110kV变电站线路保护越级跳闸事故的探究

发表时间:2021/3/1   来源:《当代电力文化》2020年第26期   作者:李碧波
[导读] 电力是当今所谓的“超现代高科技世界”的唯一基本动力
        李碧波
        四川安宁电力股份有限公司        四川省  凉山州   615600
        摘要:电力是当今所谓的“超现代高科技世界”的唯一基本动力。如果说当今的超先进电子世界是“身体”,那么电力就是“血液”。伴随着国民经济的增长,电力系统也在日益更新,电力设备不断推陈出新、升级换代。因此,电力系统的地位越发上涨,人们越发离不开电力系统带给人们的便利,越发需要更好地发展的新的电力系统。变电站作为电网中的主要监控点,是输配电系统中最为关键的一个环节,对增强电力系统的供电可靠性起着非常重要的作用。110kV变电站的建设有助于国家实现供电安全可靠、降低能耗、提升生产效益的目标。本文主要分析了造成变电站线路保护越级跳闸事故的原因,并提出了相应的解决方案,以确保变电站稳定可靠运行。
        关键词:线路保护;越级跳闸事故;电力系统;变电站
引言
        我国对电力设施进行了大力建设。以“西电东送”为代表的一系列电力工程成果显著。我国上世纪七八十年代左右建成的变电站存在的主要问题是电气设备故障多、占地面积大。因此我国目前对一次系统的电气设备进行了小型化、集中化、成套化的研究。目前我国变电站较常使用高压成套设备,例如GIS。在减小占地面积的同时,也大量使用SF6的电气一次设备以提高一次系统的安全性,降低人员维护量。但我国的智能全自动一次系统的普及程度还不够高。一次系统智能化是我国输变电技术的研究前沿,一是其大量使用全新的一次设备,例如新式高压断路器,可实现20年不大修,提高经济效益,二是增强了网络化智能化自动化,实现无人值守,设备信息共享,减轻了变电站运营维护的工作量。
1 110kV变电站线路保护越级跳闸事故分析
1.1线路保护越级跳闸的事故类型
        110kV变电站主接电路主要包括两个主变线路,即1号和2号主变线路,且两条主变线路同时运行[1]。事实证明,输电线路故障中有很大一部分是瞬时性的,永久性线路故障很少,一般不会超过10%。在这种情况下,只要继电保护动作消除短路故障,电弧就会自动熄灭,并且在通常情况下,该故障的绝缘能够自动恢复。重合闸是越级跳闸事故的主要表现形式,导致其发生的主要原因是,由于周围环境的影响,在重合过流线路段、复压闭锁过流线路段时,继电器发生保护动作,继而导致多个开关出现跳闸现象。一旦线路发生跳闸,110kV线路电压将出现异常,影响整个电力系统的正常运行。基于上述情况,电力系统应设有线路继电保护自动重合闸装置。其原理是当断路器跳闸后,在极短的时间内,断路器能自动重新闭合,从而使线路重新正常供电,以提高供电的可靠性,解决因瞬时故障或误跳闸引起的停电问题。
1.2线路保护越级跳闸事故分析
        在探究导致线路的跳闸具体原因时,各部门人员应从整体角度出发,全面进行排查,推断故障点的具体位置。主要针对保护动作的规范程度,以及跳闸的主要情况进行研究分析,进而判定故障的类型,定位故障点,并制定相应的处理措施。在进行分析时,应先对事故现场和设备进行逐一排查,然后通过运行试验判断其是否处于正常状态。如果设备出现异常,应及时采取应对措施,将事故范围缩小到最小。除此之外,还应核查故障点线路的短路情况,因为如果发生短路,空气开关将会跳闸,进而触发越级跳闸保护动作,以确保整条线路的安全运行。
2事故深层次原因探讨
2.1微机保护的抗干扰问题分析
        一般情况下,干扰主要通过耦合作用于微机保护装置的各端口。若端口没有信号滤波装置,那么干扰信号将会利用传导或电容耦合的方法到微机保护装置的后续电路中。假设干扰信号进入到电路板信号地线,那么不仅会引起公共接地线上的电压值下降,还会对使用该地线的其它设备或电路产生干扰。

除此之外,在制作电路板时,因为元件的布局与连线方式的不同,会出现差模干扰,当其再叠加到电路中时,将会阻碍数字电路的正常工作[2]。其次,如果电源的滤波能力不强,那么当系统出现短路或重合闸时,就会产生电磁干扰,导致隔离开关误动作,这也与微机保护的抗干扰能力有关。
2.2蓄电池的问题
        除了微机保护的抗干扰问题之外,操作电源也可能会导致继电器误动作,从而导致越级跳闸事故的发生。一般当事故发生后,应立即对直流系统用电装置与馈线进行检查性放电试验。通常蓄电池的使用时间越长,其内阻阻值就会越大,此外,在大功率用电设备的作用下,蓄电池内阻两端的电位差也会逐渐增加。当电池容量不足,而内阻电位差又较大时,在外界环境的作用下,易造成直流电压的波动与下降。从而引起开关储能电动机启动,电源波动和干扰消失,线路的隔离开关跳闸。
3越级跳闸的防范措施
3.1重视时钟校核
        大数据表明,很多变电所在进行设备的维护与检查时,往往会忽视对保护设备进行时钟校对。由于保护装置的时钟不一致,很难正确判断保护动作的实际发生时间。在一些小型的中低压变电站,甚至一些110kV变电站,都没有安装故障的录波设备,因此如果保护装置的时钟不一致,那么将很难判定造成事故的真正原因。其次,如果通过手动来调节保护装置的时钟,那么很难将时钟误差控制在100毫秒以内,所以可以考虑给保护设备增加一个GPS定时装置。
3.2加强对继电器保护的维护
        根据电力系统的运行标准,继电器的动作应敏捷、迅速,触点的衔接应安全可靠。当开关及其二次回路检修并投入运行后,必须先对开关的保护设备进行整体的传动测试。只有在保证继电器与回路没有问题后,才可以投入使用。与此同时,建立严格的继电保护校验标准,并建立检查小组,定期对继电保护装置进行巡回检查。
3.3严格进行电路的检测
        在线路投入使用前,需先对其进行检测试验。验收人员主要对线路的设计图纸、操作灵活性、保护装置以及工程质量进行验收检查[3]。由于变电所线路各部分的验收标准与要求不同,因此只有当所有设备达到验收标准时,方可投入使用。事实证明,短路容量越大,整个电力系统的不稳定因素就越多,就算保护能够及时动作,生产装置也会因短路、电位差增加而发生跳闸。所以加强监督管理,建立责任制,防止线路事故的发生,是确保电力系统安全运行的基本条件。
3.4加强监管力度,进行调试管理
        变电站的管理部门需加强监管力度,制定完善的操作规程,定期组织电力系统的检测和维护,确保电力系统安全运行。电力相关建设部门也要严格根据国家规定,落实各电力设备及线路的调试管理,并随时做好记录。尤其需要对电流的回转线路方向重点检查,彻底杜绝接错线路的现象出现。
3.5做好巡视工作,及时反应情况
        为了促进110kV变电站向综合自动化方向改造,必须提升其保护装置的配置,并加强重合闸的日常维护。采用自动重合闸装置电力线路对进行继电保护,它可以在开关跳闸后迅速使线路恢复正常供电,这不仅提高了电力系统的供电稳定性,而且也解决了瞬时故障或误跳闸引起的停电问题。当发现故障后,应立即向上报到上级部门,并密切关注继电器的动作情况,做好相关记录,并及时向有关部门汇报。
4结束语
        现阶段,随着110kV变电站线路保护跳闸事故的日益增多,一个小小的失误就可能会造成整个电力系统的瘫痪,进而影响电网的安全运行,给国家和社会带来巨大的损失。因此,有关部门应密切关注这一事故,根据事故现场的实际情况,分析事故的发生原因,并及时制定有效的解决方案,避免事故范围扩大,确保国家电网的稳定运行。
参考文献
[1]黄洪达.110kV变电站线路保护越级跳闸事故的思考[J].通讯世界,2017(14):180-181.
[2]梁宇力.110kV变电站线路保护越级跳闸事故的分析[J].科技风,2015(04):54.
[3]闫炳耀.220 kV变电站110 kV线路越级跳闸事故研究[J].农村电气化,2018(12):28-30.
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