广东顺控环境投资有限公司 广东省佛山市 528325
摘要：输电线路是电力系统中的一个重要组成部分，其在实际应用中主要承担着分配和输送电能的功能。发电厂接入系统输电线路能否能够正常、安全地运行更是该企业能否正常运作的关键因素。对此，本文将结合实例来展开论述。本文在对该公司110kV线路零序异常报警原因进行分析的基础上，还探讨了其相应的排查方案，目的是提高该输电线路运行的稳定性和可靠性，同时也希望能够为相关从人员提供一些参考。
关键词：110kV线路；零序异常报警；原因分析；排查
1、某公司110kV线路运行概况
该公司主要负责生活垃圾处理工作，2018年12月并网运行后，其110kV线路便长期存在三相电压短暂性高频扰动问题、导致零序保护频繁出现误报警现象。由于此线路是该公司对外送电的唯一线路，若此线路故障停运，将直接阻断该公司的垃圾处理工作。因此，尽快解决该问题是目前最为重要的工作。
2、110kV线路零序异常报警原因分析
首先，从升压站设备的运行方式及故障录波波形分析，其#1、#2主变高压侧并列运行，低压侧1M、2M母线母联为断开状态，但两台主变同时录得故障电流，这种情况应该是线路侧故障产生零序电流突变，因此，其主变本体及主变低压侧以下10kV厂用电负荷部分可排除此故障。
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升压站系统图
其次，可能是两台主变高压侧并列运行时，其中一台主变中性点接地。假设主变本体故障产生零序突变，但两台主变是互不影响的。两台主变同时故障且是同一故障的概率极小。通过故障录波波形分析，该故障点应在110kV线路的公共点处，而该位置应为110kV线路开关向外线路段侧。
再者，110kV线路发生零序畸变可能是受到了非线性负荷的影响。而在该公司升压站从线路110kV开关向外线路侧，只有避雷器符合非线性负荷电气元件。通过对其故障录波波形图的分析，可以知道其中某一条线路存在大电流畸变，如电流通过线路避雷器接地，必然损坏甚至炸裂，但该线路避雷器及线路PT避雷器无动作记录且运行正常，因此避雷器故障也可排除。
最后，在查阅有关该问题的历史报警记录，并分析故障录波图之后可以发现，在这两种异常情况下会引发零序报警：第一，是该110kV线路三相电压、电流幅值出现40ms（两个周波）左右的短暂性异常变化时（且电流波形有明显的畸变现象）；第二，是该110kV线路三相电压的波形同时出现5毫秒（约1/4个周波）左右的轻微高频扰动时。
根据目前的统计结果，自该线路投运至今线路录波启动423次，其中属第2种异常情况229次，而在变电站方面却未能检测到该情况来看，可以初步判断引发该异常情况的缺陷可能更靠近热电项目方面。根据该异常情况所具有的一些特征（如偶发性、持续时间短、时长较为固定、频率远高于工频、幅值较小、以及可对三相电压同时造成影响等）分析，可以大致判断该缺陷可能位于发电机励磁系统、以及其它同时与三相电压相关联的部件上。
3、110kV线路零序异常情况的监测与排查
3.1前期监测情况
为尽快找出隐患部位，该公司委托了某技术公司对上述隐患问题开展了在线监测及分析工作。通过在#1机组、#2机组电子间安装在线监测设备，来先后对#1机组和#2机组的相关部位进行监测和分析。监测工作自2019年10月份开始，至今已进行5个月。由于11月份我司#1、#2机组大修，所以监测设备在两台机组中切换进行。
3.2监测结果分析
在对#1、#2机组进行在线监测期间，正值天气干燥少雨季节，零序异常报警现象较往常大为减少，因此监测到的故障信号较少，而且大多是零序电压波动幅值较小的信号。考虑这些信号虽然也造成了三相电压波形的不平衡变化，但对三相电压的扰动比较小，因此可以不考虑这部分结果的影响，以免影响到后续分析工作的准确性。
在2020年1月份的时候，在线监测装置捕捉到一个幅值较大的零序报警信号，而且在图上也可以明显看到110kV电压波形扰动的情况。像这种电压幅值出现明显扰动的情形，对我们准确分析故障部位就比较有利，所以后期可以根据这个结果来开展分析与排查工作。
3.3扰动源部位分析
结合1月份的电压、电流信号的在线监测情况来看可以发现，当出现零序异常报警信号时，110kV系统上的A、B两相电压波形均有明显的扰动现象，且持续时间略超过1个周波（20ms）。而在与此扰动对应的时间内，发电机机端电压扰动不明显，仅有很微小的扰动，而且#1发电机转子励磁电流保持平稳，未见有扰动现象，机端零序电压也未见有任何扰动现象。
由于扰动信号与其它电信号一样，都具有一定的能量，它从主变的一侧（例如高压侧）传递到另一侧（例如低压侧）时，幅值肯定会有一定程度的衰减，因此，幅值大的一侧即是扰动源所在的区域。通过比较1月份监测到的机端电压与110kV电压上的扰动信号，可以看到在二者的电压波形基本一致的情形下，110kV电压上叠加的扰动信号要比机端电压上的扰动信号大得多，这就说明扰动源应该位于110kV系统中。而且，从机端零序电压和转子电流均未出现扰动来看，也证明机端三相电压10kV系统自身是处于平衡状态的，其三相电压上的微小扰动应是受到110kV系统电压对主变低压侧的扰动影响所致。
实际上，这一分析结论与该公司在2018年4月份倒送电调试期间首次出现该零序异常报警的记录情况是相吻合的。因为在倒送电调试阶段，该公司主变变低侧的各相关发电机组设备均未带电投运，显然也可以判断扰动源必然存在于110kV系统侧。这也说明目前的监测方法和分析方向是正确的。
3.4后续监测工作方案
在确认扰动源位于110kV系统侧之后，后续的监测分析工作重心应放在110kV系统上。在该公司中，两台主变采用并列运行方式，根据其110kV电气接线结构来看，可以采用分段监测的方式来查找扰动：
第一，先断开101开关，切除#1主变高压侧与1M母线之间的连接，监测其余110kV系统有无零序异常报警现象。若该现象仍然存在，说明扰动源不在被切除的#1主变高压侧线路上；
第二，合上100开关，断开102开关，切除#2主变高压侧与2M母线之间的连接，监测其余110kV系统有无零序异常报警现象。若该现象仍然存在，说明扰动源也不在被切除的#2主变高压侧线路上，而是在1M和2M母线、以及外线路出线段上；
第三，断开100开关，两台主变均投入运行，#1主变带负荷运行，#2主变空载运行。对110kV母联开关两侧的110kV系统同时进行监测，以判断扰动源位于哪一侧；
第四，通过上述三次分段监测，可以把扰动源定位在一个较小的区域里。届时可再根据各段监测分析情况，决定扰动源的后续监测及排查方案。
结束语
综上所述，本文主要对某公司的110kV线路零序异常报警原因及排查过程进行了分析和讨论，最后确认了扰动源主要位于110kV系统侧，但要想定位到具体的异常位置，后期还需要进一步分析。对此，相关工作人员务必要做好后期的监测与排查工作，这样才能够进一步提高输电线路的可靠性，以确保公司能够正常运作。
参考文献：
[1]谢世锦.110kV线路保护与故障分析[J].中国科技投资，2020.
[2]白炳水.110kV 线路零序过流保护误动作原因分析[J].建筑工程技术与设计，2020.
[3]陈钊，黄恒硕，吕毅.110kV输电线路运行检修及故障分析[J].通信电源技术，2019.
作者简介：作者姓名卢健安（出生1981年2月），性别男，民族汉，籍贯（广东省江门市），学历本科，职称电气中级工程师，研究方向：垃圾焚烧发电厂电气设备运行及检修技术