电力系统的故障分析及应对措施

电力工程

2010．9

143 电力系统的故障分析及应对措施

杨 利

鸡西电业局密山一次变电所 黑龙江 密山 158300

【摘 要】电力是国家的支柱能源和经济命脉。随着现代社会生产力水平的不断提高，电能用户对于供电可靠性特别是连续性的要求越来越高，优质、可靠、稳定的电力供应己成为电力用户的普遍需求。电网的扩大、运行条件日趋复杂、电网用电设备种类和数量的大量增加、自然灾害和误操作等因素使得电网故障频繁发生。但是，电力系统的事故，尤其是由于各种偶然因素造成的事故从客观上讲是不可能完全避免的。如果局部故障未能得到及时有效的处理，还可能导致全网的大规模停电事故。

【关键词】电力系统 故障 措施 线路

电力系统可能发生的故障类型比较多，其中短路故障是电力系统中最常见危害最严重的故障。在电力系统正常运行时，除中性点外，相与相或相与地之间是绝缘的，如果由于某种原因使其绝缘破坏而构成了通路，就称电力系统发生了短路故障。产生短路的主要原因是电气设备载流部分的绝缘损坏。电力系统的运行经验表明，短路故障主要是单相接地短路。 1、电力系统主要故障分类 1.1 输电网络故障 输电网络是电力系统中的一个中间环节，负责将电能从各发电中心送到各负荷中心。输电网络包括输电线路、母线以及监控装置。电力系统运行中，输电网络的异常与事故主要可以划分为输电线路故障、母线故障、系统振荡、系统瓦解等。 1.2 输电线路故障 输电线路的故障，大都是“瞬时性”的故障，在线路被继电保护迅速动作控制断路器跳闸后，故障点的绝缘平衡可自行恢复，故障随即消失。此时，如果把跳闸的线路断路器重新合上，就能够恢复正常的供电。在输电线路故障中，常见的几种故障类型包括: (1)单相接地短路；单相接地短路是最常见的故障，约占全部故障的80%以上。对于中性点直接接地系统，发生单相接地时，要求迅速切除故障点。对于中性点不接地或中性点经消弧线圈接地的系统，发生单相接地时，允许短时间带电运行，但要求尽快寻找接

地点，将接地部分退出运行并进行处理。

(2)两相接地短路；两相接地短路一般不会超过全部故障机率

的10%。在中性点直接接地系统中，这种故障多在同一地点发生;

在中性点非直接接地系统中，常见情况是先发生一点接地，而后其

他两相对地电压升高，在绝缘薄弱处形成第_接地点，此两点多数

不在同一点。

(3)两相短路及二相短路；两相短路及二相短路相对较少，一

般不超过全部故障机率的5%，但这种故障比较严重，故障发生后

要求更迅速的切除。

1.3 母线故障

电力系统中枢纽变电所的母线上发生故障时，可能会使系统用

户停电，使相关的联络线过载，严重的还可能引起系统稳定的破坏，

造成严重后果。发生母线故障的原因主要有:母线短路或母线保护

拒动、误动作;送出故障引起的越级跳闸等等。

1.4 系统振荡

系统振荡对输电网络的打击要更大，严重的可能使系统瓦解。系

统振荡时，各发电机和电源联络线电力系统故障诊断上的功率、电流、

以及某些节点的电压将有不同程度的周期性的变化。同步振荡时，规

程规定还有较多的时间允许来消除振荡源，当异步振荡时，规定在系

统振荡超过二分钟仍未消除时，就应迅速按规定的解列点解列。

1.5 系统瓦解

系统瓦解是指由于电力系统稳定破坏、频率崩溃、电压崩溃、

连锁反应或自然灾害等原因造成的大面积的停电事故状态，对电力

系统和用户危害最大，损失也最大。一般这种系统瓦解事故起源于

一条输电线路或一组变压器的过负荷造成的连锁反应。所以对单个

元件的事故处理务必要迅速、及时，防止事故的扩大、对输电网络

产生毁灭性的影响。

1.6 电力变压器故障

（1）绝缘结构:电力变压器包括油浸变压器和十式变压器，而

大容量的变压器一般都是油浸变压器。其绝缘结构主要由油、纸、纸板和其他固体绝缘等构成的固体——油绝缘结构。绝缘故障是影响变压器正常运行的主要原因。虽然在设计上具有足够的电气强度和优良的机械性能，但是在制造过程中的偶然因素会造成一些先天性局部缺陷是这些缺陷会造成绝缘体内部或表面出现某些区域电场强度高于平均电场强度，当这些区域的击穿场强低于平均击穿场强时，将会首先发生放电、而其他区域仍保持绝缘特性，从而形成局部放电。

（2）高压断路器故障:在电力系统中，高压断路器是最重要的设备之一，高压断路器在电网中主要有控制和保护两种作用，即能根据电网的需要进行相应电力设备及线路的投切以及当电力设备或线路发生故障时，将故障部分迅速从电网中切除，保证电网无故障部分可靠运行。高压断路器的主要技术参数有::额定电压、额定

电流、额定开断电流、额定峰值耐受电流、额定短时耐受电流、额定短路持续时间、额定短路关合电流和动作时间。高压断路器性能的可靠性关系到整个电力系统的安全运行。 1.7 其它电力设备故障

除了变压器和断路器，电力系统中还包括隔离开关、电压电流

匀_感器、避雷器和电容型设备等重要设备。这些设备的情况也会影响整个系统的正常运行。

2、电力系统运行保护措施及改进建议 2.1 闭锁操作 闭锁食指独立式电压无功综合控制装置在检测并判断到装置本身自检出现异常、变压器和电容器以及系统出现异常时，即使停止自动调节，并能发出信号的功能。电力系统采用独立式电压无功综合控制系统设置多种闭锁功能，当闭锁信号发出时，运行人员应仔细查看菜单显示的异常信息，并作出相应处理。只有确认外围回路确实没有问题才能按复归按钮。属于保护动作或遥控拒动情况时更应仔细检查,如电容器、主变保护动作后,只有故障消除、设备重新投入运行,才能解除闭锁。 2.2 压板投退操作 独立式电压无功综合控制系统设有专门的压板控制变压器和电容器的动作,当电容器检修时未退相应的出口压板,当达到动作定值时,独立式电压无功综合控制系统可能会投入电容器,若恰好此时电容器处有检修工作人员,则会威胁到人身安全,建议将压板投退操作编入典型操作票中,运行人员当作现场规程来执行。 2.3 统计功能的完善 电容器投退前后母线电压值、电容器动作时间、投退动作次数,主变分接头动作前后的档位及母线电压、分接头动作时间和次数等数据,是分析设备运行情况、为设备检修提供依据的基础数据,也是电力系统运行月报中的必要内容。目前独立式电压无功综合控制系统只能显示一条闭锁信息,而不能将这些数据发送到后台机。建议将闭锁信息的详细内容发送到后台机,并增加数据统计功能,以利于运行人员及时发现和处理异常,提高系统利用率。 参考文献 [1] 王晓东.电力系统故障诊断[M].河北工业大学,2007.12. [2] 毛晓东.电力系统故障诊断应用技术研究[M].哈尔滨工程大学,2009.03. [3] 李强.电力系统故障诊断方法研究[M].山东大学.2004.