同力电厂线路雷击跳闸原因分析及防止措施

同力电厂线路雷击跳闸原因分析及防止措施

摘要：针对鹤壁同力发电厂两台机组送出线路连续出现因雷击导致机组跳闸的现象，详细介绍了故障现象，保护动作情况及绝缘损坏情况，以及运行人员处理情况，配合试验院有关专家进行了故障原因的综合分析。得出由于地形特征和线路防雷设计的不完善是导致线路连续雷击跳闸的的根本原因。最后提出加装新型线路防雷措施，改进保护跳闸逻辑，有效地防止了因线路雷击导致的机组跳闸事故。

关键词：线路雷击；原因分析；防止措施

1 前言

2006年6月30日，同力电厂#1、#2机组通过发变线单元接线方式接入系统桃园变的I、II段母线，内桥开关断开，厂用电自带，机组运行正常。19时20分41秒，#1、#2机组运行中突然Ⅰ同桃1、Ⅱ同桃1开关跳闸，机组负荷均为175MW。当时天气为大雨并伴有雷电。当晚两机先后分别启动并网。

2006年9月21日，#2机组通过发变线单元接线方式接入系统桃园变，#2机组带负荷150MW，厂用电本机自带，机组运行正常。0时18分18秒，Ⅱ同桃1开关跳闸。当时为雷雨天气，鹤壁雷电不断。

2 系统概述

同力电厂采用单元制供电方式，#1、2机组分别通过两条供电线路至桃源变电站与220KV系统并列。两条供电线路可以通过短引线采用内桥形接线联络，机组既可以单独通过各自的线路与系统并列运行，也可以通过内桥开关公用一条供电线路与系统并列运行。

系统采用大电流接地系统，#1、#2主变中性点设有接地刀闸，高备变采用中性点固定接地方式。

#02启备变引自一期220kv系统，可根据需要方便的在220KV东（西）母间切换。

3 事件经过

3.1同力6月30日两台机组因线路雷击相继跳闸

2006年6月30日，#1、#2机组通过发变线单元接线方式接入系统桃园变的Ⅱ、Ⅰ段母线，内桥开关断开，厂用电自带，机组运行正常。19时20分41秒，#1、#2机组运行中突然Ⅰ同桃1、Ⅱ同桃1开关跳闸，机组负荷均为175MW。当时天气为大雨并伴有雷电。当晚两机后分别启动并网。

经查：（1）Ⅰ同桃1“光纤差动保护”和“高频距离零序保护”动作，Ⅱ同桃1“高频零序保护”动作；（2）鹤壁电业局检查I同桃线路，发现在52号杆塔处A相绝缘子上下均压环上有雷击痕迹，并分别有被电弧烧成的直径约1公分的两个洞。

3.2同力9月21日#2机组因线路雷击跳闸事件

2006年9月21日，机组通过发变线单元接线方式接入系统桃园变，#2机组带负荷150MW，厂用电由本机带，机组运行正常。0时18分18秒，Ⅱ同桃1开关跳闸。当时为雷雨天气，鹤壁雷电不断。

经查：（1）Ⅱ同桃1“高频距离零序保护”和“光纤差动保护”动作。检查保护录波和线路故障录波器，确认是线路A相接地，故障测距：18.25km，桃园变测距：3.9km。（2）事故后鹤壁电业局检查Ⅱ同桃线路，发现在60号杆塔处与I同桃线路52号杆塔处相同的情形，只是Ⅱ同桃线路A相绝缘子不仅有雷击痕迹而

且其下端均压环严重倾斜超过45度，已经威胁到线路的安全运行，进行更换。

针对鹤壁同力公司自6月份以来已先后出现两次因雷击而导致机组跳闸事件，同力电厂技术人员会同试验院高压绝缘、继电保护等有关专业技术人员进行了现场查看和分析讨论，以期找出较好的预防措施，预防此类事故的再次发生。

4 事故分析

4.1高压绝缘分析

分析两次事件，其共同之处为：

（1）均为雷雨天气时发生。

（2）故障相都是A相。

（3）击穿部位和现象完全相同。

（4）两条线路为同塔双回架设，A相在杆塔上的排列均位于上中下的中间位置，并且均距离杆塔中心位置最远，离避雷线的水平距离最大，在线路外侧。

（5）I同桃线路52号杆塔和Ⅱ同桃线路60号杆塔均位于丘陵地区，且地势较高的山坡顶部，杆塔底部土壤的电阻率较高。

为查明同力公司Ⅰ、Ⅱ同桃线路雷击情况，试验院通过全省雷电定位系统对鹤壁地区2006年及近2000年～2005年的雷电活动情况进行统计分析。

从图中可以看出，鹤壁地区雷电活动不是很强烈，雷闪次数在40～80之间，不属于多雷区。但是由于Ⅰ、Ⅱ同桃线均处于土壤电阻率较高，地形复杂的丘陵地区，而且周围没有其他较高的物体。因此，如果有雷电活动，就可能对线路杆塔放电，造成线路跳闸。而鹤壁同力公司机组出线均采用单元接线方式，一旦线路有接地故障，必然导致鹤壁同力公司机组跳闸，对机组的安全可靠运行造成很大威胁。

4.2继电保护分析

通过对2006年6月30日事故录波图及保护动作报告分析，Ⅰ同桃线路发生C相接地故障，故障点距电厂本侧约19.63km，线路两侧所配置的光纤差动保护和高频距离保护均正确动作，Ⅰ同桃1开关正确跳闸。事故后检查Ⅰ同桃线路，发现在52号杆塔处A相绝缘子上下均压环上有雷击痕迹，并分别击出直径约1公分的两个洞。Ⅱ同桃线路虽未找到放电点，但结合两侧保护的动作报告和录波图综合分析，认为Ⅱ同桃线路发生了A相区内高阻接地故障，Ⅱ同桃线路保护动作正确。

从2006年9月21日故障报告和录波图可看出，Ⅱ同桃线路发生A相接地故障，故障点距电厂本侧18.25km，线路两侧光纤差动保护、高频距离零序保护和远跳保护皆正确动作。事故后检查Ⅱ同桃线路，发现在60号杆塔处A相绝缘子不仅有雷击痕迹而且其下端均压环严重倾斜超过45度。

#1、#2机组是以发变线单元接线方式接入系统，按设计要求在线路保护动作时，应联跳发变组保护动作于“发电机全停”。但两次事故线路保护动作后仅跳开了变压器高压侧断路器，未作用于“发电机全停”，属于发电机保护不正确动作。

事故后，电厂继电保护专业人员进行了线路保护跳闸出口启动发变组保护所用时间试验。试验结果表明，线路保护出口接点闭合时间需大于80ms，方能保证正确联跳发变组保护。因线路保护动作后，其返回时间一般小于20ms，加上断路器跳闸时间，事故时线路保护出口接点闭合时间不会超过50ms，因而无法保证发变组保护正确动作。造成这种状况的原因为发变组保护C柜中“系统联跳”非电量开入所要求的时间太长，为装置本身缺陷。5 结论及建议

5.1线路防雷措施分析及建议