魏雪梅

摘 要：作為整個電力系統(tǒng)的主動脈，保障高壓輸電線路安全、平穩(wěn)運行是最重要的。斷路器的失靈保護也是電網(wǎng)中的重要組成部分。但是，如果斷路器失靈保護有拒動或者勿動的現(xiàn)象，就會給整個電網(wǎng)造成嚴重的損失。為了消除拒動、勿動的隱患，就需要改進它。分析了高壓輸電線路故障的原因和類型，對保障電網(wǎng)運行的斷路器失靈保護提出了改進措施，以期為日后的相關(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：輸電線路；故障研究；斷路器；失靈保護

中圖分類號：TM755 文獻標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.18.141

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，對電力能源的需求不斷提高。高壓輸電線路作為整個電網(wǎng)的主動脈，能夠安全、平穩(wěn)運行是十分重要的。但是，高壓輸電線路的架設(shè)環(huán)境復(fù)雜多變，往往架設(shè)在高山和偏遠地區(qū)。電力系統(tǒng)中直接關(guān)系到電網(wǎng)平穩(wěn)運行的還有高壓斷路器，它是連接高壓電網(wǎng)與高壓主設(shè)備的重要組成部分。在運行過程中，斷路器會出現(xiàn)缺項運行的三項合閘不成功或者跳閘不成功的情況。

1 高壓輸電線路故障原因統(tǒng)計

隨著我國電力通信和計算機技術(shù)的發(fā)展，輸電線路中現(xiàn)有的繼電保護措施基本能夠保障線路的正常運行，但是，高壓輸電線路架設(shè)在高山和偏遠地區(qū)，許多外力因素并不是繼電保護裝置能夠預(yù)測的。這就需要工作人員分析外力造成的故障原因，有針對性地找出解決措施。表1是某電力企業(yè)分析高壓輸電線路故障原因后的統(tǒng)計結(jié)果。

從表1中可以明顯看出，人為外力、設(shè)備為題和自然外力是造成高壓輸電線路故障的三大原因。自然外力造成的故障占50%，而在這其中，有95%的故障是雷擊造成的。雖然諸如雷擊對輸電線路造成的破壞并不能控制，但是，可以改進高壓輸電線路，采取有效的防雷措施，減少雷擊外力的破壞。

2 架空線路常見故障類型

2.1 單相接地故障

在輸電線路中，最常見的故障是單相接地故障。因為運行環(huán)境惡劣，線路長期處于潮濕的環(huán)境中，對線路造成一定程度的腐蝕破壞，進而形成故障。單相接地故障發(fā)生后，相電壓會轉(zhuǎn)變?yōu)榱悖枪收系南嗑€電壓會驟間升高，形成線路過電壓。這樣，電壓值遠遠超過了設(shè)備的耐壓水平，導(dǎo)致設(shè)備溫度瞬間增高，大大提高了設(shè)備燒毀的概率。

2.2 短路故障

如果沒有及時解除單相接地故障，還會導(dǎo)致線路發(fā)熱，直至燒壞相間絕緣，引發(fā)相間短路的嚴重事故。還有一種情況就是，架空線路外部出現(xiàn)的導(dǎo)體橫跨導(dǎo)線，相間絕緣體被擊穿，導(dǎo)致架空線路發(fā)生短路故障。

2.3 導(dǎo)線斷路

導(dǎo)線斷開使得供配電回路不同而引發(fā)的故障為斷路故障。這種故障往往表現(xiàn)為線路沒有完全斷開，只出現(xiàn)了輕微的斷裂間隙。然而根據(jù)用電的基本原理，導(dǎo)線間隙會形成大電弧，產(chǎn)生較大的熱量。電弧使導(dǎo)線發(fā)熱，嚴重的會使供電系統(tǒng)設(shè)備被燒壞，甚至爆炸。在實際工作中，雖然在三相電動機缺少一相的情況下系統(tǒng)仍能夠運轉(zhuǎn)，但這只是暫時的。當(dāng)單相發(fā)生斷路時，為三相電動機提供的電壓會增高，電動機在超過額定電壓的狀態(tài)下運行極容易發(fā)生燒毀事故。

3 斷路器失靈保護的作用

在高壓輸電線路中，當(dāng)發(fā)生線路故障，繼電保護發(fā)出跳閘命令而斷路器并沒有跳閘時，斷路器失靈保護能夠在最短的時間內(nèi)向同一個電力系統(tǒng)中其他有關(guān)的斷路器發(fā)出斷路信號，縮小停電范圍，避免整個電網(wǎng)因為一處故障而出現(xiàn)全面故障。斷路器失靈保護已經(jīng)在現(xiàn)代高壓和特高壓電網(wǎng)中被普遍運用。作為后備保護方式，失靈保護是由電壓閉鎖元件、電流判別裝置構(gòu)成的，其中，還包括時間元件、跳閘出口回路等。

4 斷路器失靈保護的改進

4.1 改進失靈解閉鎖異常啟動的措施

特高壓輸電線路的系統(tǒng)龐大，故障出現(xiàn)后避免損失擴大是非常有必要的。斷路器失靈保護就起到了這樣的后備保障作用，所以，斷路失靈保護一定要有較強的運行可靠性。設(shè)計人員可以在微機母線保護裝置中增加復(fù)合電壓閉鎖，進一步提高設(shè)備運行的可靠性。這一改進需要考慮到特殊環(huán)境的因素。在特殊條件下，電壓閉鎖元件并不能夠正常行駛，無法呈現(xiàn)原設(shè)定效果，進而導(dǎo)致失靈保護閉鎖。因為失靈啟動接點誤啟動，解除了復(fù)合電壓閉鎖，導(dǎo)致負荷電流加大，高過失靈過流設(shè)定值，進而出現(xiàn)失靈保護誤動作出口。

4.2 外部啟動母聯(lián)失靈保護的改進

在特高壓輸電線路的實際運行過程中，有些將母線保護中的母聯(lián)保護單獨分離出來，設(shè)置了獨立的母聯(lián)保護裝置。這樣做的主要目的是確保保護功能的獨立性。但是，這一舉措也引發(fā)了新的問題，就是獨立的母聯(lián)保護怎樣有效啟動母聯(lián)失靈保護。經(jīng)過一系列論證和實驗找出了這一問題的改進方式——將母聯(lián)間隔的失靈開入增加到母線保護失靈開入回路中，并準確連接母聯(lián)保護的出口接點，這樣就可以從外部啟動母聯(lián)保護功能。

4.3 失靈啟動誤開入的改進

對于現(xiàn)場運行過程中失靈開入誤啟動的情況，通過論證已經(jīng)得到了較好的改進方案，微機母線失靈保護已經(jīng)有足夠的數(shù)據(jù)準確判斷相關(guān)情況。在這個前提下，即使失靈誤開入，那么，也會有閉鎖本單元的失靈開入。這樣就使得失靈誤開入返回，然后正常使用此單元的失靈功能。

5 結(jié)束語

特高壓輸電線路整個系統(tǒng)龐大而復(fù)雜，專業(yè)性強，覆蓋面廣。當(dāng)出現(xiàn)線路故障時，如果不能夠及時切斷故障源頭，必將會對用戶及電力企業(yè)造成不可估量的經(jīng)濟損失。經(jīng)過長時間的專業(yè)論證和現(xiàn)場勘查，清楚地分析、判斷出特高壓輸電線路故障，確定了斷路器失靈保護的重要性，并改進了相關(guān)設(shè)備，從而保障了輸電線路的運行安全。

參考文獻

[1]王偉，余銳，陳愚，等.特高壓輸電線路保護故障測距的應(yīng)用研究[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2013（19）：40-46.

[2]韓昆侖，蔡澤祥，賀智，等.高壓直流輸電線路故障行波傳播特性及其對行波保護的影響[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2013（21）：20-25.

〔編輯：白潔〕