变电运行中存在的问题及对策

封耀朋

（中国南方电网超高压输电公司，贵州 贵阳 550000）

1 前言

故障分析与事故处理可以说是变电运行工作中的一项极为重要的技能，它是保证系统安全运行，减少意外停电时间的关键。如何科学正确及时处理事故是变电站运行值班人员一项重要的基本职责。在事故发生时，最忌讳的就是无法保证一个正确的、正常的心态去进行处理。因此要严格按照规程制度办事，要高度负责、集中思想、冷静头脑、沉着果断，在事故处理当中记住4项主要任务：（1）尽快限制事故的发展，消除事故的根源，并解除对人身、电网、设备安全的危险；（2）用一切可能的方法保持电网稳定运行，保证对用户的正常供电；（3）若事故造成站用电源消失，首先切换站用电源或启动备用发电机供电。（4）调整系统的运行方式，使其恢复正常。

2 事故现象及处理

这里介绍一些笔者经历的具有典型意义的事故、处理方法和进行的相关分析。

2.1 线路事故

2.1.1 事故现象。预告信号警铃响，监控机发“220kV山麻Ⅰ回线主一保护装置异常”、“201开关机构故障”信号，无法复归。

分析与处理：当线路保护出现异常，且保护装置不能复归时，应视为线路保护不能正确动作，一旦该条线路发生故障，就可能导致停电范围扩大、运行设备损坏等事故。因此应立即联系调度将220kV山麻Ⅰ回线转为冷备用状态，退出主一保护，由检修人员处理故障。运行人员记录故障发生的时间和所发光字信号，并复归信号。由于此时201开关机构故障导致不能进行正常的分合，所以考虑通过倒母线的方法将故障开关隔离。联系调度将220kV山麻Ⅰ回线所在的220kV#Ⅰ母线上所有线路倒至220kV#Ⅰ母线上运行，并断开#1母线PT二次侧空气开关，用母联210开关断开山麻Ⅰ回线负荷（之前应联系调度转移其负荷），再解锁拉开故障开关两侧刀闸将故障开关隔离，然后通知检修人员前来处理。

扩展分析：多重故障同时发生的可能性虽然不大，但作为运行人员仍须做好准备。像这一故障的发生与处理，也有一些需要注意的方面。（1）当将220kV山麻Ⅰ回线转为冷备用状态时，按照有关规定，允许用刀闸断开电容电流不大于5A的空载线路。但如若没有征得调度的许可，即使电流显示为0，也不可随意用故障开关两侧刀闸进行隔离。（2）按照仿真变电站的保护接线方法，当进行倒母线操作前，应将所有开关的二次侧电压空气开关切换至另一条母线上，完成这一步时需要注意先退出与电压有关的常规保护，如距离保护、复合电压闭锁过流保护(复合电压闭锁元件)、方向元件等，切换完毕后再重新投入。若保护带有电压切换继电器，则不用进行上述操作，因电压切换继电器是根据一次侧系统运行方式的变更，由一次侧刀闸来控制电压切换继电器从而完成二次回路对电压采样的切换，最终使二次回路运行方式与一次系统保持一致。（3）在操作母线侧刀闸前，要将母联210开关直流操作电源停用，操作完后迅速恢复。在这里停用母联开关直流操作电源目的是防止其它保护(如母差保护)误动跳开了母联开关，若两条母线电压不平衡时合刀闸产生大电流会形成弧光短路，发生事故。

2.1.2 事故现象。预告信号警铃响，监控机发“35kVⅠ母线接地”、“35kVⅡ母线接地”信号，35kV母线电压表指示：Ua=0；Ub=Uc=35kV。

分析与处理：此时全站处于正常运行接线方式下，由于35kV系统接线方式为中性点不接地运行方式，当出现线路单相接地时，故障相电压降为0，非故障相电压均升高3倍，变为线电压数值。由于此时系统仍处于对称运行状态下(如图1：设A相接地，可理解为有一与A相电压相等方向相反的电压与之平衡，图中的-A，它分别与B、C相电压进行相量相加，使相电压数值升为线电压值，如图1中的B'、C'。)，加之35kV设备可承受线电压的数值继续运行一段时间，为保证对用户的持续供电，所以开关设计并不跳闸。但由于设备的寿命与过负荷的大小、时间密切相关，所以在此情况下只可坚持运行2h，在此期间必须尽快查到接地故障点，并进行相应的消除工作。对于运行人员，首先要记录故障时间、接地相别、接地时母线三相电压值，并复归信号，向调度人员汇报，然后对35kV系统运行设备进行巡视，检查有无异常现象，以确定接地点的位置。此时应通过调度先拉开分段311开关确认故障发生在Ⅰ段母线，再瞬间拉合该段母线上各间隔开关确定故障间隔。当拉开312开关间隔时，检查发现35kV母线电压A、B、C三相均恢复正常值。汇报调度，根据调令将312开关间隔由运行状态转为检修状态，再合上分段311开关，最后通知检修人员处理。

图1

扩展分析：这种运行故障是在恶劣天气下常见的，也是极易处理的，但在处理过程中，却有着不少值得注意的方面。（1）故障发生后，要对站内设备认真巡视检查，防止人为误判断而延误事故处理时间；（2）查找接地线路时，应依照各间隔的重要性，逐次断开检查。检查时应依据调度命令，根据间隔长短、复杂性等因素逐次断开开关并快速恢复；（3）当按停电计划检修变压器时，35kV两段母线负荷由另一台未停电变压器通过分段联接提供，此时不可断开分段311开关来检查故障母线，否则将造成不应有的停电，扩大了事故。就这一点而言，强调当班人员必须熟悉值班期间的电气设备运行接线方式是极为科学与重要的；（4）当各间隔逐次拉合后，光字信号一直未消失，则此时应考虑两条以上间隔同名相同时有接地或在开关至母线之间有接地现象(后者经对站内设备的巡视检查可以及时发现)，当然这种情况首先要排除主变35kV进线侧线路无故障，而且类似这种多条线路同名相接地的状况并不多见；（5）有一点易被忽视，就是在查明故障点并进行了相应处理后，要合上分段开关，恢复正常运行接线方式。

2.2 变电事故

现象：事故音响喇叭响，监控机发“#1主变高压侧5011开关跳闸”、“#1主变中压侧211开关跳闸”、“#1主变低压侧301开关跳闸”信号，其绿灯闪光；“主变压器差动保护动作”、“保护跳闸总出口”光字牌亮。

处理与分析：主变差动保护的范围是主变三侧开关CT以内的部分，事故发生后，运行人员应记录故障时间，跳闸开关的名称、编号，保护装置动作情况，复归信号，然后检查差动保护的动作范围内的设备现场情况，发现#1号主变套管500kV侧B、C两相有明显闪络的痕迹。将所有收集与检查的情况向调度人员汇报，根据调度人员的指令将#1号主变由热备用状态转为检修状态。

扩展分析：这一事故情况，现象明显，判断相对容易，但关键要注意主变的中性点接线方式。电力系统中性点的工作方式是综合考虑供电可靠性、系统绝缘水平、系统过电压、继电保护的要求、对通信线路的干扰以及系统稳定运行的要求等因素确定的。而当110kV及以上电压等级电网采用中性点直接接地方式时，这种方式在发生一点接地时就构成接地短路，出现零序电流和零序电压，因此就可以根据有无零序分量来判断是否发生接地短路。当进一步分析，中性点不接地变压器在发生接地故障时，对分级绝缘变压器将带来危害。假设线路上发生单相接地短路，接地变压器由于零序电流保护动作而切除；不接地变压器仍带接地故障点运行，将会产生危险的过电压，若该变压器为分级绝缘变压器，则会因中性点绝缘的耐压水平较低而使中性点绝缘在过电压作用下损坏，这时要及时合上中性点接地刀闸已然来不及了（若有中性点接地刀闸），更何况发生接地故障时，是不允许操作刀闸的。所以，必须要设置中性点不接地零序电流和间隙零序电压保护，当系统发生接地故障时，第一时间感受故障参数，先切除中性点不接地变压器，再根据故障点存在情况，决定是否断开中性点接地变压器。在对事故现象的判断上，一旦发生因不接地零序电流和间隙零序电压保护动作切除变压器的情况，则说明其故障点在线路上，清楚这一点，并向调度汇报，从而保证故障点的正确隔离。

2.3 其它事故

2.3.1 直流系统。在变电站的值班工作中，保证直流系统及蓄电池的正常运行是至关重要的。直流系统运行当中发生一点接地时，仍能继续运行。但是这种接地故障必须及时发现，及时排除，否则当发生另一点接地时，就有可能引起信号、控制、保护回路的不正确动作。如果是直流正极发生一点接地，可能会因另一点接地造成跳闸线圈中流过电流而使断路器误跳闸；如果是直流负极发生一点接地，就可能会因另一点接地造成跳闸线圈被短接而引起断路器拒跳闸。因此在运行值班过程中要重视直流系统的运行，加强在线监测,迅速查找并排除接地故障,杜绝因直流系统接地而引起的电力系统故障。直流系统发生接地后一般只允许连续运行2h，以便查找清除故障点。查找故障点时应注意：（1）对直流母线上不太重要的分路采用“瞬时停电法”查找。且查找时，应征得调度同意。断开电源的时间一般不应超过3S；（2）对重要负荷采用“转移负载法”查找；（3）对有两段及以上的直流母线分网寻找；（4）观察接地故障是否消失时，应从信号、光子牌和绝缘监察表计指示情况综合判断，以免误判断；（5）处理过程中要防止发展成两点接地故障或造成短路，导致误跳闸；（6）禁止使用灯泡查找直流接地故障；（7）查找故障必须由两人及以上进行。作好安全监护，防止发生人身触电；（8）为防止保护误动作，在瞬时断开操作、保护电源前，应停用可能误动的保护。电源恢复后投入保护；（9）若发生直流接地时，二次回路上正在进行工作，此时应暂停工作。检查接地是否由工作引起。待查明原因后，再恢复工作。此外，也不允许直流母线电压过高或过低运行。因为当直流母线电压过高会造成长期带电的电气设备过热损坏，继电保护、自动装置可能误动；若直流母线电压过低就会造成断路器保护动作及自动装置动作不可靠等现象。因此：①直流系统运行中，若出现母线电压过低信号时，值班人员就检查并消除。检查浮充电流是否正常，直流负荷是否突然增大，蓄电池运行是否正常等。若属直流负荷突然增大的需及时查明原因，迅速调整电压切换开关，使母线电压恢复正常值；②当出现母线电压过高信号时，就降低浮充电流，使母线电压恢复正常。

2.3.2 其它事故防范措施。现在系统内各类变电站已经使用VQC(电压无功综合控制)装置来提高变电站自动控制水平，VQC装置可以在电网电压波动较大的情况下，及时调整变压器分接头档位和投退高压电容器、电抗器，从而有效地提高电压质量，减少电网电能损耗。但在日常的变电运行当中，也必须要注意几个方面内容，防止正常的运行、操作引发事故。(1)在涉及VQC装置采样用PT停电检修，其二次侧必须要先并列，如遇有一段母线停电，其PT二次侧根本不并列的情况(母线预试等)，必须要先退出VQC装置上对应变压器的自动调节分接头功能；(2)一段母线PT如发生二次保险熔断或空气开关跳闸时，应立即将VQC装置切换至手动状态，并且严禁将两段母线PT二次并列或联络，防止确有短路故障造成正常PT二次也熔断。

3 结束语

故障分析与事故处理可以说是变电运行工作中的一项极为重要的技能，它是保证系统安全运行，减少意外停电时间的关键。这项技能，不仅仅需要牢固的业务理论知识，更需要丰富的实际工作经验。理论知识要从书本上进行学习；实际经验要从每一次正常操作中摸索，从每一次事故处理中体会，从每一件安全事故通报中分析总结。

[1]《国家电力调度通信中心》

[2]《电力系统监用技术》

[3]《防雷保护检查及分析》