220KV线路单相断线故障探析

覃胜现

广西电网河池供电局 广西 河池 546300

输电线路在发生单相断线且未接触地面后，由于线路轻载的电流与线路保护动作所设定的定值不符合，使微机保护所发出的信号只有呼叫值班人员，而出口跳闸的部分未见有保护动作[1]。若运行值班人员未对线路运行情况严格检查，则会使输电线路一直处于非全相运行的状态中，进而引起零序分量以及负序分量的产生，导致电网在发电、供电以及用电等方面的设备受损，扰乱周围通信系统。所以，探讨预防措施以减少输电线路进行非全相运行的时间显得十分重要。

1.线路故障的原因

导致线路微机保护中呼叫值班人员的字牌发亮的原因有3个，分别是连接片变位、保护动作以及系统故障。在分析故障原因时，可采取排除法进行分析，若故障原因为系统故障，在变电站中，将会有若干条线路的微机保护上显示呼叫值班人员字牌发亮，并发出警号。某变电站微机保护发出单相断线线路保护的警号，在实地检查后证实，是线路一侧的设备A相隔离刀闸处阻波器和引出线的相连导线已烧断。导致烧断的原因是由于相连处未使用配套的线夹与导线，而相连处的电阻偏大，在长期承受大电阻的背景下，相连处表面氧化腐蚀的情况日益加重，导致接头处所承受的电阻日益增加，最终引起发热的情况，使该处导线被烧断[2]。

2.输电线路长时间为非运行状态的原因

双线路微机保护为保护通电线路常常采取的常规设置，将LEP-901A型、LEP-902A型等设为微型保护，而开关保护本体的三相不相同，使用母线电压互感器对电压进行保护。LEP-901A型微机保护通过构建快速Ⅰ段保护作为快速主保护，其构成内容包含了工频变化量距离元件、高频闭锁零序方向元件以及高频闭锁工频变化量方向元件，将两段零序方向过流、接地距离、三段式相间等设置为完整的后备保护[3]。LEP-902A型微机保护也是通过构建快速Ⅰ段保护作为快速主保护，其构成内容与LEP-901A型微机保护有所不同，其中包括了工频变化量距离元件、高频零序元件、高频闭锁距离等，将两段零序方向过流、接地距离、三段式相间等设置为完整的预备保护。

2.1 非全相保护无法充分体现开关处线路的线路故障

输电线路的断路器其本体配置所采取保护动作为三相不一致保护，其中开关处的三相不一致保护是通过对该处的辅助触点直接利用而构成。线路单相有断线故障的情况出现时，若断路器无跳闸保护动作，那么开关三相不一致保护相应的也不会对线路产生保护动作，因此无法充分体现线路产生断线故障的现象。

2.2 尚未开动处于线路保护内部的零序电流Ⅲ段

输电线路在发生单相断线且未接触地面后，由于线路轻载的电流与线路保护动作所设定的定值不符合，导致无法启动线路保护状态，则不会出现相应的跳闸保护动作，不过微机保护将会发出呼叫值班人员的警告信号，此时若运行值班人员不重视线路障碍信号，及时采取措施排除线路故障，将会导致线路故障一直存在。

2.3 直接复归中央屏上的信号

运行值班人员在发现微机保护上的信号时，应对发出信号的原因认真查找，同时对微机保护中所显示的信息、报告进行查看与记录，在对线路保护盘中的信号进行复归处理后，再恢复中央屏的按钮。若运行值班人员还未查找信号发出的原因，对其采取处理措施便直接按下中央屏的复归按钮，则会导致线路再次出现故障时，不会再出现警告信号[4]。

2.4 未能及时对电流表进行切换

一些变电站是在早期所建设的，变电站主控制室中线路控制中央屏中均为各条线路安装了相应的电流表，在电流表的开关处，可随时切换三相线路。一般是切换到B相的位置，对B相电流进行监视，而监控系统所采集电流为B相电流。若值班人员不重视报警信号，将其误认为是由于刮风而导致的放电，则不会联想到是断线故障的情况，未能及时对电流表进行切换。

3.预防对策

（1）基于线路的微机保护，通过突变量算法增加负载电流在断线前的比值，提高零序电流。如此一来，便可对输电线路微机保护中单项单纯的断线保护功能进行完善。因为负荷电流的大小并不会对负载电流在断线前的比值以及零序电流产生影响，因此线路无论是处于单相断线接地或单相单纯断线、重载运行或是轻载运行等状态，均可确保保护灵敏性，切除故障的线路。

若A相断线，则将A相的负荷电流设置为10%的额定负载，那么负载电流在断线前的比值以及零序电流的突变量则为：

由此可见，负荷电流的大小对负载电流在断线前的比值以及零序电流并不会产生影响，△Io可根据5%～10%进行设定[5]。在设定动作时间时，应对错开线路的重合闸以及开关三相不一致的保护动作等时间进行考虑。结合该原理对零序电流的启动原件进行设定，从而确保线路断线故障结果反映的可靠性，并保障周围输电线路的零序过流保护不被影响。

（2）在安装以及检修输电线路时，所使用的线夹与导线必须要配套，而相关人员应严格监督其检修过程与验收过程。

（3）线路保护报警后，运行值班人员应对线路保护盘中的信号采取复归处理，从而保障在线路故障未解决的情况下，线路保护仍可发出报警信号，直到完全解决线路故障的问题。

（4）值班人员在夜间要对输电线路定期巡视，在夜间接头若有发热情况则表现得比较明显，可观察到接头处呈发红状。此外，还可通过红外线测温仪对各个接头处进行定期检测，以掌握线路的发热情况。

（5）对检修、运行值班等人员的专业技能培训教育进行加强，从而提高检修、运行值班等人员的责任心，增强其业务能力、技能水平等。

4.结束语

对于220KV输电线路现阶段所使用的微机保护而言，输电线路在发生单相断线且未接触地面后，由于线路轻载的电流与线路保护动作所设定的定值不符合，使微机保护所发出的信号只有呼叫值班人员，而出口跳闸的部分未见有保护动作，使输电线路有可能一直为非全相运行状态。通过突变量算法增加负载电流在断线前的比值，提高零序电流，那么轻载运行或重载运行、单相断线接地或单相断线未接地等线路故障问题均可解决。

[1]郭开禄,赵希斌,刘爱华.110kV线路非全相运行的分析及应对措施的探讨[J].江西电力 ,2010,34(01)：26-28.

[2]魏爱玉.220kV线路单相断线故障的探讨[J].电力与电工,2012,32(01)：33-35.

[3]陈宇.浅论电力系统运行中的短路故障与短路电流计算[J].中小企业管理与科技(上旬刊 ),2010(09)：308.

[4]汤弋,李晓明,李煜磊.防止500kV线路单相接地保护故障误动的规范校验方法[J].湖北电力 ,2009(03)：19-21.

[5]王宏宇.110kV及以上输电线路故障分析及故障类型判断探讨[J].中国科技投资 ,2013(Z1)：53.