摘要：2017年07月05日03点15分，变电站监控后台报 “35kV母线保护差动保护启动、110kV高压线路保护保护启动、#1风电线保护启动、#4风电线保护启动、#5风电线保护启动、接地变保护启动、站用变保护启动、故障录波启动”，35kV#1站用变316断路器跳闸。本文将对该事故的原因进行分析，并在此基础上对此类事故的未来防范工作提出相应的防范措施。
关键词：风电厂；跳闸事故；故障；防范
引言
架空输电线路是电力网及电力系统的重要组成部分，由于它暴露在大自然中，易受到外界的影响和损害。而雷击是其中最主要的一个方面。据统计，雷击引起的跳闸事故占电力系统事故的50%～70%。
一、事故经过概述
2017年07月05日03时15分46.2389秒变电站监控后台报“#1站用变316保护启动”，03时15分46.2559秒#1站用变316电流速断动作（动作电流：292.757A），35kV#1站用变316断路器跳闸，监控画面显示316断路器已在分闸位置，运维人员随后到35kV配电室核实316断路器确已在分闸位置。
二、事故原因分析
（一）故障波形分析
03点20分，对故障录波装置进行检查，故障波形见下图一。
03时15分46.2329秒时，35kV母线电压出现波动，其中B、C相最为严重；35kV #1站用变316进线柜B、C相电流首先出现较大波动，随后A相电流也出现波动；
查看其他间隔，35kV#1接地变318进线柜电流A、B、C三相都发生了电流突变，其余间隔电流在03时15分46.2329秒时有轻微波动，但都能在2ms内恢复正常。
根据故障录波波形初步判断为35kV #1站用变316发生过流。
图一：故障录波波形
（二）视频监控查看分析
查看站内视屏监控故障时间点的录像，发现07月05日03点15分时有雷电击中110kV出线侧门型架防雷线上，就地检查发现该风电场110kV侧门型架接地扁铁抱箍有放电痕迹。
（三）综合分析
通过对故障波形、视频监控综合分析，35kV母线电压故障时间点第一个波形B、C相波动较大，A相轻微波动，其它间隔电流波形变化轻微，316站用变电流与317接地变电流的波形同时发生较大变化。
分析原因为突遇雷雨天气，雷电直接击中110kV出线侧门型架防雷线上，由于接地网没能快速、及时的将雷电能量释放到大地，导致雷电侵入波的陡度或幅值没能降到所要求的安全值以下。而该站用变低压侧采用了星型接线方式未装设避雷器，并且防雷接地与工作接地共用同一组接地网，导致残余雷电波通过接地网薄弱点沿站用变低压侧中性点侵入站用变低压侧，低压绕组瞬间流过很大的冲击电流，导致站用变高压侧过流，电流速断保护动作，316断路器保护跳闸。
三、雷电事故的判别及特征
经分析该风电场容易遭受雷击的杆塔为：
（1）山顶的高位杆塔或向阳半坡的高位杆塔。
（2）山谷迎风口处杆塔。而雷电电击是引起箱式变压器内避雷器以及风机内交换机和网关损坏的主要原因。
四、雷击故障产生的原因分析
（1）该地区属于多雷区，气象统计数据表明其年均雷暴日在60d 以上，分布在此区段的35kV架空线路受雷击率较高。而该风场线路设计时没有考虑其环境特殊性，只是按基本常规设计。
（2）杆塔及避雷器接地存在缺陷。一方面部分杆塔接地电阻较大，另一方面由于该地地质原因部分杆塔基础底下几乎为石头导致接地线未能充分接地，致使泄流能力大大降低，雷击电流不能快速流入大地。另外接地引下线的截面为8mm圆钢，不满足12mm的设计标准。
（3）直线杆塔采用P- 20 针式绝缘子。此类绝缘子质量存在缺陷，容易发生雷击绝缘子引起的接地故障或短路故障。
五、风电场存在的问题
（1）风电场在防雷重视程度不是很高，主要源于该地方的雷暴活动特点。
（2）由于地形条件决定了集电线路的大高差、大档距，存在线路保护角偏大，屏蔽效果差，增加了线路被雷电击中的概率。
（3）线路在测量杆塔接地电阻时，由于现场的特殊地形或测量方法不当等原因，例如测量线无法拉至所要求的长度，拉线方向不对等，其测量结果不真实，往往造成测量结果偏低，导致误判断。
六、防雷措施
根据以上分析，可采取如下防雷措施：
（1）认真做好变电所直击雷过电压的防护工作，检查防雷设施是否存在问题。对于变电站内不满足防雷电接地等设计要求的进行技术改造，例如：站用变的防雷接地于工作接地共用。
（2）加强弱电设备、二次设备、通信设备等的接地、均压、屏蔽、限幅、隔离等防雷措施的检查、落实。
（3）对线路进行全面的调查及分析工作必须掌握线路的实际运行工况找出线路防雷薄弱环节。线路杆塔接地电阻值难度大在满足原先设计要求的情况下如果运行多年均未遭受过雷击则经过检可以不进行降阻改造如果在运行中遭受过雷击则应采取其它防雷措施。
（4）改善杆塔接地网，降低接地电阻对提高架空线路耐雷水平、减少反击概率是非常有效的。
（5）重新测量接地电阻，目前对杆塔接地电阻的测量，由于测量线过短而测量结果反映不真实，测出的数值偏低造成误判断。
（6）完善避雷装置，定期进行避雷器预试验。雷雨季节前加强对线路的巡视。并抽取易受雷击杆塔上的绝缘子进行耐压试验。
结束语
解决线路的雷害问题，要从实际出发，因地制宜，综合治理。对处于多雷地区的配电线路，除在设计之初就应考虑其防雷特殊性外，还应充分了解地理、气象及线路运行等各方面的情况，核算线路的耐雷水平，研究采用措施的可行性、工作量、难度、经济效益及效果等，然后采取相应的一种或几种防雷措施。在平时运行维护工作中，也应加强防雷装置和接地装置的运行维护，定期检查和测量，才能保证配电线路正常运行。
风电企业应结合风电场实际，建立适合风电场的运行模式和管理体系；片区、总部利用先进的技术手段从多方面给现场以支持；密切公司与风电场机组、运维人员的联系；充分发挥风电场运维的作用，避免重大事故的发生。
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论文作者:张宁
论文发表刊物:《电力设备》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/14
标签：杆塔论文; 防雷论文; 线路论文; 故障论文; 雷电论文; 电流论文; 避雷器论文; 《电力设备》2017年第29期论文;