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高壓輸電線路跳閘故障的快速判斷與查找

2011-04-10 10:20:46王樹軍
湖南水利水電 2011年3期
關(guān)鍵詞:鳥害閃絡(luò)測(cè)距

王樹軍 季 寧

(華北電網(wǎng)有限公司承德供電公司 承德市 067000)

1 常見輸電線路故障的大致分類及特點(diǎn)

1.1 雷擊閃絡(luò)故障

據(jù)統(tǒng)計(jì),全國(guó)110kV~500kV線路雷擊造成線路跳閘次數(shù)占全部跳閘總數(shù)的30%~40%,雷擊故障跳閘一直占輸電線路跳閘的第一位。雷擊故障的特點(diǎn)是:

(1)一般發(fā)生在雷雨季節(jié),如華北地區(qū)6~7月份是雷擊故障高峰,8月中旬以后雷擊故障變少;

(2)線路重合閘裝置一般會(huì)重合成功;

(3)單相瞬時(shí)接地故障較多,兩相及三相短路故障相對(duì)較少。

1.2 外力破壞故障

從近幾年國(guó)家電網(wǎng)公司輸電線路故障統(tǒng)計(jì)當(dāng)中,外力破壞故障占線路跳閘故障的第二位,外力破壞故障排在首位的是吊車碰線,其次是違章施工。吊車碰線特點(diǎn):

(1)單相接地故障較多,多為下相;(2)一般發(fā)生在良好天氣下;

(3)故障點(diǎn)多發(fā)生在線路特殊區(qū)段;(4)導(dǎo)線及吊車有明顯放電點(diǎn)。

1.3 鳥害閃絡(luò)故障

鳥害造成的閃絡(luò)多數(shù)是由于鳥糞沿瓷絕緣子串流下造成單相接地,偶爾也有沿桿塔排便后造成橫擔(dān)與導(dǎo)線放電,即空氣閃絡(luò)。鳥害發(fā)生的特點(diǎn):

(1)單相接地故障較多;

(2)多發(fā)生在晴天良好天氣下;

(3)90%以上的鳥害故障點(diǎn)多發(fā)生在河流、水庫(kù)、養(yǎng)魚池、林區(qū)附近,根據(jù)承德供電公司近5年鳥害故障統(tǒng)計(jì),鳥害故障點(diǎn)100%附近都有河流和林區(qū);

(4)根據(jù)經(jīng)驗(yàn),鳥害故障通常發(fā)生在夜間22:00至次日凌晨04:00之問。

1.4 風(fēng)偏接地故障

線路風(fēng)偏故障主要有三種:即倒桿斷線(一般發(fā)生在暴風(fēng)雨且類似龍卷風(fēng)的惡劣氣候條件下)、導(dǎo)線之間或?qū)Ь€對(duì)地放電、遭受外物(樹木、竹子、簡(jiǎn)易草屋頂、地面草席、錫箔紙、塑料薄膜)短路。其特點(diǎn)是:

(1)一般發(fā)生在強(qiáng)風(fēng)天氣,有時(shí)瞬時(shí)風(fēng)速可達(dá)30m/s;

(2)大雨、冰雹等惡劣氣象條件下也時(shí)有發(fā)生,但概率比強(qiáng)風(fēng)氣象條件下少很多;

(3)經(jīng)統(tǒng)計(jì)一般風(fēng)偏跳閘大部分是導(dǎo)線對(duì)邊坡距離不夠造成,少部分為耐張塔引流對(duì)桿塔塔身放電。

1.5 覆冰閃絡(luò)故障

其特點(diǎn)是:

(1)氣溫及導(dǎo)線表面溫度達(dá)到0℃以下,空氣相對(duì)濕度發(fā)生在85%以上,風(fēng)速大于1m/s;

(2)根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)一般多發(fā)生在11月份~次年的3月份之間。

1.6 污閃故障

其特點(diǎn)是:

(1)污閃主要發(fā)生在線路周邊有水泥廠、鐵廠、公路等污源區(qū)域段;

(2)一般易發(fā)生在久旱后突然降溫并出現(xiàn)濃霧或毛毛雨的天氣;

(3)污穢相對(duì)嚴(yán)重的區(qū)域。污閃故障是一種非金屬性接地故障,在故障錄波圖上會(huì)反映出電壓波形有明顯毛刺。

1.7 其他原因

如導(dǎo)線接頭發(fā)熱燒斷故障、變電站站內(nèi)設(shè)備問題、保護(hù)定值計(jì)算整定錯(cuò)誤、保護(hù)誤動(dòng),線路本體設(shè)備問題等等。

2 線路常見故障的大致判斷

線路運(yùn)行部門在接到調(diào)度部門故障查線的通知后,應(yīng)首先根據(jù)線路故障發(fā)生的季節(jié)、時(shí)間、氣候狀況、故障錄波(測(cè)距)數(shù)據(jù)、自動(dòng)重合閘動(dòng)作情況等數(shù)據(jù)對(duì)輸電線路的故障性質(zhì)進(jìn)行初步判斷,必要時(shí)應(yīng)及時(shí)向線路兩端變電站索取故障錄波圖進(jìn)行仔細(xì)分析,然后針對(duì)不同的故障性質(zhì)和線路狀況采取針對(duì)性的故障巡線措施。

(1)天氣狀況。

線路跳閘后,應(yīng)第一時(shí)間取得故障時(shí)的天氣資料,根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)如良好天氣下,無(wú)風(fēng),那么首先排除了雷擊、風(fēng)偏、冰閃的可能,那么外力破壞可能性較大,查線范圍縮小到線路保護(hù)區(qū)內(nèi)各類施工等特殊區(qū)段,如遇雷雨天氣,那雷擊可能性較大。如發(fā)生在良好天氣,無(wú)風(fēng),清晨,那么鳥害的幾率比較大。

(2)保護(hù)動(dòng)作情況。

當(dāng)線路跳閘后,線路運(yùn)行管理人員要及時(shí)與調(diào)度溝通,摸清故障線路保護(hù)動(dòng)作情況,如果電流速斷保護(hù)動(dòng)作,說明故障性質(zhì)比較嚴(yán)重,且發(fā)生范圍在線路首端;如果電流Ⅰ段動(dòng)作,說明線路有故障,且范圍在保護(hù)安裝處線路首端;如果過流Ⅱ(Ⅲ)段動(dòng)作,說明線路有故障,且在全長(zhǎng)范圍內(nèi),重點(diǎn)是未端;如果零序保護(hù)動(dòng)作,說明線路發(fā)生了單相接地故障,在判斷故障性質(zhì)確定故障范圍時(shí),如能根據(jù)保護(hù)動(dòng)作情況并結(jié)合故障錄波圖進(jìn)行綜合分析,則將會(huì)使判斷更加準(zhǔn)確和迅速。

(3)充分利用雷電定位系統(tǒng)。

當(dāng)線路雷擊跳閘后應(yīng)立即查詢雷電定位(LⅠS)系統(tǒng)。根據(jù)線路名稱、跳閘時(shí)間、線路兩側(cè)寬度范圍進(jìn)行查詢,調(diào)取與時(shí)間段相匹配的雷電,雷電定位系統(tǒng)能及時(shí)給出每個(gè)落雷的時(shí)間、強(qiáng)度、位置與線路距離最近的桿號(hào)和距離。

(4)故障線路裝備情況。

故障線路是否安裝避雷器,防雷側(cè)針、連體接地、防鳥裝置、在線檢測(cè)裝置等,如故障線路安裝有避雷器,那么根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)此桿塔號(hào)遭受雷擊的可能性比較小。

(5)線路的故障歷史。

故障線路以往跳閘歷史對(duì)于分析線路故障有一定的借鑒,通過歷史故障分析,可以找出故障線路跳閘的特點(diǎn)、規(guī)律,給故障判斷做出參考。

3 故障實(shí)例分析

(1)故障實(shí)例1。

故障情況:2009年8月27日11∶40,灤周一線220kV線路跳閘,選C相,重合成功,灤河站測(cè)距10.9km,周營(yíng)子站測(cè)距5.3km,調(diào)度12:00通知輸電部迅速查找故障點(diǎn)。

分析1:天氣情況:雷雨天氣,風(fēng)力1~2級(jí),根據(jù)天氣情況初步判斷雷擊可能性較大。

分析2:查詢雷電定位系統(tǒng)及故障錄入波如下:根據(jù)雷電信息統(tǒng)計(jì),8月27日11∶35~11∶45灤周220kV在半徑3km的范圍內(nèi)的雷電總數(shù)為2個(gè),系統(tǒng)跳閘時(shí)雷電定位顯示灤周一線26#~30#塔附近有2個(gè)落雷,最大雷電流為-24.5kA,最小雷電流為-17.7kA。

分析3:計(jì)算測(cè)距情況:根據(jù)測(cè)距情況周營(yíng)子站測(cè)距為5.3km,計(jì)算故障號(hào)為28#,灤河站通過測(cè)距計(jì)算故障號(hào)為29#。

分析4:此線路為新投運(yùn)未滿1年新線路,除全線架設(shè)雙根避雷線外,各類防雷設(shè)施未安裝,遭受雷擊可能性比較大。

綜合分析后制定查詢方案:初步判斷此次故障為雷擊,綜合分析后,故障點(diǎn)在28#左右,巡視小組應(yīng)在28#左右進(jìn)行分組,如未發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn),可再向線路兩側(cè)各拓展幾個(gè)桿塔號(hào),重點(diǎn)查巡絕緣子閃絡(luò)、線夾、導(dǎo)線、鐵塔等雷擊放電點(diǎn)。

查線結(jié)果:當(dāng)日下午15∶00,巡視人員根據(jù)分析情況按分析結(jié)果進(jìn)行線路故障巡視后發(fā)現(xiàn):29#鐵塔C相小號(hào)側(cè)合成絕緣子雷擊閃絡(luò)。

(2)故障實(shí)例2。

故障情況:2010年9月10日16:40,承隆一線兩套主保護(hù)動(dòng)作,選B相,重合成功,承德站測(cè)距31.9km,隆城站測(cè)距32.8km。

分析1:天氣情況:晴,氣溫26.6℃,風(fēng)力1~3級(jí),根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)外力破壞可能性較大,吊車碰線或鳥閃幾率比較大。

分析2:通過雷電定位系統(tǒng)查詢此線路故障時(shí)間段5 km范圍內(nèi)無(wú)雷,故排除雷擊閃絡(luò)的可能。

分析3:經(jīng)分析查閱外部隱患檔案,承隆線附近無(wú)各類違章施工、交叉跨越物滿足要求,排除施工碰線的可能等外力破壞可能。

分析4:根據(jù)保護(hù)測(cè)距情況,承德站保護(hù)測(cè)距為31.9 km,隆城站保護(hù)測(cè)距為32.8km,經(jīng)計(jì)算,故障點(diǎn)范圍應(yīng)在77#至79#段。

分析5:結(jié)合測(cè)距情況,查閱線路技術(shù)資料,承隆一線70#~80#之間跨越武烈河,適宜各類鳥類棲息,因此鳥閃可能性極大。

綜合判斷后制定查線方案:重點(diǎn)查巡77#~79#桿塔,按鳥害故障情況進(jìn)行查巡,巡視人員注意查看耐張桿塔引流及導(dǎo)地線是否存在放電點(diǎn),地面是否有鳥屎等痕跡。

查線結(jié)果:巡視人員到達(dá)重點(diǎn)巡視地段后,立即對(duì)重點(diǎn)地段進(jìn)行故障巡視,17:30,巡視人員登塔后發(fā)現(xiàn)78#塔B相絕緣子和鐵塔橫擔(dān)有多處放電痕跡和鳥糞痕跡,確認(rèn)為78#塔鳥閃。

(3)故障實(shí)例3。

故障情況:2008年3月17日18:39,灤河電廠側(cè)零序一段動(dòng)作,C相,重合成功,袁莊站測(cè)距21.8km,灤電側(cè)測(cè)距0.91km。

分析1:天氣情況:無(wú)風(fēng)、無(wú)雷電、天氣情、傍晚,外力破壞及鳥害可能性較大。

分析2:查詢雷電定位系統(tǒng),故障時(shí)段無(wú)雷,排除雷害可能。

分析3:經(jīng)分析查閱外部隱患檔案,灤河電廠站外各類施工較多,因此違章施工碰線的可能極大。

分析4:保護(hù)動(dòng)作為零序一段,根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)應(yīng)該是線路末端,單相短路。

分析4:通過測(cè)距計(jì)算后,確定故障范圍在袁灤二回線60#~63#范圍,正處于灤河電廠外線路各類施工地段。綜合分析后制定查詢方案:重點(diǎn)查詢?cè)瑸匆痪€60#~63#桿塔,重點(diǎn)查巡各類施工及吊車碰線。

查線結(jié)果:故障發(fā)生后,巡視人員立刻到達(dá)重點(diǎn)巡視地段展開巡視,17:10,巡視人員巡視發(fā)現(xiàn)袁灤一線61#~62#C相導(dǎo)線有約3m的放電點(diǎn)(麻點(diǎn)),導(dǎo)線沒有明顯斷股,最后經(jīng)確認(rèn)某施工單位在線下施工(吊車卸鋼筋)時(shí)吊車碰導(dǎo)線造成線路跳閘故障。

4 結(jié)語(yǔ)

以上所舉故障實(shí)例僅是一些常規(guī)的線路故障的判斷與分析,但線路故障的突發(fā)性、不確定性千差萬(wàn)別,因此故障查找方法不盡相同,應(yīng)具體情況具體分析,特別是線路發(fā)生故障后,查不到故障點(diǎn)的現(xiàn)象也是有的,但隨著電力系統(tǒng)的逐步發(fā)展,高科技技術(shù)逐步被應(yīng)用,如:LⅠS雷電定位系統(tǒng),三維地理信息系統(tǒng)等等,同時(shí)結(jié)合多年來(lái)運(yùn)行積累的經(jīng)驗(yàn),線路故障的查找、分析和判斷應(yīng)該是越來(lái)越進(jìn)步,越來(lái)越科學(xué)化,因此高壓輸電線路的可靠性也必將越來(lái)越高。

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