输电线路断线分析

输电线路断线分析

发表时间：2017-11-02T12:22:10.483Z 来源：《电力设备》2017年第18期作者：张勇马云峰王严伟

[导读] 摘要：本文对两起断线案例过程综述，分析继电保护存在的问题，提出利用现有微机保护装置中的功能资源，对断线接地报警的整定提出建议和方案，对单相断线故障判别方法和注意事项，总结故障规律，为运行值班员提供快速判别和处理此类故障提供依据。

（华电云南发电有限公司绿水河发电厂 661000）

摘要：本文对两起断线案例过程综述，分析继电保护存在的问题，提出利用现有微机保护装置中的功能资源，对断线接地报警的整定提出建议和方案，对单相断线故障判别方法和注意事项，总结故障规律，为运行值班员提供快速判别和处理此类故障提供依据。

关键词：10 kV配电网、110KV输电线路、中性点不接地及接地系统、故障判别

1、引言

电力系统造成非全相断线的原因是很多的，例如某一线路单相接地短路后故障相开关跳闸；导线一相或者两相断线以及开关合闸过程中三相触头不同步时接通等。

线路断线会造成线路不对称运行，目前对于110KV系统及配网发生断线故障时，基本没有保护能切除断线故障。造成进线避雷器爆炸、端子排烧毁、设备损坏等问题。

2、线路断线分析与判断依据

2.1线路A相断线与PT A相断线

2.2 A相金属性接地故障与A相高压保险熔断

2.3 A相断线与BC相接地故障时主系统侧录波数据、保护动作情况对比（以本厂绿水河二级站绿锡T线两次保护动作情况为例）

注：2015年12月08日01：29分绿锡T线故障保护动作情况：相间距离Ⅰ段出口，阻抗测值：0.650+j1.106Ω，故障类型：B C相间接地短路，故障距离：37.94 km；

按照保护装置识别故障的零序电流来分析，断相前如果线路负荷较重，断相后产生的零序电流较大，能够达到保护装置动作值，保护装置能识别并快速切除故障，现场运行人员及调度员便能快速应对。若线路负荷较轻时发生故障，零序电流可能还达不到保护装置的启动条件，更谈不上零序Ⅲ、Ⅳ段动作出口，一旦没有保护动作跳闸情况，现场监控也没有异常告警，运行人员很难从监视的众多信号中发现疑点，系统的非全相运行将影响电网安全。

3、案例分析

案例一

2016年07月23日绿锡T线故障保护动作情况：0：26分接地距离Ⅰ段出口，A相接地，265、266断路器跳闸；01：04分，110KV 绿锡T线保护动作（零序I段）将265、266断路器跳闸；3YYH电压互感器显示电压为：66.6KV，线路保护显示Ua电压为零。

发电机母线为：扩大单元接线方式，升压站母线为：六角形接线方式，每一回路有两台断路器，因而具有双断路器双母线接线的优点，既经济灵活而且可靠性又高。

从波形图分析：断线瞬间三相电流波形畸变，零序电流3Io略有增大，Ua相电压近似于等于零，零序电压3Uo略有下降；从中可以认为：属于高阻接地范畴，即A相有断线的可能。

事后询问得知：110KV绿锡T线第38号杆引流线烧断后，对侧线路断路器重合成功，我侧A相断线后接地，故造成110KV 绿锡T线保护装置报“零序I段动作”，由于我厂110KV #1主变中线点接地运行方式，所以对#1主变冲电时，线路零序Ⅰ段保护动作于跳闸。110KV A相断线时，断线相与正常相间线电压为1/2正常线电压。对系统危害程度：单相断线（与两相短路接地计算方法一致）与高阻接地一样，由于短路电流较小，送电侧非故障相母线电压降低幅值很小，对系统正常运行影响不大，对系统危害不是很大，这时仅有零序电流保护能够以较长延时动作切除故障，这也是零序电流保护难得可贵之处；单相断线与高阻接地一样，保护及录波器测距都不准确。（故障录波器测距为13.282KM，110KV绿锡T线线路保护测距为16.3KM）

案例二

接线如图所示

注：102线路约有5KM，104线路约有1.8KM。 2015年10月10日04：49分，10KV 102断路器、6KV607断路器电流Ⅰ段动作，10KV 102线路二次侧电流为：36.1A，6KV 607线路二次侧电流为：31.97A，对10KV 102线路试送电正常。当天早晨09：00分，有人发现：10KV 102线路负荷侧三相全断接地，电源侧A相断线接地，另两相悬在空中，由于10KV线路属于中性点不接地系统，对于单相接地故障，线电压仍然是对称的，短路电流为容性电流，数值较小，对系统冲击较小，所以不会动作跳闸，所以规程规定仍可运行1～2小时。

此故障暴露出的问题：10KV 102线路保护装置没有设计接地报警保护，线路接地时无信号输出，应对零序电压保护定值（二次值）30 V进行调整，便于运行人员判断故障类别，避免发生人身触电事故。

改进措施：对于零序电压保护，如果取3Uo动作值（二次值）1．2 V动作发信、对于线路首端负荷侧断线接地或干线中段负荷侧断线接地：当负荷大于25%及以上时，输出值与动作值有 1．25 倍灵敏度；对于负荷小于25 %以下时的负荷侧断线接地、任何方式下的线路末端负荷侧断线接地，则不能保证动作。考虑到实际运行中的三相不平衡因数，为防止误发信，需适当提高动作整定值。因目前仅考虑电源侧断线接地检测，故3Uo保护动作发信整定值可改为（二次值）3 V。可具有 3倍的灵敏度，但是对于任何方式下的断线负荷接地侧均没有动作的灵敏度。

结论

(1)电力系统中，输电线路故障几率较多，但一种简单故障引发的继电保护事故、一次设备事故（即断路器、隔离刀闸、避雷器）则较为常见在这次故障中，虽然继电保护动作正确，但仍然造成对重要用户停电时间延长。所以归根结底，是应该加强输电线路的改造力度，切实提高输电线路运行维护检修质量，杜绝这类故障的再次发生。

（2）一相断线与高阻接地一样，由于所产生的短路电流较小，送电侧母线电压降低不多，对系统危害不是很大，且电压电流相位关系与发生接地故障时有所不同，在故障分析时，保护安装处零序电压与零序电流间的相位关系，相当于在断相处发生了接地故障，即断相处在保护方向时，零序电压滞后零序电流的相角为100°︿110°；断相处在保护反方向上时，零序电压超前零序电流70°︿80°。

（3）对于输电线路断线，最好设计零序电压接地报警保护，以便让值班人员能快速发现故障。

参考文献：

[1] 何仰赞温增银电力系统分析（上册）（第三版）华中科技大学出版社.2002

[2] 何仰赞温增银电力系统分析（下册）（第三版）华中科技大学出版社.2002

[3] 刘明岩，配电网中性点接地方式的选择 [J]．电网技术，2OO 4，28（16）：86-8 9．

[4] 万善良．上海市区配电网采用中性点经电阻接地的技术分析EJ1．电世界，2000，（1O）：5-7．

[5] 腺乐天．再论上海 lO kV 配电嘲中性点不接地的危害性和应采取的措施]．上海电力，2004，17（3）：210—211．