35kV變電站全停故障處理及預(yù)防

于黎源

（國網(wǎng)山東省電力公司冠縣供電公司，山東 聊城 252500）

在城市化進程不斷加快的背景下，大部分110kV及以上的變電站，其運行更具有自動化、信息化的特征，甚至能夠相應(yīng)的減少工作人員，符合社會發(fā)展的趨勢。但是35kV變電站的運行中，受經(jīng)濟條件、人員素質(zhì)等因素的影響，其總體的自動化水平有待進一步提高，往往需要很多工作人員同時參與到工作中，并以合理的方式進行操作，才能夠保證35kV變電站穩(wěn)定運行，一旦發(fā)生失誤就很可能會產(chǎn)生全停的現(xiàn)象，需要相關(guān)人員加以重視。

1 35kV變電站全停故障案例

（1）故障前運行。結(jié)合圖1所示，35kV變電站中主變高壓側(cè)屬于外橋接線，圖中的301、302、310則為系統(tǒng)中的斷路器，1#、2#為主變運行，321表示35kV變電站中的主要電源。在35kV變電站中，外橋310斷路器在運行中具有穿越功率，10kV母線屬于單母線的接線，同時，336衛(wèi)施線、321衛(wèi)朱線則能夠?qū)?5kV變電站的運行供電，112、113、114線路同樣在35kV變電站中穩(wěn)定運行。下圖1為35kV變電站在發(fā)生全停故障以前的運行狀態(tài)。

圖1 35kV變電站運行示意圖

（2）故障經(jīng)過。在2016年8月份，35kV變電站在運行的過程中，其進線電源線路發(fā)生故障。在發(fā)生故障以后，35kV變電站外橋的310斷路器對I段進行了過流保護。與此同時，35kV變電站中的310斷路器發(fā)生跳閘的動作。在跳閘1秒鐘以后，35kV變電站系統(tǒng)中1#、2#的主變高、低在進行后備后，其在流過I段、II的過程中，就會同時產(chǎn)生相應(yīng)的動作。隨后，35kV變電站中的系統(tǒng)，其101、301、102、302的開關(guān)就自動跳開，進而使得1#、2#主變發(fā)生全停的現(xiàn)象，最終導(dǎo)致35kV變電站發(fā)生全站停電的現(xiàn)象。一旦在35kV變電站的運行中發(fā)生這樣的問題，不僅會影響35kV變電站的經(jīng)濟效益，還會影響變電站管理范圍內(nèi)居民的生活質(zhì)量、生產(chǎn)效率等。

2 35kV變電站全停保護動作的分析

在35kV變電站發(fā)生全停故障以后，其310開關(guān)與1#、2#運行的故障電流有效值發(fā)生了一定的變化。在外橋310斷路器發(fā)生故障時，其中的A、B電流恰恰相反，經(jīng)過對全停故障的深入分析能夠發(fā)現(xiàn)，電流相位、故障電壓之間的相位關(guān)系，以此為基礎(chǔ)可以判斷I段母線側(cè)發(fā)生了接地短路的問題。但是，由于在對35kV變電站全停故障的現(xiàn)場進行檢查時，并沒有在I段母線中發(fā)現(xiàn)接地故障點，所以可以由此斷定故障點的位置在站外線路中。

在故障電流中，其二次有效值為26A，明顯大于35kV變電站中保護動作的電流值，致使310開關(guān)發(fā)生保護動作。結(jié)合35kV變電站發(fā)生全停故障時1#、2#主變的故障電流、電壓，能夠判斷出其外線路的A、B之間存在故障。此時，線路中二次電流的高壓側(cè)有效值為9.7A。另外，低壓側(cè)的二次有效電流則為4.0A，均大于系統(tǒng)的保護值，加之后備保護的設(shè)置一致，所以就會使得兩個主變在同一時間產(chǎn)生跳閘的工作，導(dǎo)致35kV變電站發(fā)生全站停電的問題。

3 35kV變電站全停故障處理及預(yù)防措施

3.1 控制與調(diào)節(jié)

在本案例35kV變電站發(fā)生全停故障以后，為了避免再次發(fā)生類似的故障問題，其相關(guān)的工作人員結(jié)合實際，制定合理的整改方式，主要內(nèi)容如下。

（1）由于35kV變電站基本為居民的生活進行供電，此時將其變壓器的負荷、容量納入考慮、分析的范圍之中，那么就需要在夏季（雷雨多發(fā)）期間，對35kV變電站的運行方式進行改變，即將系統(tǒng)中的1#主變作為備用，并將2#主變作設(shè)置為運行狀態(tài)。通過這樣的方式，能夠保證在發(fā)生故障時，1#主變不會與2#主變同時跳閘，并且能夠在2#主變發(fā)生故障以后，自動投入狀態(tài)，避免發(fā)生全停的問題。

（2）在35kV變電站中，結(jié)合圖1可知，321衛(wèi)朱線為35kV變電站的電源之一，其由朱橋變的220kV進行配置，加之336衛(wèi)施線屬于35kV變電站的內(nèi)接線，其屬于備用進線電源。所以，為了能夠有效解決35kV變電站全停的現(xiàn)象，就需要在對其運行方式進行全面整改，在主變同時運行的基礎(chǔ)上，為了能夠保證保護動作具有選擇性、靈敏性，可以對主變的動作保護時間進行調(diào)整，使其產(chǎn)生一定的時間差。也就是說，1#主變的保護時間不發(fā)生變化，而2#主變的時間則要在原本時間的基礎(chǔ)上，延時為2.5秒。通過這樣的方式，一旦35kV變電站的線路再次發(fā)生短路，其1#主變就會首先將故障切除，同時2#主變則會在帶有負荷的狀態(tài)下進行運行，并不會影響35kV變電站的運行。

（3）除了上述的兩種方式之外，工作人員也可以對35kV變電站中一次接線方式進行改變，同時增加低壓側(cè)母線的分段開關(guān)，將兩臺主變進行分列運行。此時，如果35kV變電站中的衛(wèi)施線發(fā)生故障，那么310母聯(lián)跳閘以后，其1#主變將會停止運行，而2#則會處于正常的運行狀態(tài)，從而有效縮小停電的范圍。在35kV變電站的運行中，雖然采用這樣的方式會導(dǎo)致很多負荷被損失，但是運用這樣的接線方式，能夠有效避免由于低壓側(cè)母線發(fā)生故障而導(dǎo)致全停的問題，保證35kV變電站穩(wěn)定運行，在避免損失自身經(jīng)濟效益的同時，增強社會效益。

3.2 校核相關(guān)參數(shù)

為了保證35kV變電站能夠穩(wěn)定運行，杜絕全停問題的發(fā)生，就需對系統(tǒng)中相關(guān)的參數(shù)進行校核，主要包括接地電阻、耐雷水平等，主要方式包括以下幾點。

（1）及時更換35kV變電站線路中的劣質(zhì)的絕緣子，主要是因為在交變的電廠之中，經(jīng)過長時間的運行絕緣子的整體性能就會逐漸下降，所以需要及時進行更換。

（2）對35kV變電站中易遭受雷擊的桿塔增絕緣子的片數(shù)，提高線路在運行中的耐雷水平，避免由于雷擊而導(dǎo)致35kV變電站發(fā)生全停故障。

（3）按照《交流電氣裝置的過電壓保護和絕緣配合》中的相關(guān)規(guī)定：對于有避雷線的線路，每一根桿塔中都是應(yīng)該將其工頻電阻控制在合理的范圍之內(nèi)。受雷擊的影響，接地電阻的范圍值與感應(yīng)雷過電壓、直擊雷過電壓具有直接的關(guān)系，所以工作人員需要對35kV變電站當前的接地裝置進行改善，合理設(shè)置相關(guān)的參數(shù)，從而有效提高線路運行的穩(wěn)定性。

（4）加大對35kV變電站線路的巡視力度，對接地裝置是否發(fā)生銹蝕等現(xiàn)象進行全面檢查，避免失去接地保護的作用，同時工作人員還需要結(jié)合35kV變電站的運行需求校驗接地電阻，以便將其控制在合理的范圍之內(nèi)。通過這樣的方式，能夠在很大程度上減小35kV變電站桿塔塔頂?shù)碾娢?，增強系統(tǒng)的耐雷性，進而避免發(fā)生全停問題。

3.3 安裝避雷器

對于35kV變電站的運行而言，工作人員可以結(jié)合以下方式將避雷器安裝在系統(tǒng)之中，保證其能夠穩(wěn)定運行，避免發(fā)生全停的現(xiàn)象：

（1）將35kV變電站中發(fā)生故障的線路全部退出系統(tǒng)的運行之中，并對其進行隔離，在保險完全斷開以后，再將其應(yīng)用在35kV變電站之中，從而保證避雷器處于更加穩(wěn)定的狀態(tài)之中，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)運行的保護。

（2）在距離35kV變電站1千米的桿塔中，全線安裝避雷線，并將其與35kV變電站進出線桿塔中的避雷裝置相互連接，充分發(fā)揮避雷器的價值，保護35kV變電站能夠更加穩(wěn)定的運行。

（3）在安裝避雷器的過程中，可以采用環(huán)形電機外帶串聯(lián)間隙金屬氧化物避雷器，將其應(yīng)用在35kV變電站的系統(tǒng)之中，在其感受雷擊或者已經(jīng)被雷擊的情況下，電力系統(tǒng)中的電壓就會直接升高，同時導(dǎo)線、引流環(huán)之間所形成的間隙就會被擊穿，此時避雷器則能夠?qū)⒗讚羲a(chǎn)生的電量釋放出來。在避雷器產(chǎn)生動作時，35kV變電站系統(tǒng)的工頻電流就會沿著雷電流進入地下，此時便發(fā)揮了接地保護的作用，避免35kV變電站發(fā)生全停問題。

（4）在對35kV變電站進行停電檢修的過程中，工作人員可以加強避雷器性能的檢測，全面分析系統(tǒng)中各個細節(jié)的接地保護狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)其中存在安全隱患，就需要第一時間進行處理。

4 結(jié)語

綜上所述，導(dǎo)致35kV變電站發(fā)生全停故障的因素有很多，需要相關(guān)人員依據(jù)具體的原因?qū)ζ溥M行解決。以此為基礎(chǔ)，工作人員在35kV變電站中安裝了避雷器設(shè)備，同時對相關(guān)的設(shè)備進行了精確的校核，并對35kV變電站的運行進行了更加合理的控制、調(diào)節(jié)，能夠在很大程度上保證其運行的穩(wěn)定性，減少了35kV變電站發(fā)生全停故障的頻率，有利于推動國家電網(wǎng)的發(fā)展。所以，為了能夠處理、預(yù)防35kV變電站全停故障，可以將文中的方式應(yīng)用在工作中。