10kV线路事故的快速处理方法

【任务描述】

10 kV 线路属于配电线路,其一端连着变电站,一端连着工厂或居民的10 kV 配电间、配电变压器。 电力系统中存在大量的10 kV 线路,当10 kV 电力线路发生故障时,电能无法从该变电站送给各用户。 值长组织各自学习小组在变电仿真环境下,认真学习运行规程、调度规程,针对10 kV 线路故障进行事故分析,完成事故处理步骤。

【任务准备】

课前预习相关知识部分。 根据变电站主接线和运行方式,经讨论后制订线路事故的处理预案,并独立回答下列问题。

1.说明仿真变电站中10 kV 线路的运行方式。

2.线路故障有哪些类型?

3.10 kV 线路一般配置了哪些保护和自动装置?

4.瞬时性和永久性故障有什么区别?

5.自动重合闸后加速和前加速有什么区别?

6.线路远端故障与近端故障,保护动作有何不同?

7.如果断路器拒动,保护如何动作?

8.在10 kV 线路事故处理中,到现场检查设备时需带哪些安全工器具?

【相关知识】

线路故障在电力系统故障中所占比例较大,对电网影响也较大,同时,线路故障原因很多,情况复杂。 造成线路故障的原因主要有绝缘子闪络,大雾、大雪、雷电、大风等天气原因造成的雷击、风吹摆动、雾闪、冰闪等。

一、线路故障类型

从故障性质来分,可分为短路故障和断线故障。

(1)短路故障

短路故障包括:

①单相接地短路。

②两相短路。

③两相接地短路。

④三相短路。

(2)断线故障

断线故障包括:

①单相断线。

②两相断线。

从故障持续的时间来分,可分为瞬时性故障和永久性故障。

二、线路的保护及自动装置

电力系统采用继电保护及自动装置降低事故的破坏性,对电力系统起到保护作用。

(1)线路的保护配置

继电保护装置是一种由继电器和其他辅助元件构成的安全自动装置。 它能反映电气元件的故障和不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发出信号。

输电线路通常配置电流保护,该保护是一种由电流继电器和其他辅助元件构成的安全自动装置。 它能反映输电线路的故障和不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发出信号。

(2)线路的自动装置

输电线路通常配置自动重合闸装置,自动重合闸装置是将因故障跳开后的断路器按需要自动投入的一种自动装置。 电力系统故障中有一部分是瞬时性故障,自动重合闸装置的采用极大地提高了供电的可靠性,减少了停电损失,而且还提高了电力系统的水平,增强了线路的送电容量。

(3)自动重合闸加速保护动作方式

1)自动重合闸后加速保护

自动重合闸后加速保护一般又简称为“后加速”。 当任一线路发生故障时,首先由故障线路的保护有选择性动作将故障切除;然后由故障线路的自动重合闸装置进行重合。 如果是瞬时故障,则重合成功,线路恢复正常供电;如果是永久性故障,则加速故障线路的保护装置使之不带延时地将故障再次切除。 这样,就在重合闸动作后加速了保护动作,使永久性故障尽快地切除。

2)自动重合闸前加速保护

自动重合闸前加速保护一般简称为“前加速”。 通常用于具有几段串联的辐射形线路中,自动重合闸装置仅装在靠近电源的线路上。 当线路发生故障时,靠近电源侧的保护首先无选择性地瞬时动作跳闸,而后借助自动重合闸来纠正这种非选择性动作。

三、线路瞬时性故障和永久性故障的区别

从保护动作情况、重合闸动作情况、故障录波情况、断路器动作情况、故障时间5 个方面分析,瞬时性和永久性故障的区别见表5-1-1。

表5-1-1　线路瞬时性故障和永久性故障的区别

四、线路事故的主要现象

①事故音响、预告警铃响,线路断路器变位,绿灯闪光故障线路的电流和功率的遥测值发生变化。

②监控系统显示线路保护动作、重合闸动作。

③线路保护屏显示保护动作情况、故障相别、跳闸相别、重合闸动作情况。

④故障录波器启动,录波屏显示故障前后线路的电压、电流波形,记录保护动作情况及断路器位置等开关量信号。

五、线路事故处理的基本原则

①线路故障跳闸,重合闸动作成功时,尽快检查保护动作情况、故障录波和故障测距,尽快到现场检查一次设备,将检查结果汇报调度。

②馈电线路跳闸,重合闸未投或重合不成功时,可试送一次,如果试送不成功,检查设备无异常时,可根据调度命令再试送一次。 有T 接线路,应先拉开T 接线路开关再试送。

③线路故障跳闸,无论重合成功与否,均应对断路器进行详细检查,主要是断路器三相位置、SF6 压力,机构压力等。

④开关偷跳、误跳等站内设备故障引起的线路跳闸,应充分考虑旁路代路方式。

⑤220 kV 线路其中一套保护误动,则申请退出误动保护,根据调度命令恢复线路送电。

六、线路事故处理步骤

①记录事故发生时间、设备名称、开关变位情况、重合闸动作、保护动作信号。

②将上述情况及负荷情况汇报调度。

③检查受事故影响的设备运行状况,主要指双回线路。

④记录保护及自动装置屏上的所有信号,打印故障录波报告和微机保护报告。

⑤现场检查故障线路断路器实际位置,无论重合与否,都应检查断路器及线路侧有无短路、接地、闪络、瓷件破损、爆炸、喷油等现象。

⑥检查站内其他设备有无异常(站用交直流系统、稳措)。

⑦将详细检查情况汇报调度和有关部门。

⑧根据调度命令对故障设备进行隔离,恢复无故障设备运行,将故障设备转检修,做好安全措施。

⑨处理完毕后,填写运行日志,根据检查跳闸、保护动作情况、故障录波报告及处理过程,整理详细的事故处理经过。

七、10 kV 线正常运行方式(以仿真变电站中高兴线304 线路为例)

10 kV 高兴线304 线路的作用是将电能从10 kVⅠ母送给该线路所带负荷。 10 kV 高兴线304 线路正常运行方式。

一次部分:10 kV 高兴线304 线路将电能从10 kVⅠ母送给该线路所带负荷(304 小车开关合上);10 kVⅠ母线由#1 主变通过310 断路器供电。

二次部分:10 kV 配电线路配置了WXH-821 型馈线保护测控装置,能实现电流速断、过电流保护以及三相一次重合闸。(www.xing528.com)

【任务实施】

在仿真机上设置10 kV 线路事故,根据事故处理基本原则及一般程序,通过事故分析,正确写出10 kV 线路事故的处理步骤;并结合《电业安全工作规程》、各级《调度规程》和其他有关规定进行事故处理。

设置事故1:10 kV 高兴线304 线路近端相间瞬时性故障(保护、开关动作正确,重合闸投入)

一、事故分析

①当10 kV 高兴线304 线路近端相间瞬时性故障,保护、断路器动作正确,重合闸投入时,由10 kV 高兴线304 线路电流速断保护动作跳开304 断路器,重合闸重合成功。

②按照事故处理的基本原则及一般程序,分析10 kV 高兴线304 线路近端相间瞬时性故障(保护、断路器动作正确,重合闸投入)的基本处理思路为:一次设备组、二次设备组(每组检查人员不少于2 人)分别对一、二次设备进行检查;10 kV 高兴线304 线路瞬时故障后恢复正常运行。

二、事故处理

通过以上事故分析,遵循《电业安全工作规程》、各级《调度规程》和其他有关规定,正确写出10 kV 高兴线304 线路近端相间瞬时性故障(保护、断路器动作正确,重合闸投入)的处理步骤,并按步骤处理。

①记录事故发生时间及事故现象(一次系统接线图显示的跳闸断路器位置信息和相关表计指示:10 kV 高兴线304 线路电流正常;10 kVⅠ母线电压正常信息;告警信息窗显示的事故总信号;保护与重合闸动作信息;断路器跳闸信息;保护装置动作信息);恢复警报;汇报调度及有关人员(5 min 之内汇报)。

②二次设备组人员检查本站二次设备运行工况,主要检查本站监控机,10 kV 高兴线304 线路保护屏,与监控机核对保护动作无误(10 kV 高兴线304 线路电流速断保护动作,三相一次重合闸动作);记录保护动作情况,复归保护信号。

③一次设备组人员穿绝缘靴,戴绝缘手套、安全帽,到现场检查304 断路器位置(304 断路器在合闸位置)及相关设备(10 kVⅠ母线、短路回路电气间隔设备)均正常。

④作好记录,将“10 kV 高兴线304 线路近端相间瞬时性故障后,恢复正常运行”情况汇报调度。

设置事故2:10 kV 高兴线304 线路近端相间永久性故障(保护、断路器动作正确,重合闸投入)

一、事故分析

当10 kV 高兴线304 线路近端相间永久性故障,保护、断路器动作正确,重合闸投入时,由10 kV 高兴线304 线路电流速断保护动作出口跳开304 断路器,三相一次重合闸动作,10 kV高兴线304 重合闸后加速保护动作使304 断路器重合不成功。 按照事故处理的基本原则及一般程序,分析10 kV 高兴线304 线路近端相间永久性故障(保护、断路器动作正确,重合闸投入)的基本处理思路为:一次设备组、二次设备组(每组检查人员不少于2 人)分别对一、二次设备进行检查;将10 kV 高兴线304 线路永久性故障隔离;将10 kV 高兴线304 线路转检修。

二、事故处理

根据事故处理基本原则及一般程序,通过以上任务分析,正确写出10 kV 高兴线304 线路近端相间永久性故障(保护、断路器动作正确,重合闸投入)的处理步骤见下;并结合《电业安全工作规程》、各级《调度规程》和其他的有关规定进行事故处理。

①记录事故发生时间及事故现象(一次系统接线图显示的跳闸断路器位置信息304 断路器变绿色闪光,相关表计指示10 kV 高兴线304 线路有功、无功、电流均为零;10 kVⅠ母线电压正常信息;告警信息窗显示的事故总信号;保护与重合闸动作信息;断路器跳闸信息;保护装置动作信息);恢复警报;汇报调度及有关人员(5 min 之内汇报)。

②二次设备组人员检查本站二次设备运行工况,主要检查本站监控机,10 kV 高兴线304 线路保护屏,与监控机核对保护动作无误(10 kV 高兴线304 线路电流速断保护动作,三相一次重合闸动作,重合闸后加速保护动作);记录保护动作情况,复归保护信号;复归304手把停止闪光。

③一次设备组人员穿绝缘靴,戴绝缘手套、安全帽,到现场检查304 断路器位置(304 断路器已拉开)及相关设备(10 kVⅠ母线、短路回路电气间隔设备)均正常。

④汇报调度,调度下令对10 kV 高兴线304 线路强送电,试合304 断路器。

⑤试合时电流表冲击,重新出现上述故障现象,作好记录,恢复警报,向调度和有关领导汇报情况。

⑥二次设备组人员再次检查本站二次设备运行工况,主要检查本站监控机,10 kV 高兴线304 线路保护屏,与监控机核对保护动作无误(10 kV 高兴线304 线路电流速断保护动作,三相一次重合闸动作,重合闸后加速保护动作);记录保护动作情况,复归保护信号;复归304 手把停止闪光。

⑦一次设备组人员穿绝缘靴,戴绝缘手套、安全帽,到现场再次检查304 断路器位置(304 断路器已拉开)及相关设备(检查10 kVⅠ母线、短路回路电气间隔设备)均正常。

⑧汇报调度,调度下令将10 kV 高兴线304 线路永久性故障进行隔离(检查304 断路器已拉开;将304 断路器远近控切至近控;将10 kV 高兴线304 断路器小车拉至“试验”位置)。

⑨将10 kV 高兴线304 线路转检修(拉开10 kV 高兴线304 控制电源;拉开10 kV 高兴线304 储能电源;取下10 kV 高兴线304 断路器小车二次插把;将10 kV 高兴线304 断路器小车拉至“检修”位置;在10 kV 高兴线304 断路器柜内下静触头上验明确无电压;合上10 kV高兴线304-1 接地刀闸;检查10 kV 高兴线304-1 接地刀闸已合上;退出10 kV 高兴线304 保护跳闸出口压板、重合闸出口压板;在10 kV 高兴线304KK 把手上挂“禁止合闸,线路有人工作”标示牌)。

⑩将上述情况汇报调度及有关人员,同时准备好10 kV 高兴线304 线路送电的操作票。

设置事故3:10 kV 高兴线304 线路远端相间永久性故障(保护、断路器动作正确,重合闸投入)

一、事故分析

当10 kV 高兴线304 线路远端相间瞬时性故障,保护、断路器动作正确,重合闸投入时,由10 kV 高兴线304 线路过电流保护动作出口跳304 断路器,重合闸重合不成功。 故障现象与事故2:10 kV 高兴线304 线路近端相间永久性故障(保护、断路器动作正确,重合闸投入)相同。

二、事故处理

事故处理方法及步骤与事故2:10 kV 高兴线304 线路近端相间永久性故障(保护、断路器动作正确,重合闸投入)相同。 参见事故2 的处理。

设置事故4:10 kV 高兴线304 线路近端相间永久性故障(304 断路器拒动)

一、事故分析

当10 kV 高兴线304 线路近端相间永久性故障,保护正确动作但断路器拒动时,先后由10 kV 高兴线304 线路电流速断保护、过电流保护动作跳304 断路器,但304 断路器拒动,由上一级保护#1 主变10 kV 复合电压过流动作跳#1 主变10 kV 本侧310 断路器切除故障。 此时,10 kVⅠ母线失压,10 kVⅠ母线电容器组低电压保护动作跳开电容器301、303 断路器。

按照事故处理的基本原则及一般程序,分析10 kV 高兴线304 线路近端相间永久性故障(断路器拒动)的基本处理思路为:一次设备组、二次设备组分别对一、二次设备进行检查;将10 kV 高兴线304 线路永久性故障及拒动断路器304 断路器隔离;恢复Ⅰ主变310 断路器供电及电容器301、303 断路器正常运行;将10 kV 高兴线304 线路及304 断路器转检修。

二、事故处理

通过以上事故分析,遵循《电业安全工作规程》、各级《调度规程》和其他有关规定,正确写出10 kV 高兴线304 线路近端相间永久性故障(304 断路器拒动)的处理步骤,并按步骤处理。

①记录事故发生时间及事故现象(一次系统接线图显示的跳闸断路器位置信息310、301、303 断路器变绿色闪光,相关表计指示和相关表计指示310、301、303 断路器回路有功、无功、电流均显示0 值;10 kVⅠ母线失压,10 kVⅠ母线电压表指示为0;告警信息窗显示的事故总信号;保护与重合闸动作信息;断路器跳闸信息;保护装置动作信息);恢复警报;汇报调度及有关人员(5 min 之内汇报)。

②二次设备组人员检查本站二次设备运行工况,主要检查本站监控机,10 kV 高兴线304 线路保护屏及变压器保护屏保护动作情况并与监控机核对保护动作无误(10 kV 高兴线304 线路电流速断、过电流保护动作,#1 主变10 kV 复合电压过流保护动作,10 k VⅠ母线电容器组低电压保护动作);记录保护动作情况,复归保护信号;复归310、301、303 手把停止闪光。

③一次设备组人员穿绝缘靴,戴绝缘手套、安全帽,到现场检查310、301、303 断路器位置(304 断路器拒动在合闸位置、301、303 断路器已拉开)及相关设备(检查10 kVⅠ母线、310、301、303 断路器及短路回路电气间隔其他设备均无异常)。

④汇报调度,调度下令将10 kV 高兴线304 线路永久性故障及拒动断路器304 断路器进行故障隔离(将304 断路器远近控切至近控,手动拉开304 断路器)。

⑤试合#1 主变310 断路器恢复正常运行(Ⅰ母线电压表指示正常)。

⑥合上电容器301、303 断路器恢复正常运行。

⑦将以上情况作好记录,汇报调度及有关领导,将10 kV 高兴线304 线路及304 断路器转检修(拉开10 kV 高兴线304 控制电源;拉开10 kV 高兴线304 储能电源;取下10 kV 高兴线304 断路器小车二次插把;将10 kV 高兴线304 断路器小车拉至“检修”位置;在10 kV 高兴线304 断路器柜内下静触头上验明确无电压;合上10 kV 高兴线304-1 接地刀闸;检查10 kV高兴线304-1 接地刀闸已合上;退出10 kV 高兴线304 保护跳闸出口压板、重合闸出口压板;在10 kV 高兴线304KK 把手上挂“禁止合闸,线路有人工作”标示牌)。

⑧将上述情况汇报调度及有关人员,同时准备好10 kV 高兴线304 线路及304 断路器送电的操作票。

【拓展提高】

一、输电线路采用自动重合闸装置的作用

①提高输电线路供电可靠性,减少因瞬时性故障停电造成的损失。

②对于双端供电的高压输电线路,可提高系统并列运行的稳定性,从而提高线路的输送容量。

③可以纠正由于断路器本身机构不良,或继电保护误动作而引起的误跳闸。

二、重合闸需退出运行的情形

①断路器的遮断容量小于母线短路容量时,重合闸退出运行。

②断路器故障跳闸次数超过规定,或虽未超过规定,但断路器严重喷油、冒烟等,经调度同意后应将重合闸退出运行。

③线路有带电作业,当值班调度员命令将重合闸退出运行。

④重合闸装置失灵,经调度同意后应将重合闸退出运行。

三、试合断路器注意事项

在10 kV 高兴线304 线路近端相间永久性故障处理过程中,必须在检查304 断路器及相关设备均正常后,经调度同意才能试合304 断路器进行强送电,试合不成功,表明试合在永久性故障的线路上,不允许第二次试合,否则会造成设备损坏,扩大故障。

线路跳闸后,以下情况不宜试合断路器:

①充电运行的线路(空载线路,重合闸退出)。

②试运行线路(新线路送电24 h 后投重合闸)。

③线路跳闸后,备自投正确动作,不影响供电。

④电缆线路。

⑤有带电作业声明不能强送电的线路。

⑥线变组断路器跳闸,重合不成功。

⑦断路器有缺陷或遮断容量不够,或事故跳闸次数累计超过额定。

⑧越级跳闸时,应先查找、判断越级跳闸原因,再隔离恢复。