500kV变电站几起异常和事故的分析及处理

摘 要： 500kV变电站一般均为地区电网的中枢点。在发生异常或事故时若处理不当，极易造成大面积停电事故的发生，甚至威胁整个系统的安全。本文从发生在500kV敬亭变电站的几起异常和事故着手，分析了事故发生的原因以及处理情况，体现了迅速准确的分析处理各类异常和事故对于变电站安全稳定运行的重要性。

关键词： 500kV变电站；异常；事故；分析；处理

中图分类号： TM63文献标识码： A 文章编号： 1009-8631（2011）08-0113-02

引言

在变电运行日常工作中，难免会遇到各种各样的异常和事故，学会如何迅速的判断事故的性质，准确的提出事故处理的基本步骤是每个运行人员必须要掌握的岗位技能，也是现场运行人员的一项基本职责。在现场事故处理过程中，一定要按照上级调度规程、变电站现场运行规程以及上级各类管理规定执行，不能仅凭经验进行事故处理和倒闸操作工作。变电运行工作中异常和事故的发生具有相当大的偶然性，对于一般异常和事故的处理主要流程包括：在事故发生后迅速做出判断，同时监控本站事故后系统的电压、频率和潮流的变化，向当值调度员汇报事故发生的时间和现象；现场检查一、二次设备事故后的状态，继电保护和安全自动装置动作情况及初步分析，现场处理意见和将采取的措施；根据调度指令，尽快将系统恢复到稳定状态，以及对用户的正常供电，发生重大事故时应在事故处理告一段落后迅速向上级领导和上级值班调度员汇报；事故处理完毕后，应根据事故的性质及时填写事故报告或异常报告。

1 500kVHGIS设备异常分析和处理

1.1 HGIS设备及组成部分

500kV敬亭变电站500kV部分采用HGIS设备，每一串HGIS包括3组SF6断路器(CB)、8组隔离开关（DS）、4组出线套管、6组电流互感器（CT）、8组接地开关（ES）、2组快速接地开关（FES）。为方便检修，每个CB罐（包括CT在内）为一个独立气室并配有独立SF6密度监测器。靠母线侧的两组DS与套管气相通，中间出线套管与三组DS相连，但只与两组DS共用一个气室，另一组DS为独气室。HGIS气室之间用盆式绝缘子相隔。为方便安装和检修，在CB两端各装了一只波纹管。在正常运行时，波纹管还担当调节HGIS壳体热膨胀冷缩尺寸（并减轻其应力）功能。汇控柜是HGIS设备重要的组成部分，它实现了HGIS电气信号的引入与引出HGIS设备的就地及远方操作,位置指示,电气联锁和警报。可以说，汇控柜是HGIS安全稳定运行的中枢，是各种信号交流汇集地。它的安全稳定运行对变电站的重要性不言而喻。

1.2 HGIS汇控柜凝露现象

2005年8月，该站发现HGIS汇控柜内普遍出现大面积凝露现象，主要集中在继电器、端子排和控制元件安装的面板上，严重威胁这些元件的可靠运行。发现此异常后，站内立即采取措施对汇控柜内凝露进行处理，并加强对汇控柜的巡视力度。经过连续多日的监视，发现当天气变化或湿度过大时，汇控柜会再次出现凝露现象。

HGIS汇控柜由于空间较大，安装有多组加热器和驱湿器。一般来说当加热器加热时，形成空气对流，被加热的空气遇到温度较低的端子箱壁产生凝露。该站HGIS汇控柜面积较大，加热器和驱湿器无法形成良好的效果，中上部柜壁湿度较大容易产生凝露。另一方面汇控柜内温度变化较小，一旦环境温度突变时即产生凝露；汇控柜透气孔装有严密的防小动物措施，导致在加热器投运后汇控柜拐角空气流通不畅形成死角造成凝露。经过认真的分析和不断的摸索，通过在汇控柜内加装除湿装置控制汇控柜内湿度，封堵汇控柜透气孔利用每日运行人员巡视时打开汇控柜进行透气，及时投退加热器控制柜内温度等措施，使HGIS设备汇控柜内凝露现象得到了基本控制。该站将该措施在全站HGIS汇控柜内推广并一直运行至今，圆满解决了汇控柜凝露问题。

1.3 HGIS新设备投运过程中出现的共振现象

2006年10月23日，该站二期工程扩建第一串启动送电工程中，在5011开关合环运行时，发现5011开关A相有明显的振动声音，现场值班人员向华东网调汇报后，网调下令将5011、5012以及敬阳5931线路改为冷备用，24日经初步检查并经上级领导批准，将5012开关、5931线路改运行，5011开关仍为冷备用状态等待进一步的检测。4月初，经国网公司、华东公司和日本三菱公司三方带负荷检测分析，未发现5011开关本身有任何异常，但振动依然存在，日方认为这是系统频率和设备本身发生共振所致，不影响设备运行。随着敬阳5931线路所带负荷的逐渐增大，5011开关A相振动声消失。

上述情况的发生有其偶然因素，因为在运行中的HGIS设备总存在1个或多个固有的振动频率，在某些特定的条件下，就有可能发生1个或多个的振动；当考虑内部铁磁结构谐振产生的振动时，就有可能由于内部的缺陷所引起，在这种情况下就应该进行检测和分析，必要时应停电检修。

2 500kV线路短时间连续6次跳闸事故分析

2.1 事故过程

2008年1月31日凌晨，安徽省电网皖电东送的重要通道500kV敬亭变至浙江电力公司500kV富阳变500kV敬富5921线发生连续6次跳闸事故。事故经过如下：

(1) 02:34:02敬富5921线A相接地故障，两套主保护动作，跳开敬富线5041、敬富线5042开关A相，重合成功。

(2) 02:34:14敬富5921线再次发生故障，两套主保护动作，重合闸未动作，跳开敬富线5041、敬富线5042开关三相。

(3) 03:18:06强送成功后（5041开关合闸后约6分钟，5042开关未合），敬富5921线A相再次发生接地故障，两套主保护动作，跳开敬富线5041开关A相，重合于永久故障，加速三跳。

(4) 06:05:59敬富5921线A相接地故障，两套主保护动作，跳开敬富线5041、敬富线5042开关A相，重合于永久故障，加速三跳。

(5) 07:05:12敬富5921线A相接地故障，两套主保护动作，跳开敬富线5041、敬富线5042开关A相，重合于永久故障，加速三跳。

(6) 07:58:35敬富5921线A相接地故障，两套主保护动作，跳开敬富线5041开关A相，重合于永久故障，加速三跳。

2.2 事故分析

从上面的各次事故及过程可以看出，6次跳闸事故基本均发生在线路A相。当日由于正值抗风雪保供电的关键时期，恶劣气候条件下华东总调出于电网安全稳定的考虑，一直对线路实施强送。

事故发生后，当值人员立即向各级调度汇报事故时间、跳闸开关以及事故现象，并根据现场检查结果向华东网调详细汇报。第一次事故与第二次事故仅仅间隔12秒种，从现场检查结果可以看出，第一次敬富5921线A相发生瞬时性故障，两套主保护动作跳开敬富5041、敬富5042开关A相并启动两台开关重合闸，经0.7s敬富线5041开关重合闸动作重合敬富线5041开关A相成功，再经0.3s敬富线5042开关A相也重合成功，线路恢复正常运行。重合闸动作仅仅事隔11秒钟，敬富5921线再次发生故障，由于重合闸刚刚放电，重合闸再次充电需要20秒钟左右的时间，此时重合闸处于未充电状态，而在与重合闸装置互相配合的线路保护中均有一个重合闸未充电即开放沟通三跳的逻辑，这才有了第二次事故重合闸未动作直接沟通两台开关三跳切除线路的现象。

在2008年初的这场特大风雪中，处于灾区的电网设备均发生不同程度的覆冰现象，由于南方一般气温在零度左右，南方的雪不同于北方的一大特点就是雪的粘度比较高，在此次特大风雪天气雪下在线路上融化后形成覆冰，导致电气设备绝缘下降，在满足一定条件时即形成尖端放电导致线路跳闸。本次敬富5921线6次连续跳闸事故，后经线路巡查发现敬富5921线A相对OPGW通信通道架空地线放电所致。从上面分析我们知道，一旦架空地线上出现覆冰现象，冰凌的尖端与导线间的电场强度是很大的，当满足一定条件后，空气将会被击穿形成放电，而线路故障相跳闸后，电场强度又瞬间变小，电弧熄灭。从另一个方面来讲，冰凌的尖端放电造成了我们输电线路与架空地线的绝缘下降了，这是我们第一次、第二次事故相隔如此之近的原因。

电力系统在运行过程中经常发生线路故障，线路保护根据线路故障的类型进行判断，并动作切除故障。不管是瞬时故障还是永久故障，线路部门都要掌握故障的大概位置，以便进行查线，准确地判断故障位置，可以减少查线的工作量。目前基于变电站的故障位置判别常用线路保护动作分析、故障录波器分析、行波测距分析三种手段。保护动作分析法可以分析每条线路，只要线路装有继电保护，就可以通过保护的动作情况进行分析，适应性很广，并且不用投资，但是，它的误差比较大。故障录波器分析法能够比较准确地计算出故障距离，直截了当地判断出故障点，是一种主要的分析方法，但它只能适应于装有故障录波器的厂站。行波测距装置刚刚在我省应用，作为基于一种比较先进的算法小波分析理论基础上的一种故障分析装置，不久的将来它将得到大量应用。

3 结束语

从以上几起异常和事故的处理过程中可以发现，500kV变电站值班人员沉着应对、及时汇报、正确分析判断处理是保证各类异常和事故的顺利处理的关键。尤其是在由于人为因素或是其它不可预测的原因造成事故时能够正确及时地进行处理，减少停电范围，降低损失。这就需要变电运行人员在日常的工作中努力学习设备的基本性能、保护及自动装置原理、变电站当前运行方式以及各级各类规章制度；熟悉各种信号的含义，在多种信号同时发出的情况下迅速找出关键信息，为准确判断出事故的性质提供保证。为此在平时就应做好事故预想，开展各种反事故演习，用心思考，积累经验，保证在真正异常和事故发生时做到沉着应对。

参考文献：

[1] 华东电力系统调度规程.国电华东电力调度通信中心.

[2] 程林.特高压GIS/HGIS设备振动诊断方法研究[J].电力建设,2009(7):17-19.