变电站非跳闸故障与故障跳闸分析

在变电运行中往往会发生设备故障及系统故障，设备故障可能发展为系统故障，影响整个系统的稳定性，而系统故障又能使某些设备损坏。因此，变电站一旦发生故障，运行值班人员应尽快做出正确的判断，包括确定发生故障的设备、判断故障的范围、故障的性质以及初步判别故障产生的原因，同时及早向相关调度员汇报现场情况，按照调度命令进行处理。而要正确实施这一过程，处理中对事故性质的判断很重要。
　　一、非跳闸故障
　　（一）常见的非跳闸故障分析
　　变电站常见的非跳闸故障主要有10kV系统接地、PT熔丝熔断、谐振、线路断线等故障。在不直接接地和经消弧线圈接地的小电流接地系统中，发生这四种故障时，测控装置一般都会发出"10kV系统接地"信号。这是因为在小电流接地系统的母线PT辅助线圈的开口三角接有电压继电器，系统三相平衡运行时开口三角电压近于零。当发生系统接地、PT高压保险熔断、铁磁谐振、线路断线时，三相电压发生不平衡：当开口三角电压达到整定值时，电压继电器动作，发接地信号。因此，仅以接地信号还不能断定故障的性质，还应结合其他现象来判断：
　　1、当母线遥测电压有一相或两相电压为零，其他两相或一相为相电压者为PT 熔丝熔断；区分高压熔丝还是二次回路问题需要现场测量PT二次端子来判断。更换高压熔丝后若再次熔断则应将PT退出运行，将PT二次并列待检修处理。
　　2、当母线遥测电压有一相降低或为零，另两相超过相电压而小于等于线电压者为单相接地。10kV不接地系统单相接地时允许不间断运行2小时，因此有充足的时间查找接地线路。若没有接地选线装置时，可采用试拉法、试送法，断开母联缩小查找范围等方法进行查找。
　　3、当遥测电压有一相降低，两相升高达到线电压或以上或三相都超过相电压且有明显波动者为谐振。由于电压互感器是一种铁磁元件，正常情况下不饱和，电感很大。若线路发生瞬间的弧光接地或断路器的突然合闸时，电压瞬间升高导致电压互感器趋于饱和，其电感急剧下降，使自振频率接近电源频率，就产生铁磁谐振。一般谐振可通过投退接地变补偿或系统合解环来消除。
　　（二）针对不同故障应采取不同处理方法
　　我们在运行当中出现母线电压不平衡的现象，要通过电压、电流值、现场巡视等综合判断，找出原因，排除故障。归纳后如表一。
　　二、跳闸故障
　　（一）单一线路开关跳闸
　　单一开关跳闸后，应检查保护动作、开关变位情况，主保护是否动作，检查范围从线路CT至出线。若没有异常再重点检查跳闸开关，检查三相拐臂和开关位置指示器：如为弹簧机构要检查弹簧储能是否正常，如为液压机构要检查压力是否正常。如果重合闸没有动作，负荷比较重要的非电缆线路可申请强送一次。
　　（二）主变低压侧开关跳闸
　　主变低压开关跳闸有三种情况：母线故障、越级跳闸、开关误动。具体是哪一种情况要通过对二次侧和一次设备检查来分析判断。当主变（一般为三圈变）低压侧过流保护动作，可通过检查保护动作情况和对站内设备的检查进行初步的判断。检查保护时，不仅要检查主变的保护还要检查线路的保护。
　　（三）主变三侧开关跳闸
　　主变三侧开关跳闸原因：（1）主变内部故障；（2）主变差动区故障；（3）主变低压侧母线故障因故障侧主开关拒动或低压侧过流保护拒动而造成越级；（4）主变低压侧母线所连接线路发生故障，因本线路保护拒动或是保护动作而开关拒动，同时主变低压侧过流保护拒动或是主开关拒动造成二级越级。具体故障原因应通过对保护动作信号和一次设备进行检查来分析判断。
　　1、主变瓦斯保护动作
　　如果瓦斯保护动作，可以断定是变压器内部发生故障或二次回路故障，重点检查变压器本身有无着火、变形；检查压力释放阀是否动作、喷油；检查呼吸器是否喷油；检查二次回路有无短路、接地等。瓦斯继电器内有气体要取气，根据气体的颜色及可燃性判断故障性质。
　　2、差动保护动作
　　如果是差动保护动作，一次设备的检查范围为主变三侧主CT间（差动区），包括主变压器。差动保护能反映主变内部线圈匝间、相问短路，因此，当差动保护动作后，应对主变做细致检查，包括油色、油位、瓦斯继电器、套管等。如果检查结果是主变和差动区都无异常，可以判断为保护误动。
　　3、主变高压侧复合电压闭锁过流保护动作
　　这点分析很复杂，因这与主变低压侧保护配置有直接关系，也与变压器运行方式相关。一般来说，保护配置有两种情况：（1）主变低压侧配有独立的过流保护（三圈变）；（2）主变低压侧和高压侧共用一套保护（自耦变）。下面以两台220kV 主变的220kV、110kV 侧并列运行，10kV侧分列运行，主变各侧都有独立的复合电压闭锁过流保护的系统来分析。当某一台主变三侧发生跳闸，检查保护动作情况，假设下列几种情况。
　　（1）主变220kV侧复合电压闭锁过流保护动作，其它保护均没动作。此时，要对主变的二次设备进行全面的检查，检查主变差动、重瓦斯保护压板、10kV过流保护压板是否漏投，检查主变10kV 侧开关操作直流是否良好。一般情况下，主变220kV侧复合电压闭锁过流保护动作有如下原因：a.主变内部或差动区故障，瓦斯、差动保护拒动；b.低压侧母线故障，主变对应的过流保护拒动越级至主变；c.10kV线路故障，线路保护拒动、主变10kV侧过流保护拒动越级至主变。可以排除的是110kV母线故障。分析保护动作原因后，有针对性的巡视检查设备，范围是主变10kV主CT至10kV一段母线至一段母线所连接各线路出口，即主变220kV侧过流保护的所有保护都应检查。
　　（2）主变220kV侧复合电压闭锁过流保护动作，同时主变10kV侧过流保护动作。主变10kV侧过流保护动作而10kV侧开关没有跳闸，可判断为10kV一段母线故障开关拒动或线路故障保护拒动越级，又因主变10kV侧主开关拒动而越级至主变高压侧此种现象的一次设备重点检查范围为主变10kV主CT至10kV一段母线至一段母线所连接各线路出口。二次设备重点检查10kV一段母线连接各线路的保护压板是否有漏投或接触不良，检查是否有控制回路断线而造成保护拒动。
　　（3）主变220kV侧复合电压闭锁过流保护动作，同时伴有线路速断保护动作或速断、过流均动作。这可以判断为线路故障，保护动作，故障线路开关拒动越级至主变10kV侧，同时因主变10kV侧过流保护拒动而越级至主变220kV侧。此现象使得故障检查范围缩小。对于一次设备，重点检查发生保护动作线路CT 至线路出口：对于二次设备，重点检查主变10kV侧过流保护压板是否漏投或接触不良，或开关控回是否断线。
　　除按照以上方法进行故障判断外，对可能的故障范围内的一次设备进行仔细的检查尤为重要，尽早发现设备短路烧蚀情况，对判明故障原因有重要作用，以便于尽快隔离故障，恢复无故障设备的运行。
　　三、结束语
　　变电站作为电力系统的骨架，一旦发生故障，轻者影响对用户的正常供电及设备的损坏；重则导致电力系统振荡或瓦解，造成大面积停电，对国民经济建设和人民生命财产构成严重威胁。因此， 变电站一旦发生故障，运行、调度人员应尽快做出正确的判断， 判明故障的设备、故障的范围、性质， 隔离故障设备并尽速恢复无故障设备的运行， 再处理故障设备， 是保证电网可靠经济运行的重要环节。