個(gè)鄰近的耐張段，分別安裝方案1、方案2、方案3、方案4和組合方案（方案1+方案2）。每個(gè)耐張段的長(zhǎng)度宜控制在400～500m范圍內(nèi)。方案3對(duì)耐張段內(nèi)連續(xù)安裝的直線段長(zhǎng)度有控制要求。

4.1 瓷橫擔(dān)加裝剪切螺栓方案

耐張段內(nèi)全部直線桿塔上均要安裝。剪切螺栓選取原則如表1。

4.2 連接線夾脫線方案

耐張段內(nèi)所有直線檔導(dǎo)線段都要安裝。

4.3 彈簧脫線裝置方案

按照脫線后導(dǎo)線離地最少5m的要求，耐張段長(zhǎng)度不應(yīng)超過210m，耐張段內(nèi)所有直線桿塔都要安裝彈簧脫線裝置（金具）。

如果耐張段長(zhǎng)度超過210m，則應(yīng)設(shè)置加強(qiáng)型直線桿，將安裝脫線金具的直線檔控制在210m以內(nèi)。加強(qiáng)型直線桿不安裝彈簧脫線裝置，采取加裝四方拉線（又名十字拉線，順線路方向和垂直線路方向各兩條拉線）形式。如：耐張段線路長(zhǎng)度為563m，平均檔距為63m，檔內(nèi)直線桿數(shù)量為8根，則從耐張塔開始，第3、6根直線桿不安裝彈簧脫線裝置且加裝四方拉線。

4.4 吸能懸線裝置方案

耐張段內(nèi)所有直線檔導(dǎo)線段都要安裝。

4.5 組合方案（方案1+方案2）

耐張段內(nèi)所有直線桿塔、直線檔導(dǎo)線都要安裝。根據(jù)線路檔距范圍選用合適的瓷絕緣子。檔距50～60m選用SQ-210，檔距范圍為60～80m范圍選用S-280。剪切螺栓選取原則如表2：

5 成本估算

對(duì)于一條線路，將五個(gè)方案分別安裝在5個(gè)不同的耐張段中。具體安裝材料費(fèi)用估算如下：

5.1 瓷橫擔(dān)加裝剪切螺栓方案

SQ-210單價(jià)：50元左右。

剪切螺栓單價(jià)：2.5元。

以單回路一個(gè)耐張段500m、水平檔距50m為例，共需安裝9根直線桿，按單瓷橫擔(dān)配置，則每條電桿安裝3個(gè)瓷橫擔(dān)，3個(gè)剪切螺栓，因此線路費(fèi)用大概為（50+2.5）×3×9=1417.5元。雙瓷橫擔(dān)配置時(shí)，價(jià)格

加倍。

若線路已有SQ-210或相似規(guī)格絕緣子，則可減去瓷絕緣子費(fèi)用。

5.2 連接線夾脫線方案

連接線夾（線夾脫線金具）單價(jià)：400元左右，以單回路一個(gè)耐張段500m、水平檔距50m為例，共需安裝10個(gè)直線檔，涉及9根直線桿，每個(gè)直線檔安裝3個(gè)連接線夾，因此線路費(fèi)用大概為30×400=12000元。

5.3 彈簧脫線裝置方案

彈簧脫線金具單價(jià)：650元左右。

以單回路一個(gè)耐張段500m、水平檔距50m為例，共需安裝9根直線桿，按單瓷橫擔(dān)配置，則每條電桿安裝3個(gè)彈簧脫線裝置，因此線路費(fèi)用大概為27×650=17550元。雙瓷橫擔(dān)配置時(shí)，價(jià)格相同。

5.4 吸能懸線裝置方案

吸能懸線裝置單價(jià)：1000元左右。

以單回路一個(gè)耐張段500m、水平檔距50m為例，共需安裝9根直線桿，按單瓷橫擔(dān)配置，則每條電桿安裝2個(gè)吸能懸線裝置（單回路頂端相不裝），因此線路費(fèi)用大概為18×1000=18000元。雙瓷橫擔(dān)配置時(shí)，價(jià)格

相同。

5.5 組合方案（方案1+方案2）

S-280單價(jià)：110元左右。

若線路檔距為50～60m，則選用SQ-210，費(fèi)用為方案1和方案2相應(yīng)線路配置費(fèi)用之和。即單回路單瓷橫擔(dān)配置，費(fèi)用為12000+1417.5=13417.5元，單回路雙瓷橫擔(dān)配置，費(fèi)用為12000+2835=14835元。若線路已有SQ-210或相似規(guī)格絕緣子，則可減去瓷絕緣子費(fèi)用。

若線路檔距為60～80m，則選用S-280，單回路單瓷橫擔(dān)配置，費(fèi)用為12000+3037.5=15037.5元，單回路雙瓷橫擔(dān)配置，費(fèi)用為12000+6075=18075元。

6 結(jié)語

架空線路對(duì)于我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)而言至關(guān)重要，加強(qiáng)架空線路建設(shè)，可以保證我國(guó)大部分地區(qū)的用電正常。架空電線在使用過程中容易受到環(huán)境等因素的影響，因此在進(jìn)行架設(shè)的時(shí)候要考慮到這些意外情況的發(fā)生。加強(qiáng)棄線保桿裝置的使用，可以有效地減少架空線路受環(huán)境等因素所造成的影響。因此，在架空線路的建設(shè)中，應(yīng)著重推廣應(yīng)用棄線保桿裝置在10kV架空線路的架設(shè)。

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（責(zé)任編輯：秦遜玉）