变电运行中跳闸故障及处理技术分析

徐子兴

（广东电网有限责任公司梅州供电局，广东 梅州 514021）

1 变电运行与跳闸故障基础概念分析

所谓的变电运行是指国家电力系统建设过程中已对输电电压等级进行了明确划分，如35 kV、60 kV、110 kV、220 kV以及500 kV等。输电电压等级不同决定着配电电压等级也存在差异，如35 kV、60 kV以及110 kV等。但是，用电部门规定，高压用电器额定电压需控制在3～15 kV范围内，低压用电器额定电压为110 kV、220 kV和380 kV。为适应每种用电器需要，电压需经过设备处理将电压转换成与用电器匹配的电压，这个过程被称为变电运行。

所谓的跳闸故障是指在电力系统运行过程中由特殊原因导致的电路自主断开，这种情况被称为变电调整。但是，电路出现故障未出现自动断开，启动继电保护装置发挥保护作用，自动断开故障电路，将跳闸故障的影响控制在小范围内，这是变电运行保护电路稳定的主要思路。

2 变电运行中跳闸故障现象

2.1 单一线路开关跳闸

现阶段，电力系统的构成极为复杂，存在多条线路网络，且各线路网络之间在性质上存在差异，极易因互相干扰等问题出现跳闸故障，导致系统运行稳定性与安全性受到影响。其中，单一线路开关跳闸的出现频率相对较高。造成这种故障的原因较多，如线路布置不规范、线路断裂、线路接地出现问题、避雷器装置缺损以及外力因素等。

2.2 主变三侧开关跳闸

主变三侧开关跳闸属于性质更严重的跳闸故障，主要是由低侧压、高侧压以及系统故障等多因素综合作用造成的。这类故障出现后会严重干扰电力系统的运行，但通过有效的保护措施能够有效降低该故障的发生率，如瓦斯保护。

2.3 主变后备动作单侧开关跳闸

主变后备动作单侧开关跳闸发生后将会出现主变压器三边高压侧同时出现过电流情况，导致该故障出现的原因通常为总线出现故障、开关出现故障和超越跳闸问题。这种故障的处理极为复杂，必须全面检测二次侧，找到出现跳闸故障的直接原因，才能有效处理故障[1]。

3 变电运行中跳闸故障原因分类

从跳闸故障现象来看，造成跳闸故障的原因主要有以下几个方面。

3.1 变电系统自身因素

3.1.1 设备故障

电力系统长期处于高负荷运行状态，供电设备老化较快，且随着变配电系统运行效率的提升，供电设备日常损耗随之提升，老化状况出现更加频繁[2]。而设备老化问题将导致线路磨损更加严重，进而导致出现跳闸故障。

3.1.2 继电保护工作缺位

继电保护装置（见图1）是保护配电系统稳定运行的重要装置，在发生跳闸故障后，能够保护其他线路不受影响继续运行，有效控制故障范围。但是，由于电力系统建设环境复杂，受温度、湿度等多方面因素的影响，继电保护也存在失灵或错误判断情况，加之现阶段诸多电力系统中出现继电保护不完善的情况，无法在跳闸故障发生后提供有效的保护。

图1 继电保护原理图

3.1.3 线路载荷过大

配电系统的稳定运行是实现其所负责区域稳定供电的关键，但在同一供电区域内电能使用量存在差异，形成用电高峰。这时电能转化效率将有所降低，出现不满足该地区用电需求的情况，导致系统内配电机组的负载急剧上升。当超过变压器组所能承载的范围时，将造成变压器组损坏，直接损坏内部线圈，导致线路出现跳闸[3]。

3.2 管理因素

3.2.1 日常维护工作未落实

科学的维护与保养能够及时发现变电运行中线路的异常情况，从而及时采取有效的处理措施规避跳闸故障的出现。但是，由于电力系统维养工作复杂、维养工作范围大，尤其是很多处于荒郊野岭的变电站，维养工作落实存在极大困难，导致诸多线路长时间得不到养护。此外，电力系统对于日常维养工作缺少明确的标准与要求，导致维养工作无法发挥作用。

3.2.2 运营人员认知不足

实际工作中，变电运营人员未充分认识到用电安全的重要作用，加之变电维护工作任务量繁重，操作过于复杂，易在思想上出现倦怠，无法保障变电日常运营工作的全面性和有效性。

3.3 外界因素

3.3.1 环境因素

变电系统运行环境是影响系统运行效果的重要因素之一。变电运行处于露天环境中，环境作为不可控因素，多变且不可预测。在大风、雷暴、暴雨等恶劣天气条件下，线路本身易受到破坏与影响。因线路位移无法发挥空气绝缘作用或因线路交叉出现短路，导致电路跳闸。此外，城市建设中也存在扰动变电系统运行环境因素，如城市建设导致电缆遭到破坏，也将因线路短路引发跳闸故障。

3.3.2 外力因素

交通事故、人为破坏等外力破坏导致变电系统设备、线路受到损害现象频繁出现，也是诱发跳闸故障的常见原因。

4 变电运行中跳闸故障处理技术

对跳闸故障的处理主要是为了快速判断故障类型与故障位置，避免耽误处理而导致故障升级。从线路跳闸故障的发生规律来看，跳闸故障在用电高峰期发生几率较高。

4.1 变电运行跳闸故障判断技术

变电系统出现跳闸故障时，需要根据故障实际情况和变电运行环境判断跳闸故障类型，为故障检查与处理提供可靠依据。首先，确定故障性质，可利用故障分析时形成的录波图展开分析。其次，根据系统保护动作发生情况，判断故障发生的大致位置。例如，线路跳闸后电流速断代表系统内保护装置发挥作用，这类故障最严重，故障点通常位于电路首端。最后，根据运行环境精准定位故障位置。跳闸故障出现后，在故障现场先判断天气条件，排除是否由外力因素导致故障。在无外力因素影响下，在跳闸范围内基于故障性质与类型的判断定位故障点。如果天气条件较差，可考虑是否因天气因素导致变电设备故障或线路损坏引发故障。这类问题故障点判断存在难度，无准确判断条件时需逐段排查。

4.2 变电运行跳闸故障处理技术

4.2.1 单一线路开关跳闸故障处理技术

这种故障的处理技术简单，但处理过程较为复杂。由于需要准确判断出现故障的线路，在发现故障后要展开电力系统的全面排查，确定具体的故障点。通常电力系统中有线路出现跳闸故障会显示异常点位，大概率为故障点位，可以直接进行检查。但是，有些系统中无明显显示异常点位，需要根据跳闸故障发生后的线路保护动作、消弧线圈情况分析保护类型，测试距离，从而确定故障位置。故障位置确定后，可以直接根据故障出现原因进行相关处理[4]。

4.2.2 主变三侧开关跳闸故障处理技术

所有跳闸故障出现后，都需要确定具体的故障位置才能够进行故障处理。但是，故障处理方法上存在明显差异，对主变三侧开关跳闸故障的处理需要采取逐级排查方法进行故障位置确定。如果系统中对主变采用了瓦斯保护（如图2所示），要先排查变电器系统的状态，从而明确故障发生在变电器内部或外部。无任何异常后，还需要检查变电器铁芯情况，均无问题后可以排除变电器出现故障。检查后应进行继电器排查，了解继电器内部气体聚集情况。若检查结果为存在气体，那么气体的出现则可能是导致跳闸故障的直接因素[5]。此外，还需要检查变电器与继电器本身的完好性，如出现漏油、损坏、变质等情况也将导致出现跳闸问题。

图2 瓦斯保护示意图

4.2.3 主变后备动作单侧开关跳闸故障处理技术

跳闸现象不同，产生的影响也存在差异。在处理跳闸故障过程中，需要根据故障后系统运行情况与设备的状态了解具体的故障原因，采取有针对性的处理措施。在主变后备动作单侧开关跳闸故障出现后，应先检查故障发生后保护动作情况。如果没有保护动作，检查短路电流通过情况。检测后发现该类现象确实存在，则需要通过专项检查逐一排除干扰因素。专项检查无问题后，则需要检查二次设备电流情况、保险情况以及压板情况[6]。

此外，在采取处理技术的同时，还需要配合有效的管理手段，保障处理技术的有效落实。从现阶段变电运行中跳闸故障的发生原因看，维养工作缺位和继电保护工作落实不到位都是由于管理工作不严格造成的。面对这样的情况，单一采用技术手段无法保障故障处理效果，且对于跳闸故障并非简单的处理，应基于电力系统安全运行目标彻底规避故障。采取有效的管理手段，为维养工作的开展制定标准化、规划化依据，可以督促落实相关预防工作[7]。维养工作可以直接发现变电运行中存在的异常情况并采取有效措施，如及时更换老旧设备、更换存在损坏或破损的线路、完善继电保护组织等，在跳闸故障出现前预防故障，从而从根本上避免跳闸故障的出现[7]。此外，加强管理能够及时发现电力部门日常工作中存在的不足，及时组织技术人员进行专业培训，将先进的技术手段以及工作方法运用于跳闸故障处理与预防中，提升故障处理与预防效率，并强化技术人员的责任意识，按照要求定期落实维养工作，加强故障预防效果。

5 结 论

电力系统的稳定运行具有丰富的社会效益、生态效益和经济效益，对社会的正常运行与发展具有重要影响。但是，变电运行中跳闸故障的出现严重危害电力系统的安全性和稳定性，影响电力系统的效益实现。因此，通过对变电运行中跳闸故障与处理技术的探究，了解其具体故障现象和故障产生原因，寻找有效的处理对策，优化处理技术方案，为电力系统提供充足保护。