10kV線路正常停電復(fù)送跳閘故障的分析與改進(jìn)

張萌，劉俊達(dá)，吳明明

（國網(wǎng)山東省電力公司莘縣供電公司，山東聊城，252400）

1 案例故障

在2017年10月份。國網(wǎng)莘縣供電公司某供電所針對10kV配電線路進(jìn)行正常的停電檢修，歷經(jīng)了2個小時。在檢修結(jié)束后卻發(fā)現(xiàn)，履行工作終結(jié)手續(xù)時10kV線路復(fù)送失敗。根據(jù)調(diào)控中心反饋信息來看該線路出現(xiàn)了過流保護(hù)的動作，所以造成復(fù)送失敗，經(jīng)過緊急排查工作人員未發(fā)現(xiàn)可疑情況，通過調(diào)控中心再次試送該10kV線路正常運(yùn)行，復(fù)送跳閘故障產(chǎn)生的原因?yàn)檫^流動作導(dǎo)致跳閘。為了解決該故障運(yùn)檢人員通過請示調(diào)控中心，將10kV配電線路的斷路器斷開，然后調(diào)控中心對斷路器10kV手拉手線路進(jìn)行配送，在一個小時之后，原線路試送成功。斷路器也成功拉合，為此線路全面恢復(fù)供電。

2 故障分析

根據(jù)調(diào)控中心的運(yùn)行記錄顯示該段配電線路在上半年負(fù)荷電流在123A左右。而在停電檢修之后，變電站的互感器電流為152A，同時在檢修過程中處于用電高峰期，所以導(dǎo)致10kV配電線路的配電變壓器產(chǎn)生的勵磁涌流，發(fā)生疊加現(xiàn)象，造成了更大的涌流。從而超過了10kV線路設(shè)定的過流保護(hù)定值造成在正常停電檢修之后，發(fā)生復(fù)電失敗的問題。

3 改進(jìn)技術(shù)

3.1 保護(hù)整定原因

由于城市的配電網(wǎng)10kV出線距離比較短，所以很容易增加上下級之間的保護(hù)難度，為此當(dāng)10kV分支線路出線故障短路時，開關(guān)1與開關(guān)2之間的電流值基本一致，因此無法通過設(shè)置不同動作電流值來實(shí)現(xiàn)上下級的保護(hù)配合，除了少部分10kV線路能夠?qū)崿F(xiàn)全線速凍保護(hù)之外，大部分10kV的線路都采用兩端定時的保護(hù)。其中主保護(hù)作為速斷保護(hù)裝置，整定延時為0s，后備保護(hù)為過流保護(hù)，延時的效果必須根據(jù)實(shí)際的故障情況進(jìn)行整定。如果分支線路的短路故障電流較小，能夠通過時間差的后備保護(hù)實(shí)現(xiàn)相互之間的保護(hù)配合。當(dāng)配電網(wǎng)線路比較短，阻抗變小，在發(fā)生故障電路之后可以有效滿足速斷保護(hù)動作的條件。

3.2 開關(guān)性能原因

不同類型的開關(guān)，其性能存在差異。例如：普通的柱上真空開關(guān)，因?yàn)椴捎脧棽贆C(jī)構(gòu)，其動作時間與變電站10kV出線斷路器動作時間基本相同；永磁真空開關(guān)，因?yàn)椴捎糜来艡C(jī)構(gòu)，整組動作時間（保護(hù)動作時間與分閘時間）小于或等于30 ms，小于變電站10kV出線斷路器動作時間，柱上真空開關(guān)典型性能。額定開斷電流/kA 20即使同為采用永磁機(jī)構(gòu)的柱上真空開關(guān)，如果品牌不同，性能也有所不同。

3.3 快速分?jǐn)嚅_關(guān)技術(shù)

10kV線路的柱上真空開關(guān)以及跌落式熔斷器能夠?qū)崿F(xiàn)過流保護(hù)、快速斷開等動作。一次設(shè)備如果根據(jù)分?jǐn)鄷r間進(jìn)行判斷可以分為一半開關(guān)以及快速分?jǐn)嚅_關(guān)等動作?？焖俜?jǐn)嚅_關(guān)就是指在瞬間產(chǎn)生的動作，并且動作完成時間小于30毫秒。柱上真空開關(guān)是10kV線路的重要設(shè)備，能夠針對線路進(jìn)行分?jǐn)嗯c連接。按照操作方式進(jìn)行劃分，柱上真空開關(guān)能夠劃分為彈簧機(jī)構(gòu)和永磁機(jī)構(gòu)，利用彈簧機(jī)構(gòu)的動作能夠在瞬間對真空斷路器進(jìn)行斷開動作。永磁機(jī)構(gòu)作為全新的工作結(jié)構(gòu)，可以有效地克服傳統(tǒng)彈簧機(jī)構(gòu)存在的不足，并且實(shí)現(xiàn)控制分閘的時間小于30毫秒。跌落式熔斷器是10kV線路最常用的開關(guān)，可以有效實(shí)現(xiàn)正常的斷電保護(hù)以及設(shè)備投切的操作。通過跌落式熔斷器能夠?yàn)榕潆娮儔浩鬟M(jìn)行全面保護(hù)，并且切除變壓器的低壓側(cè)故障。在10kV線路中，跌落式熔斷器的應(yīng)用效果非常好。但是跌落式熔斷器還存在很多方面的不足，例如，熔絲的電流特性不良，必須要通過較大的電流才能夠?qū)⑷劢z熔斷。另外很多的廠家生產(chǎn)的跌落式熔斷器做工粗糙，導(dǎo)致上觸頭的彈簧機(jī)構(gòu)性能不良，造成熔管合閘比較困難，也會由于接觸不良而導(dǎo)致火花過熱的問題。熔管在轉(zhuǎn)動的過程中，由于表面粗糙，所以給轉(zhuǎn)動帶來影響，甚至無法及時的切斷電弧。熔管的尺寸以及熔斷器之間的固定接觸部分存在不匹配的問題，也會經(jīng)常出現(xiàn)松動的問題，造成跌落式熔斷器無法正常工作，而且很容易受到大風(fēng)天氣等外力作用產(chǎn)生誤動的問題。合理選用快熔跌落式熔斷器。在10 kV線路的所有公用變壓器的高壓側(cè)，統(tǒng)一安裝快熔跌落式熔斷器，選用時間電流特性良好的熔絲，實(shí)現(xiàn)反時限過流或過負(fù)荷保護(hù)，確保在變壓器故障或低壓側(cè)故障時，及時切除故障點(diǎn)，避免變電站10 kV出現(xiàn)斷路器動作。對于容量在630 kVA以下的專變用戶，要求在產(chǎn)權(quán)分界點(diǎn)上配置快熔跌落式熔斷器，實(shí)現(xiàn)用戶快速分?jǐn)嚅_關(guān)和10 kV線路干線、支線開關(guān)的進(jìn)一步配合，避免因?yàn)橛脩粼O(shè)備原因，造成變電站10 kV出線斷路器跳閘。

3.4 更新10kV配電設(shè)備

設(shè)備的質(zhì)量對于線路運(yùn)行具有非常重要的作用，由于當(dāng)前很多的配電線路設(shè)備都會出現(xiàn)不同程度的老化，這也是引發(fā)跳閘故障的重要原因，為此必須要加強(qiáng)對于10kV配電設(shè)備進(jìn)行及時的更新，避免質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的配電設(shè)備影響整個電力系統(tǒng)的運(yùn)行。例如，必須要針對避雷器和隔離開關(guān)等頻繁使用的部件，或者容易受損的部件進(jìn)行更換，避免這些設(shè)備由于常年不維修而造成的質(zhì)量下降，此外還應(yīng)該針對其它的配電設(shè)備進(jìn)行管理。例如，在停電復(fù)送跳閘故障中，由于10kV配電線路自身的問題而造成的電力故障，則應(yīng)該及時的更換保護(hù)設(shè)備，保護(hù)線路的正常工作，減少跳閘次數(shù)。變電站在停電檢修過程中一定要確保運(yùn)行安全與穩(wěn)定，必須要避免故障的發(fā)生，所以在正常狀態(tài)下必須要加強(qiáng)對于變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的定期檢查和維護(hù)，從而避免因?yàn)橥话l(fā)故障造成電網(wǎng)中斷。變電站的運(yùn)行維護(hù)主要是通過變電站的日常監(jiān)測與護(hù)理，這樣不僅能夠?qū)θ镜娜粘１O(jiān)測修理與維護(hù)工作進(jìn)行全面的保養(yǎng)，而且還能夠增強(qiáng)變電站的運(yùn)行效率，盡可能的避免設(shè)備產(chǎn)生故障等問題。隨著我國變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)自動化運(yùn)行的發(fā)展。