500kV变电站运行中的跳闸原因及应用分析

发表时间:2021/6/16   来源:《中国电气工程学报》2021年2期   作者:黄云河 王杰 张孟超 曾仁江
[导读] 电力是现代社会发展中的重要能源,其发展及稳定性在一定程度上影响着社会经济的发展和人们的生活,因此,安全可靠的电力系统才能对整个社会的运转保驾护航。
        黄云河  王杰  张孟超  曾仁江
        中国南方电网有限责任公司超高压输电公司百色局 广西百色 533000
        摘要:电力是现代社会发展中的重要能源,其发展及稳定性在一定程度上影响着社会经济的发展和人们的生活,因此,安全可靠的电力系统才能对整个社会的运转保驾护航。但是,根据实际现状来看,运行中的500kV变电站经常出现跳闸现象,影响电力系统的稳定性和安全性。本文对500kV变电站变电运行中的跳闸原因进行分析,并探讨跳闸后的处理措施,希望对变电站设备运行维护工作能够有所助益。
关键词:500kV变电站;变电运行;跳闸;原因;处理措施
        500kV变电站是电力系统重要组成部分,如果在正常运行中设备存在缺陷而未及时发现处理或外部因素导致设备跳闸,影响电力系统的稳定运行,严重时甚至会造成电力系统的崩溃。因此我们要熟悉设备故障跳闸性质,判断出故障的范围,在设备出现异常及时地做出排查,找出故障原因,尽快将故障设备隔离,并恢复无故障设备的运行,保障电力系统的正常运转。
1. 500kV变电站运行中发生跳闸的常见原因
1.1线路故障导致跳闸
        500kV线路的距离较长,很多输电线路所处环境也较为恶劣,不仅错综复杂,还交通不便。引起线路故障跳闸原因多种多样,实际运行中外力原因造成线路故障居多,如雷击、树木、山火、异物等因素造成输电线路单相接地故障、相间短路故障、相间接地故障等引起的跳闸。
1.2变电站设备故障导致跳闸
        1.2.1变压器故障导致跳闸。变压器是500kV变电站中最关键的设备,其正常运行与否,关系到电能的传输、分配和使用。变压器常见引起跳闸的故障主要有:(1)变压器油箱内的故障,主要是绕组的相间短路、接地短路、匝间短路及铁芯的烧损等;(2)变压器油箱外的故障,主要是套管和引出线上发生相间短路和接地短路故障;(3) 大容量变压器在过电压或低频率等异常运行方式过励磁故障。
        1.2.2母线故障导致跳闸。母线是电网连接的节点,是变电站的重要组成部分,用于将电能传送到各个部位上。母线出现短路故障时,短路电流大,对系统冲击和稳定性影响大,特别是三相短路故障,可能导致系统失稳。但从实际运行情况看,母线出现故障并不多,大多为单相接地故障,而多相接地故障并不常见。
        1.2.3 断路器故障导致设备跳闸。故障引起跳闸在变电系统中,断电器故障主要指分合闸拒动,常见个故障主要包括断路器操动机构失灵故障、绝缘介质达到分合闸闭锁值及控制回路断线等。出现断路器故障后,如果不能及时排除故障,有可能会导致扩大停电范围,威胁到系统稳定运行。
1.3人为误操作导致跳闸
        人为误操作也是引起变电站故障跳闸的常见问题。变电站误操作引起跳闸主要存在几方面:(1)在进行停送电倒闸操作时,操作票填写错误,或无票操作,操作过程盲目操作、擅自解锁操作,擅自改变操作顺序跳项、漏项操作及装设接地线前不验电等操作,操作后没有认真检查操作质量、设备状态及运行方式;(2)操作安排不当,人员疲劳操作也是间接出现误操作的因素;(3)误碰、误整定、误接线也是直接或间接引起设备跳闸因素。
1.4设备老化导致跳闸
        电力系统在运行过程中,由于运行时间长,维护力度不足,导致变电站设备老化和内部会出现损坏引起设备跳闸。例如充油、充气设备的密封圈,一旦老化就会出现漏油现象,当油或气降低到一定程度导致绝缘强度不足,引起设备击穿损坏设备引起的跳闸,当油或气降低到达断路器的闭锁值,会导致跳闸断路器因闭锁分合闸,断路器失灵导致无故障设备跳闸,扩大停电范围。
2. 500kV变电站跳闸故障的处理技术
2.1 线路故障的处理方法
        线路出现故障后,首先应当对站内一、二次设备进行全面检查,根据保护动作情况、故障录波、行波测距等信息,结合故障发生时的天气情况初步判断故障的性质,针对不同故障跳闸的性质采取不同的处理措施。

值得注意的是,在一些情况下如线路上有带电作业工作或带电跨越施工等情况,是不允许直接对跳闸线路进行强送。随着电网发展,监测线路运行工况的手段也越来越丰富,除保护、录波、行波测距装置外,雷击定位、卫星山火监控等辅助系统给运维人员更加准确判断线路跳闸性质,也给线路运维人员对故障点的故障巡线提供非常大帮助。
2.2 变压器跳闸的处理方法
        变压器发生故障跳闸后,相关人员要检查故障变压器所带的所用变负荷是否切换正常,并列运行的变压器是否出现过负荷情况,如过负荷,要及时采取有效应对措施。在检查跳闸变压器间隔的一、二次设备后,对保护动作及故障录波情况进行分析,每一个保护动作情况的处理方法都存在差异。如果是重瓦斯保护动作,判断是变压器油箱内部发生故障或二次回路故障引起,此时应及时向调度申请将故障变压器隔离,再进行重点检查变压器本身有无着火、变形,压力释放阀是否动作及喷油,检查集气盒是否有气体和记录气体颜色,此种保护动作未查明故障原因和消除故障前不得送电。如检查变压器一次设备及结合故障录波分析,变压器无故障,则检查瓦斯保护二次回路有无短路、接地等情况。
        如果是差保护动作跳闸,这就需要检查变压器外部和差动保护范围一次设备有无故障,有故障则及时向调度申请将变压器进行隔离。如检查无故障,再检查瓦斯继电器及故障录波动作情况,证明变压器内部无明显故障,经领导同意后可进行试送。如检查变压器保护装置、故障录波装置中没有故障电流和电压,且只有一套差动保护动作,另一套差动保护未动作,同时经检查差动保护范围内一次设备无异常,有可能是保护装置误动引起的跳闸,这种跳闸方式的处理中,可通过退出该套差动保护,对变压器试送电。
2.3 断路器拒动失灵故障处理方法
        500kV变电站中,断路器发生拒动故障,人员应根据监控信号报文及现场检查,判断故障性质,如是是绝缘介质压力降低导致,应立即隔离故障断路器。如故障是由操作机构异常、控制回路故障等其他原因导致,现场应及时检查,采取措施恢复断路器正常运行,若采取措施后仍不能恢复正常时,应申请隔离。隔离操作应保证无压拉开故障断路器两侧开关。
2.4 设备运行安全的人防、技防措施
        设备的稳定运行除了日常巡视维护,还要要定期对设备进行停电预防性试验及维护检查,同时还要提高变电运行人员的专业水平,对此,以下提出几点建议:
2.4.1 提高设备的运行维护水平
        在500kV变电站运行维护过程中,要加强对变电设备日常巡视和专业巡视,参考设备在线监测装置采集数据,在巡视中发现的设备缺陷及时上报缺陷系统,分专业及时开展消缺及闭环,把异常缺陷遏制在萌芽状态。对于充气、充油设备,要定期记录气压、油压,并采用多维度进行横向、纵向对比,发现有下降趋势要及时采取措施。日常巡维还不能完全判断设备的运行工况,要根据规程规定定期停电对设备进行开展预防性试验,对设备关键参数与试验规程、厂家技术报告进行比较分析,包括在停电维护过程中,发现问题,及时处理,在经变电站值班人员验收把关,减少变电设备在正常运行时发生故障的可能性。
2.4.2 提高人员技术技能水平
        变电站的倒闸操作正确与否对系统稳定运行与否有较大的影响。目前500kV变电站的倒闸操作不是一种简单的自动化一键顺控操作,绝大部分需要人工后台控制操作,这时人就成为倒闸操作环节的重要因素,是需要操作人员具备过硬的专业技能,熟悉本岗位的相关工作规程规定。为此,要加强对操作人员的培训,通过采用理论与实践相结合的培训方式,提高操作人员的安全意识、技术技能,运行仿真系统培训演习,模拟不常见的操作及处理,从而提高操作人员的操作处理水平,减少因人为原因引起设备跳闸的概率。
3. 结论
        上述对500kV变电站运行过程中的常见故障进行了分析,由此得知,变电站运行过程中很容易受到设备、线路等的影响出现跳闸,不能正常运行。因此,这就要求有较强责任心、专业技术技能强的人员保驾护航,同时,需要按周期全面对设备进行检查与维护,发行异常及时处理,及时地进行分析和总结,将事故源头扼杀在摇篮里,最大成的降低损失。
参考文献
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[2]黄培东,吕海俊.变电运行中跳闸故障及处理技术分析[J].中国高新技术企业,2015,(21).
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