王東旭

（三峽新能源曲陽發(fā)電有限公司，河北 保定 071000）

引言

110 kV架空線路通常采用鋼芯鋁絞線，而避雷器引線接頭通常為銅材質(zhì)，銅鋁兩種材質(zhì)直接電氣導(dǎo)通處會產(chǎn)生不可逆的焦耳熱，對電纜接頭有一定損傷[1-2]。電力行業(yè)規(guī)范要求銅鋁兩種材質(zhì)的連接需采用銅鋁過渡線夾進(jìn)行過渡，但是銅鋁過渡線夾斷裂造成電氣事故頻繁發(fā)生[3-5]。某光伏電站在運(yùn)行過程中，突然全站失電，經(jīng)檢查110 kV出線B相避雷器引線銅鋁過渡線夾斷裂導(dǎo)致該相線路接地。

1 電站的基本運(yùn)行情況及故障現(xiàn)象

某日上午，光伏電站110 kV線路運(yùn)行、110 kV母線運(yùn)行、1號主變運(yùn)行、35 kV母線運(yùn)行、1號至5號集電線路運(yùn)行、35 kV 1號SVG運(yùn)行、1號站用變運(yùn)行、400 V 401開關(guān)運(yùn)行、1號至55號光伏陣列運(yùn)行。11：06，光伏電站監(jiān)控后臺警報鈴聲響起，110 kV母線失電，全站設(shè)備脫網(wǎng)。主控后臺報110 kV線路縱差保護(hù)動作，A相差動電流0.006 A，A相制動電流0.263 A，B相差動電流4.024 A，B相制動電流3.980 A，C相差動電流0.007 A，C相制動電流0.270 A，110 kV水棋線131開關(guān)動作跳閘，重合閘2.5 s后啟動并合閘成功，110 kV線路單相PT顯示線路無電壓，全站設(shè)備依然處于脫網(wǎng)狀態(tài)。

2 處理過程

1）上午11：08，值班人員立即匯報當(dāng)值運(yùn)行班長，并對110 kV線路保護(hù)裝置具體保護(hù)動作情況及相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并記錄。11：10，運(yùn)行值班人員向保定地調(diào)調(diào)控中心進(jìn)行了匯報，調(diào)控中心值班調(diào)度員下令將110 kV水棋線131開關(guān)由運(yùn)行轉(zhuǎn)至冷備用狀態(tài)，并要求我站立即組織人員對線路進(jìn)行視帶電巡視。

2）上午11：15，運(yùn)行班長立即組織人員分成兩隊(duì)，一隊(duì)人員對站內(nèi)110 kV水棋線131間隔及出線側(cè)設(shè)備進(jìn)行巡檢，另一隊(duì)人員將廠用電由35 kV 1號站用變倒至10 kV 2號站用變。同時通知線路維護(hù)單位配合我站運(yùn)維人員對110 kV水棋線送出線路巡線，查找故障點(diǎn)。11：20，運(yùn)行人員檢查發(fā)現(xiàn)110 kV水棋線出線側(cè)避雷器B相引線線夾斷裂脫落，搭接到110 kV水棋線GIS組合電器氣室外殼放電。如圖1所示，圖中小圈處為避雷器引線銅鋁過渡線夾銅鋁熔合處斷裂處，大圈處為引線搭接到110 kV GIS組合電器氣室外壁放電處。

圖1 避雷器引線搭接到GIS氣室外殼

3）上午11：30，確定線路故障點(diǎn)后，運(yùn)行人員立即向保定調(diào)度申請110 kV水棋線轉(zhuǎn)檢修，組織對110 kV水棋線出線側(cè)避雷器B相引線銅鋁過渡線夾進(jìn)行更換。

4）下午16：50，線路維護(hù)單位對110 kV水棋線送出線路巡線完成，未發(fā)現(xiàn)任何異常。

5）下午17：30，在線路停電完成并做好安全措施后，檢修人員組織對110 kV水棋線B相及A、C相出線側(cè)避雷器引線銅鋁過渡線夾進(jìn)行更換，如圖2為更換下來的銅鋁過渡線夾。

圖2 斷裂的銅鋁過渡線夾

6）故障處理結(jié)束后，17：45向保定地調(diào)報竣工，申請110 kV水棋線送電，23：30 110 kV水棋線送電完成，檢查站內(nèi)一、二次設(shè)備均運(yùn)行正常。

3 故障原因分析

110 kV水棋線出線側(cè)B相避雷器引流線與避雷器之間呈垂直方向，但是銅鋁過渡線夾為平板型，線夾長期承受引流線產(chǎn)生的應(yīng)力，加上大風(fēng)天氣下引流線晃動，導(dǎo)致避雷器引線銅鋁過渡線夾銅鋁熔合處斷裂，引線搭接到110 kV GIS組合電器氣室外壁放電接地，110 kV水棋線縱差保護(hù)動作跳閘。

值得關(guān)注的是，本次故障線路兩側(cè)開關(guān)重合閘啟動合閘成功，由于存在永久性故障線路對端棋盤站內(nèi)163開關(guān)再次跳開，本端131開關(guān)重合閘成功后沒有動作。原因分析如下，如圖3所示為光伏電站與棋盤站線路的一次系統(tǒng)圖，光伏電站側(cè)線路B相避雷器引線銅鋁過渡線夾斷裂導(dǎo)致線路B相接地，差動保護(hù)動作兩側(cè)開關(guān)跳閘，棋盤站側(cè)163開關(guān)重合閘整定時間為1.5 s，光伏電站側(cè)131開關(guān)定值重合閘整定時間為2.5 s，1.5 s時棋盤站側(cè)163開關(guān)重合閘成功，由于線路上存在永久性故障，163開關(guān)再次保護(hù)動作跳閘，2.5 s時131開關(guān)重合閘成功后，由于對端163開關(guān)已經(jīng)重合后再跳開，線路上無電壓，光伏場站孤島保護(hù)全站設(shè)備依然處于脫網(wǎng)狀態(tài)，就不會產(chǎn)生任何故障電流，所以導(dǎo)致保護(hù)裝置沒有任何動作，131開關(guān)重合后沒有跳開。

圖3 光伏電站與棋盤站線路的一次系統(tǒng)圖

4 預(yù)防措施

1）針對此類問題，加強(qiáng)巡視檢查，尤其對電氣設(shè)備引線連接處要重點(diǎn)檢查。同時在全站停電檢修時，要全面檢查，對強(qiáng)度較差的線夾進(jìn)行改進(jìn)。如圖4所示，將銅鋁過渡線夾的連接板處由線接觸改為面接觸，連接板上部為銅材質(zhì)，下部為鋁材質(zhì)，從而增加了結(jié)合面積，提升了線夾強(qiáng)度。

圖4 改進(jìn)后的銅鋁過渡線夾

2）本次故障發(fā)生由于線夾長期承受避雷器引線產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力，所以安裝時應(yīng)選用設(shè)備與引線之間角度合適的銅鋁過渡線夾。本次故障更換為T型銅鋁過渡線夾，增加銅鋁過渡線夾的運(yùn)行可靠性，降低線路的故障率，如圖5所示。

圖5 T型銅鋁過渡線夾

3）組織線路巡檢人員對電站管轄范圍內(nèi)的銅鋁過渡線夾進(jìn)行全面排查，發(fā)現(xiàn)存在缺陷或者選型不合適的線夾立即提報檢修計(jì)劃，及時消除隱患，保證光伏電站的運(yùn)行穩(wěn)定可靠，進(jìn)而提高公司的效益。