110kv电网线路保护研究论文

浅析输电线路运行故障分析与防治方法论文

摘要： 输电线路是供配电系统中重要的环节和枢纽，一旦发生线路故障，将会引起大规模的停电事故，给国民经济带来巨大的损失。因此，深入分析输电线路的故障原因和采取针对性的防治措施格外重要。

关键词： 输电线路、运行、故障、防治方法

1输电线路运行故障产生的因素

输电线路大多裸露在空气中，受大自然恶劣环境的影响，会产生各类的故障。如雷雨天的雷击现象和闪络现象；冬天的覆冰危害；天空中的鸟害（鸟粪污闪和粪道闪络）；大雾天，雾水粘在脏绝缘子上的污闪；还有，线路自身的拉力造成的应力破坏和接触不良造成的绝缘子与线路发热烧坏，以上情况具体分述如下：

风灾因素

输电线路大多地处地形复杂处，线路长，如果周边绿化不好，没有森林遮挡御风，那么很容易被自然界的大风给吹坏，即所谓的输电线路的风偏闪络，这种故障可以说是线路故障的易发形式，对电力系统的正常供电危害相当大，而且一旦发生故障，会造成风偏跳闸，引起大面积停电。强大的风源甚至会波及低压电杆，破坏电杆之间力的平衡。由于强风的作用，而使电杆倒塌的事故也不占少数。如2011年4月17日，佛山顺德发生的风灾，致使勒流、容桂等镇街多次输电线路基塔倒塌，造成大面积停电和较大的经济损失。

雷电因素

在雷电频发的珠江三角洲地区，一旦到春、夏季，雷电造成的输电线路故障时有发生，引起变电站的事故跳闸，事故的原因就是因为雷电过电压。如2011年3月19日凌晨，在顺德龙江，雷击使佛山龙江110V变电站10KV型材线折断，造成对地短路，使龙江变电站型材线10KV间隔保护跳闸。差点造成线路负载增氧机停运，致使大量鱼缺氧死亡，后在维修队伍的努力下，挽回了经济损失。

覆冰因素

输电线路的覆冰造成的线路折断事故虽然很多，仅发生在冬季，但是从事故的结果可以看出，一旦发生覆冰事故，不但是大面积停电，而且天寒、工作强度大，维修维护的时间相对较长，不利于维修人员的维修。形成覆冰的原因是天冷且空气潮湿，当结成覆冰时，容易发生线路舞摆闪络事故。如2008年南方发生的冰灾就是一个典型的实例。

污秽的因素

输电线路的污闪事故虽然不是很多，但损害性却不小，还会造成闪络事故。引发此类事故的主要原因是绝缘子表面没有按期除尘，尤其风雨天，灰尘堆积在绝缘子和线路上，会造成污秽电离发生闪络事故。

外力破坏因素

外力破坏的形式可以说是多种多样，如大风天折断树木，大片的树木倒在线路上，增加线路的负载，发生折断；近几年，偷盗运行中的低压线路日益增多，还有频发的交通事故（如铲车司机酒后开车或不小心碰倒电线杆），也是发生这类事故的原因之一。

鸟害

（1）鸟粪污闪。鸟落在输电线路上，会产生大量的粪便和污秽，粘连在绝缘子和线路上，加上阴湿的天气和山间的雨雾，积累到一定程度时，也会产生闪络现象。在正常的干燥的天气中，鸟粪并不会很大程度上降低绝缘子的闪络电压，而在雨雾的天气，鸟粪的电阻变小加之污秽面积和路径共同的作用，提高了电力线路的电压，增加了鸟粪污闪事故的发生率。

（2）粪道闪络。许多的鸟长期在低压电杆的绝缘子和横担附近排便，部分空气将与鸟粪接壤，即使没有使鸟粪贯穿全部的通道，也可能会造成粪道闪络现象，发生事故。

2输电线路故障的预防措施

保证与提高电气设计质量

提高电气设计的`质量，最大程度地提高安全性。电气设计是各种电气设备正常工作与否和维护是否方便的重要因素。在输电线路的设计中，如杆塔、导线、绝缘子、辅助金具、防雷装置的计算与选择是很重要的。现在大部分设计人员只会机械地照抄、照搬典型设计与设计规范，如上文提到的雷击停电事故，后经事故分析，是由于设计时，设计者没有根据当地为多雷区，而采取相应的防雷措施，照搬当地的设计规范，造成雷击停电事故。后来，在杆塔上加装避雷器，事故才很少发生。同时，电力线路也必须在合理的设计下才能更好的“行使”它的职责。要想做好线路的设计工作，除了周密的计算外，现场勘测和线路路径的选择，也是设计的重中之重。需要设计人员亲自到现场细心观察地形、地貌和线路的路径。这样才能最大程度地避免各种事故的发生，保证输电线路的正常运行。

做好防雷措施

防雷接地工作是各种建筑物都必须做的保护之一，对于输电线路来说，防雷工作无疑更加重要，一般选取避雷线来进行输电线路的雷电过电压保护，它是最常用的防雷装置。

同时也可以降低杆塔接地电阻，达到防雷的目的。例如，可把接地极埋设较深一些，也可以选择在地下水比较丰富、水位比较高的地方。在进入变电所的高压侧，通常都选用各种阀型避雷器进行防雷保护。例如，在雷电多发的佛山地区，由于设计缺陷，10KV架空线路大部分不设防雷措施，当地雷击停电事故频繁发生，给经济带来了重大的损失。此后，新建的和技改的线路，要求每隔一基塔必须安装一组避雷器，实践证明，电力线路运行稳定，效果很好。

杆塔位置与杆型的正确选择

首先应该及时并且认真地调查气候条件和地形，尽量避开在不利的地形和地理位置架设杆塔，而且应加强杆塔的机械强度，尽量选用钢管杆或加强型的混凝土杆。横担可以加厚，或者选用那种不易沾冰结构的绝缘子，并涂上有憎水性能的涂料等。

污闪的预防

污闪事故的发生数量虽然不多，但影响和危害很大，污闪事故的预防，是提高电力系统供配电安全用电、持续用电的重要工作。通过增加爬距以及采用合成的绝缘子可以有效地防止污闪事故发生；或者使用防污闪涂料，进而限制泄漏电流事故的发生。

外力破坏的预防

输电线路的外力破坏，主要是大风使树木倒下压倒线路，再者是日益横行的偷盗和频繁的交通事故等。所以应该优化电气设计，输电线路尽量不要与树林离得太近，要充分考虑到树木增长速度带来的“危害”。要与道路保持适当的距离，并根据杆塔的具体位置，增设防护墩，最后涂上醒目的防护标志。

3针对输电线路外力破坏故障分析，可采取以下措施加以防范

加大电力设施的保护工作力度。做好相关电力用户的宣传教育工作和建立一套严密的巡线制度。

要掌握问题和故障的重点，把事故隐患消灭在萌芽状态中。

要不断完善电力法规，加强电力执法的力度。可以与社会的相关部门共同组织电力安全的演讲比赛和知识竞赛等活动，推广电力安全法规，让大家充分了解电的危害，使那些铤而走险的人望而生畏，知难而退。

要制定一些切实可行的方法和措施，并落实到实际工作中去。例如，在紧要和关键地段一定要多设立一些警示牌和警告的标志牌。

培养和打造一支作风硬朗，善打硬仗的专业的技术团队是保障输电线路安全的必要保证。

对鸟害采取的技术措施有：

①采用大盘径的绝缘子；

②加装防鸟粪的挡板；

③安装防鸟罩；

④安装专门防鸟的网；

⑤安装鸟刺。

结束语：通过分析，线路故障有设计的因素，更多的是自然界的因素。一方面我们要优化设计，尽量不在设计方面出问题，另外一方面要普及、完善电力知识和电力法，建立一个高效的输电线路维护队伍。

参考文献：

[1]胡毅.影响送电网安全运行的有关问题及对策[J].高电压技术.2005.

[2]武利会、张鸣、朱文滔.低气压覆冰条件下绝缘子的直流闪络特性[J].高电压技术.2006.

[3]郭秀慧、李志强、钱冠军.输电线路绕击防护的新措施[J].高电压技术.2005.

变压器零序保护存在的问题分析论文

摘要：在分析变压器零序保护配置的基础上，对110 kV变压器中性点过电压问题、接地方式的控制以及电网110 kV变压器零序保护设计存在的安全隐患等进行了初步探讨，提出拆除部分中性点棒间隙，改善变压器零序保护配合的措施。

关键词：变压器 接地方式 分析

1 变压器的零序保护配置

变压器中性点零序过电流动作时先跳开中性点不接地变压器的保护方式，称为零序互跳。2台主变并列运行，1号主变中性点接地，当K2点发生接地故障时，1号主变中性点零序过流保护动作，第一时限跳2号主变高低压侧开关，K2故障点被隔离，1号主变恢复正常运行。如果故障点在K1处，当第一时限跳开2号主变后，零序过流保护第二时限跳本变压器，切除故障。零序互跳保护显而易见的缺点是：①有选择性切除故障的概率只有50%；②母线故障时没有选择性，会扩大停电范围；③零序过流保护时间整定必须和主变相间保护配合，对保护整定配合不利；④必须在2台变压器同时停运时才能进行互跳试验，条件苛刻，二次接线容易错误。

2 统接线与保护配置特点

110 kV系统接线特点是以放射状为主，以220 kV变电站为电源点，通过110 kV线路向各终端变电站辐射。110kV终端变电站则采用内桥接线或线路-变压器组接线方式，低压侧无电源。

内桥接线变电站，在正常运行方式下，100母分开关不作为103和104线路的联络元件。因此，内桥接线变电站通常只有两种运行方式：1条线路带2台主变运行或2条线路各带1台变压器运行。在1线带2变运行方式下，2台主变只要有1台中性点接地即可，但必须由靠110kV供电线路侧的变压器中性点接地运行，这一点很重要。内桥接线变电站目前的变压器零序保护配置为：中性点零序电流保护第一时限跳100和900母分；第二时限跳本变压器；同时，变压器中性点装设棒间隙，但没有配置间隙TA以及开三角电压保护。

为了节省投资、占地，节约110kV线路空中走廊等原因，新建设的110kV变电站较多采用线路-变压器组接线，而且1条线路可“T”接2台甚至3台变压器，变压器零序保护仅有中性点零序过电流保护，没有配置中性点间隙电流保护以及110kV TV开三角零序电压保护(主变110kV侧只有单相线路TV)。由于零序保护配置不够完整，在多台“T”接的线路-变压器组接线中，各变压器中性点仍全部接地运行。但是，变压器中性点全部接地运行对系统具有一定的.负面影响。

在部分线路或变压器检修、停运以及系统运行方式变化时，零序网络及零序阻抗值发生较大的变化，各支路零序电流大小及分布也会产生较大的变化。从保护整定配合出发，则要求保持变电站零序阻抗基本不变。

在变压器投入运行或线路重合闸过程中，有时会使在同一线路上运行的中性点接地变压器产生由励磁涌流引起的，幅值较大而且衰减较慢，并带有较大直流分量的零序电流。较容易造成送电不成功或重合闸不成功。

变压器中性点全部接地，使系统零序阻抗大幅度降低，由此造成不对称接地故障短路电流明显增大。因为雷击、不对称接地故障干扰二次设备，造成保护装置误动以及损坏通信设备的事故仍时有发生。因此，有效接地系统中应尽量采用部分变压器中性点接地方式，以限制单相接地短路电流，降低对通信系统的干扰。

3 变压器零序保护存在的问题

在有效接地系统中，变压器中性点对地偏移电压被限制在一定的水平，中性点间隙保护不会产生作用。配置间隙保护的目的，是为了防止非有效接地系统中零序电压升高对变压器绝缘造成的危害。只有当系统发生单相接地故障，有关的中性点直接接地变压器全部跳闸，而带电源的中性点不接地变压器仍保留在故障电网中时，放电间隙才放电，以降低对地电压，避免对变压器绝缘造成危害。间隙击穿会产生截波，对变压器匝间绝缘不利，因此，在单相接地故障引起零序电压升高时，我们更希望由零序过电压保护完成切除变压器的任务。相反，间隙电流保护则存在一定程度的偶然性，可能因种种原因使间隙电流保护失去作用，从这个意义讲，对于保护变压器中性点绝缘而言，零序过电压保护比间隙电流保护更重要，零序过电压保护通常和间隙电流保护一起共同构成变压器中性点绝缘保护。所以仅设置间隙电流保护而没有零序过电压保护是不够完善的，特别是当间歇性击穿时，放电电流无法持续，间隙电流保护将不起作用。

目前已经投运的110kV变电站，大多数只装设中性点棒间隙而没有相应的保护，这种配置有弊无利，当电网零序电压升高到接近额定相电压时，所有中性点不接地的变压器均同时感受到零序过电压。如果没有采用间隙过流保护的终端变压器中性点间隙抢先放电，当无法持续放电时，则带电源的中性点不接地变压器将无法脱离故障电网。因此，对于低压侧无电源的终端变压器，如果没有配置完整的间隙电流保护及零序过电压保护，应解除中性点棒间隙或人为增大间隙距离，避免间隙抢先放电。

对于内桥接线的变电站，中性点接地变压器零序电流第一时限跳900和100母分不是最佳的方案。由于在低压侧并列运行时，跳900开关后多损失一段母线，同时中性点不接地变压器低压侧开关仍运行，在目前没有零序过电压保护的情况下，若因10kV转电等原因存在临时低压电源，则不接地变压器就存在过电压的危险。因此，在110kV侧已装设。

首先是要确保110kV系统为有效接地系统。防止误操作是最根本的办法，保证电源端变压器110kV侧中性点有效接地。如果保护整定许可，可以将电源侧2台并列运行的变压器中性点同时接地。

带电源变压器失去接地中性点后可能成为非有效接地系统，因此，对于电源端变压器或者将来可能带电源的变压器，在设计阶段就应考虑配置完整的中性点间隙保护，包括中性点零序过电流保护，中性点间隙电流保护以及母线开三角零序电压保护。

在110kV馈出线路上，不论并接几台变压器，在电源侧中性点接地的情况下，各终端变压器中性点可以不接地运行。在实际运行中，为防止可能出现的不安全因素，可安排其中一台中性点接地，在选择接地中性点时，可按以下顺序考虑：首先选择低压侧临时带电源的变压器，其次考虑高压侧没有断路器的变压器，最后选择离电源端距离最短的变压器中性点接地即可。

已经投入运行的大部分110kV终端变电站，由于目前尚未配置母线TV开三角零序电压保护以及中性点间隙电流保护，为避免中性点间隙抢先放电，应将原先装设的中性点棒间隙拆除或人为增大间隙距离。

今后设计的110kV变电站，高压侧宜考虑采用三相电压互感器，设置零序过电压保护和变压器中性点间隙电流保护。这种配置可以提供灵活的运行方式，适应将来电网结构的变化。

对于内桥接线变电站，主变中性点零序电流保护第一时限应切除另一台不接地变压器，避免扩大停电范围或者可能出现的工频过电压。

第1章 变电站负荷及主变的选择 变电站负荷情况及统计 主变压器的选择 4第2章 主接线的设计 电气主接线的设计原则 对主接线设计的基本要求 电气主接线设计方案的比较与确定 6第3章 短路电流的计算 短路的基本知识 短路故障产生的原因 短路故障的危害 计算短路电流的目的 短路电流的计算 15第4章 设备的选择与校验 电气选择的一般条件 按短路情况校验 断路器的选择 隔离开关的选择 互感器的选择 母线的选择 电气设备选择一览表 20第5章 继电保护的配置 继电保护的基本知识 线路的继电保护配置 变压器的继电保护 备自投和自动重合闸的设置 23第6章 配电装置设计 配电装置的设计要求 配电装置的选型、布置 26主要参考文献资料 27致 谢 28附录1 计算书 29（一）电气一次部分 负荷统计 短路电流计算 导体的选择和检验 断路器及隔离开关的选择 互感器的选择 41（二）电气二次部分 110kV线路继电保护整定 10kV线路继电保护整定 变压器继电保护整定 变压器保护回路设计 49附录2 电气主接线图附录3 电气总平面布置图附录4 110kV配电装置平面布置图附录5 10kV配电装置平面布置图附录6 变压器保护回路图