變電運行中存在的問題及對策

封耀朋

（中國南方電網(wǎng)超高壓輸電公司，貴州 貴陽 550000）

1 前言

故障分析與事故處理可以說是變電運行工作中的一項極為重要的技能，它是保證系統(tǒng)安全運行，減少意外停電時間的關(guān)鍵。如何科學正確及時處理事故是變電站運行值班人員一項重要的基本職責。在事故發(fā)生時，最忌諱的就是無法保證一個正確的、正常的心態(tài)去進行處理。因此要嚴格按照規(guī)程制度辦事，要高度負責、集中思想、冷靜頭腦、沉著果斷，在事故處理當中記住4項主要任務：（1）盡快限制事故的發(fā)展，消除事故的根源，并解除對人身、電網(wǎng)、設備安全的危險；（2）用一切可能的方法保持電網(wǎng)穩(wěn)定運行，保證對用戶的正常供電；（3）若事故造成站用電源消失，首先切換站用電源或啟動備用發(fā)電機供電。（4）調(diào)整系統(tǒng)的運行方式，使其恢復正常。

2 事故現(xiàn)象及處理

這里介紹一些筆者經(jīng)歷的具有典型意義的事故、處理方法和進行的相關(guān)分析。

2.1 線路事故

2.1.1 事故現(xiàn)象。預告信號警鈴響，監(jiān)控機發(fā)“220kV山麻Ⅰ回線主一保護裝置異?！?、“201開關(guān)機構(gòu)故障”信號，無法復歸。

分析與處理：當線路保護出現(xiàn)異常，且保護裝置不能復歸時，應視為線路保護不能正確動作，一旦該條線路發(fā)生故障，就可能導致停電范圍擴大、運行設備損壞等事故。因此應立即聯(lián)系調(diào)度將220kV山麻Ⅰ回線轉(zhuǎn)為冷備用狀態(tài)，退出主一保護，由檢修人員處理故障。運行人員記錄故障發(fā)生的時間和所發(fā)光字信號，并復歸信號。由于此時201開關(guān)機構(gòu)故障導致不能進行正常的分合，所以考慮通過倒母線的方法將故障開關(guān)隔離。聯(lián)系調(diào)度將220kV山麻Ⅰ回線所在的220kV#Ⅰ母線上所有線路倒至220kV#Ⅰ母線上運行，并斷開#1母線PT二次側(cè)空氣開關(guān)，用母聯(lián)210開關(guān)斷開山麻Ⅰ回線負荷（之前應聯(lián)系調(diào)度轉(zhuǎn)移其負荷），再解鎖拉開故障開關(guān)兩側(cè)刀閘將故障開關(guān)隔離，然后通知檢修人員前來處理。

擴展分析：多重故障同時發(fā)生的可能性雖然不大，但作為運行人員仍須做好準備。像這一故障的發(fā)生與處理，也有一些需要注意的方面。（1）當將220kV山麻Ⅰ回線轉(zhuǎn)為冷備用狀態(tài)時，按照有關(guān)規(guī)定，允許用刀閘斷開電容電流不大于5A的空載線路。但如若沒有征得調(diào)度的許可，即使電流顯示為0，也不可隨意用故障開關(guān)兩側(cè)刀閘進行隔離。（2）按照仿真變電站的保護接線方法，當進行倒母線操作前，應將所有開關(guān)的二次側(cè)電壓空氣開關(guān)切換至另一條母線上，完成這一步時需要注意先退出與電壓有關(guān)的常規(guī)保護，如距離保護、復合電壓閉鎖過流保護(復合電壓閉鎖元件)、方向元件等，切換完畢后再重新投入。若保護帶有電壓切換繼電器，則不用進行上述操作，因電壓切換繼電器是根據(jù)一次側(cè)系統(tǒng)運行方式的變更，由一次側(cè)刀閘來控制電壓切換繼電器從而完成二次回路對電壓采樣的切換，最終使二次回路運行方式與一次系統(tǒng)保持一致。（3）在操作母線側(cè)刀閘前，要將母聯(lián)210開關(guān)直流操作電源停用，操作完后迅速恢復。在這里停用母聯(lián)開關(guān)直流操作電源目的是防止其它保護(如母差保護)誤動跳開了母聯(lián)開關(guān)，若兩條母線電壓不平衡時合刀閘產(chǎn)生大電流會形成弧光短路，發(fā)生事故。

2.1.2 事故現(xiàn)象。預告信號警鈴響，監(jiān)控機發(fā)“35kVⅠ母線接地”、“35kVⅡ母線接地”信號，35kV母線電壓表指示：Ua=0；Ub=Uc=35kV。

分析與處理：此時全站處于正常運行接線方式下，由于35kV系統(tǒng)接線方式為中性點不接地運行方式，當出現(xiàn)線路單相接地時，故障相電壓降為0，非故障相電壓均升高3倍，變?yōu)榫€電壓數(shù)值。由于此時系統(tǒng)仍處于對稱運行狀態(tài)下(如圖1：設A相接地，可理解為有一與A相電壓相等方向相反的電壓與之平衡，圖中的-A，它分別與B、C相電壓進行相量相加，使相電壓數(shù)值升為線電壓值，如圖1中的B'、C'。)，加之35kV設備可承受線電壓的數(shù)值繼續(xù)運行一段時間，為保證對用戶的持續(xù)供電，所以開關(guān)設計并不跳閘。但由于設備的壽命與過負荷的大小、時間密切相關(guān)，所以在此情況下只可堅持運行2h，在此期間必須盡快查到接地故障點，并進行相應的消除工作。對于運行人員，首先要記錄故障時間、接地相別、接地時母線三相電壓值，并復歸信號，向調(diào)度人員匯報，然后對35kV系統(tǒng)運行設備進行巡視，檢查有無異常現(xiàn)象，以確定接地點的位置。此時應通過調(diào)度先拉開分段311開關(guān)確認故障發(fā)生在Ⅰ段母線，再瞬間拉合該段母線上各間隔開關(guān)確定故障間隔。當拉開312開關(guān)間隔時，檢查發(fā)現(xiàn)35kV母線電壓A、B、C三相均恢復正常值。匯報調(diào)度，根據(jù)調(diào)令將312開關(guān)間隔由運行狀態(tài)轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)，再合上分段311開關(guān)，最后通知檢修人員處理。

圖1

擴展分析：這種運行故障是在惡劣天氣下常見的，也是極易處理的，但在處理過程中，卻有著不少值得注意的方面。（1）故障發(fā)生后，要對站內(nèi)設備認真巡視檢查，防止人為誤判斷而延誤事故處理時間；（2）查找接地線路時，應依照各間隔的重要性，逐次斷開檢查。檢查時應依據(jù)調(diào)度命令，根據(jù)間隔長短、復雜性等因素逐次斷開開關(guān)并快速恢復；（3）當按停電計劃檢修變壓器時，35kV兩段母線負荷由另一臺未停電變壓器通過分段聯(lián)接提供，此時不可斷開分段311開關(guān)來檢查故障母線，否則將造成不應有的停電，擴大了事故。就這一點而言，強調(diào)當班人員必須熟悉值班期間的電氣設備運行接線方式是極為科學與重要的；（4）當各間隔逐次拉合后，光字信號一直未消失，則此時應考慮兩條以上間隔同名相同時有接地或在開關(guān)至母線之間有接地現(xiàn)象(后者經(jīng)對站內(nèi)設備的巡視檢查可以及時發(fā)現(xiàn))，當然這種情況首先要排除主變35kV進線側(cè)線路無故障，而且類似這種多條線路同名相接地的狀況并不多見；（5）有一點易被忽視，就是在查明故障點并進行了相應處理后，要合上分段開關(guān)，恢復正常運行接線方式。

2.2 變電事故

現(xiàn)象：事故音響喇叭響，監(jiān)控機發(fā)“#1主變高壓側(cè)5011開關(guān)跳閘”、“#1主變中壓側(cè)211開關(guān)跳閘”、“#1主變低壓側(cè)301開關(guān)跳閘”信號，其綠燈閃光；“主變壓器差動保護動作”、“保護跳閘總出口”光字牌亮。

處理與分析：主變差動保護的范圍是主變?nèi)齻?cè)開關(guān)CT以內(nèi)的部分，事故發(fā)生后，運行人員應記錄故障時間，跳閘開關(guān)的名稱、編號，保護裝置動作情況，復歸信號，然后檢查差動保護的動作范圍內(nèi)的設備現(xiàn)場情況，發(fā)現(xiàn)#1號主變套管500kV側(cè)B、C兩相有明顯閃絡的痕跡。將所有收集與檢查的情況向調(diào)度人員匯報，根據(jù)調(diào)度人員的指令將#1號主變由熱備用狀態(tài)轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)。

擴展分析：這一事故情況，現(xiàn)象明顯，判斷相對容易，但關(guān)鍵要注意主變的中性點接線方式。電力系統(tǒng)中性點的工作方式是綜合考慮供電可靠性、系統(tǒng)絕緣水平、系統(tǒng)過電壓、繼電保護的要求、對通信線路的干擾以及系統(tǒng)穩(wěn)定運行的要求等因素確定的。而當110kV及以上電壓等級電網(wǎng)采用中性點直接接地方式時，這種方式在發(fā)生一點接地時就構(gòu)成接地短路，出現(xiàn)零序電流和零序電壓，因此就可以根據(jù)有無零序分量來判斷是否發(fā)生接地短路。當進一步分析，中性點不接地變壓器在發(fā)生接地故障時，對分級絕緣變壓器將帶來危害。假設線路上發(fā)生單相接地短路，接地變壓器由于零序電流保護動作而切除；不接地變壓器仍帶接地故障點運行，將會產(chǎn)生危險的過電壓，若該變壓器為分級絕緣變壓器，則會因中性點絕緣的耐壓水平較低而使中性點絕緣在過電壓作用下?lián)p壞，這時要及時合上中性點接地刀閘已然來不及了（若有中性點接地刀閘），更何況發(fā)生接地故障時，是不允許操作刀閘的。所以，必須要設置中性點不接地零序電流和間隙零序電壓保護，當系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，第一時間感受故障參數(shù)，先切除中性點不接地變壓器，再根據(jù)故障點存在情況，決定是否斷開中性點接地變壓器。在對事故現(xiàn)象的判斷上，一旦發(fā)生因不接地零序電流和間隙零序電壓保護動作切除變壓器的情況，則說明其故障點在線路上，清楚這一點，并向調(diào)度匯報，從而保證故障點的正確隔離。

2.3 其它事故

2.3.1 直流系統(tǒng)。在變電站的值班工作中，保證直流系統(tǒng)及蓄電池的正常運行是至關(guān)重要的。直流系統(tǒng)運行當中發(fā)生一點接地時，仍能繼續(xù)運行。但是這種接地故障必須及時發(fā)現(xiàn)，及時排除，否則當發(fā)生另一點接地時，就有可能引起信號、控制、保護回路的不正確動作。如果是直流正極發(fā)生一點接地，可能會因另一點接地造成跳閘線圈中流過電流而使斷路器誤跳閘；如果是直流負極發(fā)生一點接地，就可能會因另一點接地造成跳閘線圈被短接而引起斷路器拒跳閘。因此在運行值班過程中要重視直流系統(tǒng)的運行，加強在線監(jiān)測,迅速查找并排除接地故障,杜絕因直流系統(tǒng)接地而引起的電力系統(tǒng)故障。直流系統(tǒng)發(fā)生接地后一般只允許連續(xù)運行2h，以便查找清除故障點。查找故障點時應注意：（1）對直流母線上不太重要的分路采用“瞬時停電法”查找。且查找時，應征得調(diào)度同意。斷開電源的時間一般不應超過3S；（2）對重要負荷采用“轉(zhuǎn)移負載法”查找；（3）對有兩段及以上的直流母線分網(wǎng)尋找；（4）觀察接地故障是否消失時，應從信號、光子牌和絕緣監(jiān)察表計指示情況綜合判斷，以免誤判斷；（5）處理過程中要防止發(fā)展成兩點接地故障或造成短路，導致誤跳閘；（6）禁止使用燈泡查找直流接地故障；（7）查找故障必須由兩人及以上進行。作好安全監(jiān)護，防止發(fā)生人身觸電；（8）為防止保護誤動作，在瞬時斷開操作、保護電源前，應停用可能誤動的保護。電源恢復后投入保護；（9）若發(fā)生直流接地時，二次回路上正在進行工作，此時應暫停工作。檢查接地是否由工作引起。待查明原因后，再恢復工作。此外，也不允許直流母線電壓過高或過低運行。因為當直流母線電壓過高會造成長期帶電的電氣設備過熱損壞，繼電保護、自動裝置可能誤動；若直流母線電壓過低就會造成斷路器保護動作及自動裝置動作不可靠等現(xiàn)象。因此：①直流系統(tǒng)運行中，若出現(xiàn)母線電壓過低信號時，值班人員就檢查并消除。檢查浮充電流是否正常，直流負荷是否突然增大，蓄電池運行是否正常等。若屬直流負荷突然增大的需及時查明原因，迅速調(diào)整電壓切換開關(guān)，使母線電壓恢復正常值；②當出現(xiàn)母線電壓過高信號時，就降低浮充電流，使母線電壓恢復正常。

2.3.2 其它事故防范措施?，F(xiàn)在系統(tǒng)內(nèi)各類變電站已經(jīng)使用VQC(電壓無功綜合控制)裝置來提高變電站自動控制水平，VQC裝置可以在電網(wǎng)電壓波動較大的情況下，及時調(diào)整變壓器分接頭檔位和投退高壓電容器、電抗器，從而有效地提高電壓質(zhì)量，減少電網(wǎng)電能損耗。但在日常的變電運行當中，也必須要注意幾個方面內(nèi)容，防止正常的運行、操作引發(fā)事故。(1)在涉及VQC裝置采樣用PT停電檢修，其二次側(cè)必須要先并列，如遇有一段母線停電，其PT二次側(cè)根本不并列的情況(母線預試等)，必須要先退出VQC裝置上對應變壓器的自動調(diào)節(jié)分接頭功能；(2)一段母線PT如發(fā)生二次保險熔斷或空氣開關(guān)跳閘時，應立即將VQC裝置切換至手動狀態(tài)，并且嚴禁將兩段母線PT二次并列或聯(lián)絡，防止確有短路故障造成正常PT二次也熔斷。

3 結(jié)束語

故障分析與事故處理可以說是變電運行工作中的一項極為重要的技能，它是保證系統(tǒng)安全運行，減少意外停電時間的關(guān)鍵。這項技能，不僅僅需要牢固的業(yè)務理論知識，更需要豐富的實際工作經(jīng)驗。理論知識要從書本上進行學習；實際經(jīng)驗要從每一次正常操作中摸索，從每一次事故處理中體會，從每一件安全事故通報中分析總結(jié)。

[1]《國家電力調(diào)度通信中心》

[2]《電力系統(tǒng)監(jiān)用技術(shù)》

[3]《防雷保護檢查及分析》