35kV线路断线及相继故障的处理分析.doc

1、135kV 线路断线及相继故障的处理分析摘要：35kV 线路出现故障的几率不多，因此出现这一问题判断的难度较大，且引起的危害性较大。文章结合实践经验与相关实例，对这类问题进行了详细的分析。 关键词：35kV 线路；线路断线；相继故障 中图分类号：TM862 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）35-0129-02 随着生活水平的提高及人们对生命的重视，人们越来越重视用电质量及安全性。35kV 线路是配电网的重要组成部分，其安全性和可靠性直接影响着供电质量。笔者作为电力部门的工作人员，结合自己的实际工作经验，通过工程中遇到的实例，详细分析了 35kV 线路发生断线故障时引起的

2、其他一系列故障，并给出了相应的解决措施。 1 工程实例简介 某配网中 110kV 站，正常工作时接线电路如下图 1 所示，运行方式单母线分段带旁路接线方式，1 台主变带 35kV1，2 段母线运行，共 4 条35kV 出线线路，这 4 条出线的供电方式均为单电源供电，其中第 4 条为充电备用线。 图 1 110kV 某电站 35kV 接线图 2 故障发生过程及相关保护动作简介 首先，第 4 条出线的某杆 C 向导线断线，18 分钟后，35kV 某 2 站的2C 相避雷针被击穿开始冒烟，C 相全压接地；22 分钟后，该站的配网系统出现谐振，A、B 两相的相电压超过线电压，C 相电压几乎为零；28

3、 分钟后，第 1 条出线开关速断跳闸，无法重合，故障电流为 20.46A，通过保护装置记录可知 A 相出现故障，相关人员检查发现 A 相避雷针被击穿接的；29 分钟后，手动拉开了第 4 条出现的开关；34 分钟后，第 2 条出现的开关速断跳闸，无法重合，故障电流为 52.47A，C 相故障，现场设备工作正常，相关人员检查后发现该线路的第 14 杆的 C 相、15 杆的 H 相绝缘子被击穿；35 分钟后，该站出现高频谐振，三相电压同时升高，但并没有高过线电压；41 分钟后，手动拉开第 3 条出线的空载线路，一切恢复正常。 3 产生故障的原因分析 3.1 故障发生第一阶段 图 2 故障发生线路图

4、如图 2 所示，第 4 条出线的 C 相断线，一次系统未接地。当出现断线后，在 N 侧的电容形成了电容电流，导致 M 侧中性点的电压偏移，由于三相电源的电路及 A、B 相的负荷都是对称的，因此 N 点与 O 点的电位相同。对于 A、B 相位来说，其对地电位等于 EAEB 与偏移电压 UOM 的向量之和，C 相对地电位等于负荷中性点对电源侧中性点电位加上中性点的对地电位。向量图如下图 3 所示。 依据断线情况的不同，在电源侧和负荷侧的 C 相电压将出现不同。若电源侧的 C 相电压升高为原来的 11.5 倍，A、B 相下降为原来的0.8861 倍。若是线路的末端断线，A、B、C 三相电压都不会出现

5、较大3的变化。若负荷侧的 C 相电压下降为原来的 00.5 倍，其他两相的电压将会下降为原来的 0.8861 倍。若是线路的末端断线，则 C 相电压几乎 为零。 根据上述分析并结合本电站的实际情况，记录的电压参数如下：本电站侧的 35kV 的 A、B、C 三相电压的值分别为20.121.3kV、20.320.9kV、28.028.9kV，而位于附近的另一 35kV站的 A、B、C 三相的电压的值分别为20.2520.45kV、20.7620.99kV、5.297.86kV。这个结果和上述分析的结果完全相同，由此立刻可知为该站第 4 条出线的 C 相断线。 （1）电源侧 （2）负荷侧 图 3 3

6、5kV 第 4 出线 C 相断线不接地时断口两侧的 电压向量图 3.2 故障发生第二阶段 当距离该地 35kV 该电站所的 C 相避雷器被击穿后，造成第 4 条出线的 C 相一次系统的负荷侧接地，致使整个系统产生谐振。由于负荷侧接地，所以负荷侧的中性点电位为零，而电源侧，没有发生故障的相其对地电压和负荷侧相同；发生故障的相，其对地电压的数值由电源电压决定。 电压分析方法类似于第一阶段，得出结果如下：在电源侧，C 相电压增加到原电压的 1.5 倍，A、B 相降低到原来的 0.886 倍；在负荷侧，C相电压降为 0，A、B 相降低到原来的 0.886 倍。在本次故障中，35kV 附近变电站的 C

7、相避雷器击穿后，该站 35kV 侧的 A、B、C 三相电压分别为442.3842.51kV、41.341.8kV、1.2481.399kV，从记录数据可知，C相电压值减小，A、B 相电压值升高，但并没有高出原电压值的 3 倍，通过数据可知具有基波谐振的特征；但是附近 35kV 电站的 A、B、C 三相电压分别为 30.88931.29kV、30.5932.79kV、10.97714.6kV，从记录数据可知 C 相电压降低，A、B 相虽然电压值有所提升，但是并没有超过线电压，通过数据可知具有非金属性接地的特征。实际数据和理论分析结果存在较大差距，分析原因，主要由于该站的 35kV 系统和各条出线

8、的变电站采用的互感器都是电磁式的，导致 C 相接地时，两端的互感器由于激励涌流的激发而饱和，对于不同的绕组饱和程度存在较大的差别，因此使得中性点的位移电压不等于零。 3.3 故障发生第三阶段 根据前两阶段的分析可知，由于系统接地、谐振，A、B 两相的电压升高，系统发生两相异地接地，导致第一条出线跳闸。该站出线接法采用不完全的星形接线的保护方式，当 A、B 或 B、C 两相间出现短路故障时仅有一个继电器发生动作。根据第一条出线的继电保护动作及检查可知，该线发生谐振而导致其他两相的电压升高，也导致 10 杆的 A 相避雷器击穿而接地。第一条出线的避雷器被击穿时并不发生保护动作，跳闸后各项电压发生了

9、巨大的变化，根据电压变化情况能够判断出 AB 间两点异地接地，同时系统出线谐振。该站第 4 条出线由于 C 相断线且在负荷侧接地，因此并没有短路电流通过 C 相的保护继电器，所以在该处并没有发生跳闸动作，且该线的开关被拉闸，因此该线负荷侧的 C 相接地对整个该电站的影响并未表现出来。 53.4 故障发生第四阶段 第二条出线跳闸并导致系统谐振，当第一条出线跳闸后，系统带 B相接地运行，同时有谐振现象出线，导致 A、C 相电压高于 40kV。随后，第二条出线的 C 相#12 杆的绝缘子被击穿，导致短路跳闸。跳闸后，第三条出线空载运行，三相电压同时升高，笔者依据多年实践经验可知，引起谐振的原因为母线电压饱和。根据实际情况，将第二条出线停电，破坏高频谐振，系统恢复正常。 4 结语 综上所述，断线故障引起的相继故障判断比较复杂，为了尽可能减少故障出现的概率，在配网运行的过程中要注意做好以下方面：加强对运行线路的检查，以便及早发现损伤；尽量少采用熔断器设备，尽可能采用三联动负荷开关；当出现系统母线异常情况时，务必快速处理。 参考文献 1 刘万顺，黄少锋，徐玉琴.电力系统故障分析M. 北京：中国电力出版社，2012. 2 平绍勋.电力系统内部过电压保护及实例分析M. 北京：中国电力出版社，2006. 3 夏道止.电力系统分析（第二版）M.北京：中国 电力出版社，2008.