变电运行中跳闸故障及处理技术

变电运行中跳闸故障及处理技术

陶乾 王晓祥

国网泰安供电公司 山东泰安 271000

摘要：随着二十一世纪第三个十年的到来，我国综合实力逐年提升，社会各个行业也发生着翻天覆地的变化。电能作为社会发展中最重要的能源，同时也是应用最广泛的二次转换能源，已渗入到社会生产生活的各个方面，社会对于供电可靠性的要求达到了前所未有的高度。整体上看，电力网络可分为发电、输电、变电、配电四大组成部分，变电系统作为电力系统中电能转换的中枢环，其重要性不言而喻。如果变电系统发生故障而得不到及时地抢修恢复，会严重影响所在地区的供电可靠性。本文以变电运行中跳闸故障作为主要研究对象，选取典型的跳闸现象进行分析，提出了减少跳闸的方案，并对故障后如何尽可能快速地恢复送电进行了探讨，从而保障电力系统的安全稳定运行。

关键词：变电运行，跳闸，故障处理

变电站是电力系统中对电压和电流进行变换、接受电能并重新分配电能的场所。变电站内的继电保护装置是对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测，从而发出报警信号，或者直接切除故障设备，将其与正常设备隔离，保障正常设备继续安全稳定运行的装置。跳闸是继电保护装置切除故障设备的最直观表现。当某些故障设备被切除后，如果不能及时排除故障恢复运行，或由于继电保护装置异常不能准确切除故障，使跳闸范围扩大或缩小，都会影响供电可靠性。

一、跳闸的原因

1.1线路跳闸

线路跳闸多发生在异常天气下，比如雷雨、大风等，且10kV及以下线路跳闸占绝大多数，其原因多为大风将异物刮上线路引起瞬间或永久接地短路引起。正常天气下发生的线路跳闸现象则跟设备运行时间过长老化有关，如避雷器绝缘老化击穿、线路老化后温度过热导致断线等。除此之外，人为因素也是导致线路跳闸的重要原因，建设工程施工中挖断电缆的现象时有发生。

1.2主变压器跳闸

主变跳闸分为外部故障导致的跳闸和内部故障导致的跳闸。外部故障主要是各侧电流互感器到主变本体之间发生单相接地或相间短路所致；内部故障则比较复杂，主变内部匝间断路、层间短路、铁芯故障、绝缘油劣化等均有可能导致主变跳闸。主变跳闸主要靠差动保护和瓦斯保护进行切除。同时，如果线路故障后拒动，保护越级切除主变，也是导致主变跳闸的原因之一。

1.3母线跳闸

母线跳闸与主变跳闸类似，也存在线路故障拒动时越级切除母线的情况。另外，对于敞开式设备，其母线跳闸的原因与线路跳闸相同，多为异物挂接母线导致接地或短路；而GIS设备母线本身跳闸，多由内部绝缘降低，母线设备对GIS壳体放电所致。

二、减少跳闸的方案

2.1减少线路跳闸

前期规划是减少线路跳闸的重要手段，规划时要尽可能减少同杆架设的线路走向设计。因异物挂接导致跳闸影响一条线路时，与其同杆的线路也极有可能受到次生影响。运行经验表明，当同杆架设的其中一条线路跳闸时，另一条线路也跳闸的概率大于80%。

合理调整巡线频率。由于10kV及以下线路占跳闸总数的90%以上，且这类线路高度较低，很容易受到附近树木影响，在春、夏等植物生长迅速的季节，应相应缩短巡线间隔，发现树障隐患及时处理，避免不必要的跳闸发生，降低跳闸率。

2.2减少主变压器跳闸

通过近几年主变跳闸事故总结分析发现，设备因素导致的接地短路跳闸没有，仅有的跳闸事故也是因运行人员漏拆安全措施、送电后接地所致。因此要进一步加强运维人员专业素养和技能的培训，严格执行安全规程和两票规定，按要求进行倒闸操作。

变压器内部异常的发展变化通过日常巡视无法发现，只能采取定期的油样试验和带电检测的方式进行监测，一旦发现参数异常要及时处理，以免发生更大的损失。

2.3减少母线跳闸

GIS母线因母排处于封闭状态，异物不会导致其接地或短路，不会因此而跳闸。减少这类母线跳闸率的关注点应放在内部的绝缘性能和灭弧能力监测上。除了巡视时检查各SF6气室的压力，记录分析其发展趋势外，还可以通过带电检测（如GIS特高频检测）进行。

对于敞开式母线设备，要时刻注意变电站周边环境，治理清除乱搭乱建现象，对于塑料大棚、彩钢板等材料要重点关注，防止大风天气下其刮上母线引起跳闸。

三、跳闸现象的处理

对于变电站的各类跳闸现象，其处理方案也各不相同，下面通过由简单到复杂的顺序逐个分析。

对于线路跳闸这类简单的跳闸现象：当发生线路跳闸并且重合闸成功时，说明是瞬时故障，断路器重合后线路恢复正常运行，运行人员只需到现场查看后台和保护装置内的动作信号，检查现场一次设备无误后，将保护动作信息汇报给调度即可。当线路跳闸且重合不成功时，运行人员应迅速查看后台的保护信号和开关变位情况，将后台信息上报调度，再现场检查一次设备和保护及自动装置动作情况，打印保护信息及故障录波。判断是否为站内故障导致的跳闸，并将现场一二次设备检查情况汇报调度，同时做好对线路强送和将线路转为检修的双重准备，根据调度命令进行操作。

主变压器跳闸和母线跳闸属于相对复杂的跳闸，此类跳闸应有完整的跳闸处理预案，写入现场专用规程中，并对全体运行人员进行培训。此外还应利用每周的安全活动、每月一次的事故预想和每季度一次的反事故演习，对各类复杂跳闸现象进行强化练习，形成思维定式，提高故障处理效率。

主变压器跳闸，首先判断是本体故障还是越级跳闸导致。如果是差动和瓦斯两套主保护动作，则判断为本体故障。应重点检查变压器本体，如本体油箱是否变形或着火、是否出现喷油现象，检查油色、油位、瓦斯继电器、套管等，如果瓦斯继电器内有气体，则要观察气体的颜色、可燃性，从而明确故障性质。如果上述检查均没有问题，则可暂时判定为保护误动，但具体原因要经变电检修现场核查或试验后确定。将检查情况汇报调度后，根据调度指令把故障主变隔离，通过调整母联或分段开关的运行方式使正常设备恢复供电。如果是后备保护动作主变跳闸，则越级跳闸的可能性较大，重点检查站内有无拒动的线路保护或线路断路器，如果有则将该线路间隔进行隔离，恢复主变和其余正常间隔的供电。

母线跳闸与主变跳闸类似，首先判断是否属于越级跳闸，如果是线路拒动导致的越级跳闸，则采取主变越级跳闸相同的处理方式，即隔离故障设备，恢复正常设备供电。如果是母线本体故障跳闸，重点检查母线本体看能否发现故障点。敞开式设备的母线，因异物搭挂导致跳闸时，将母线转检修后清理异物，恢复对母线的送电。GIS母线无法通过外观检查判断故障点，则应对设备进行拆解或做试验确定故障点后再行处理。对于双母线接线等供电可靠性高的接线方式，应优先恢复无异常母线供电后再对故障母线进行处理。

因电网跳闸导致全站失电后，运行人员应首先恢复站用电系统供电，待站用电恢复后，检查直流系统是否运行正常，若站用电不能恢复，则拉开所有不必要直流负荷，以延长蓄电池供电时间，同时安排专人监视蓄电池运行状况和高压侧进线所在母线情况。然后根据专用规程中全站失电黑启动预案，拉开所有未跳开的断路器，拉开所有母联分段开关，将站内设备分为不同的部分，每个部分保留一条主供电源，该路电源断路器处于合位。主变保持在热备用状态，其所有中性点接地刀闸在合位。迅速简明扼要向调度和主管部门汇报站内情况。待监视人员发现高压侧母线已带电压，立即投入相应母线的变压器，启动站用变，恢复站用交直流系统，后续根据调度指令恢复全站供电。

结束语

从以上三个方面，可以看出变电系统的正常运行与运行人员的专业素养息息相关，加强对变电设备运行的维护，提高相关工作人员业务技能，可以最大程度上降低跳闸带来的损失。电力系统的好坏直接影响到人们的生产生活，在平时的工作中，发现隐患缺陷要及时处理，防患于未然，将跳闸的可能性降至最低，从而保障电力系统安全稳定运行。