摘要：介绍了某110kV变电站进线断路器频繁跳闸故障的原因分析及故障处理经过。
关键词：110kV变电站;断路器；电压互感器
1引言
在我们日常变电站运行维护过程中，常常碰到变电站出现故障的时候，此时继电保护装置故障信息、故障录波数据就成了故障判断的重要依据。
以下结合某110kV变电站进线断路器频繁跳闸故障的分析处理过程，总结了110kV变电站电压互感器谐振判断的一般原则和方法，以期能给业内同行参考。
2故障情况简介
某110KV变电站进线断路器在半个月的时间内跳闸三次，变电站运维人员在多次排查中均未发现明显的故障点，找到真正的故障原因，由于在短期内多次发生同样的故障，上级电力主管部门责令彻底查清故障原因后方可再次送电，而因该变电站故障停运，每天的经济损失高达数十万元。
第一次故障时，110kV故障解列保护屏低压解列I段、过频解列I段、母线过压解列II段保护动作，变电站进线断路器跳闸，当时站内无电气操作。
五天后，站内2#主变高压侧送电过程中，故障解列装置低压解列I段、低频解列I段、母线过压解列II段保护动作，变电站进线断路器再次跳闸。
三天后，变电站在恢复供电的过程中，在向馈出回路送电时，故障解列装置低压解列I段、过频解列I段、母线过压解列II段保护动作，变电站进线断路器第三次跳闸。
3 故障原因分析
第一次故障发生时站内无电气操作，而后两次故障均发生在站内电气操作过程中。第一次故障发生后，变电站运维人员对站内设备进行了仔细排查，均未发现明显故障点，又对架空线路进行了巡查，判断是架空线对线路边树枝放电导致电压波动引起跳闸，因此上报上级供电部门后变电站很快恢复供电，第二次和第三次故障均发生在站内电气操作过程中，变电站运维人员分析是倒闸操作过程引起的电压波动导致跳闸，但上级供电主管部门在第三次故障发生后认为未真正找到故障原因，要求认真查找故障真正原因。
随后我们调取了三次故障的故障录波数据，第一次故障录波波形见图1，其它两次故障录波波形与图1类似。
图1 第一次故障录波波形
从故障录波波形分析：故障发生后110kV各相电压波形畸变严重，零序电压急剧升高且呈现出明显的振荡形式，110kV各相电流均无大的变化，而35kV各相电压也同时发生畸变，但零序电压基本正常，35kV各相电流也都正常，由此可以作出判断，系统中发生了谐振且谐振发生在110kV系统中而不是在35kV系统中。
通过软件进行频率计算分析：故障过程中计算频率变化较大，如第一次故障时频率最高时飙升到71Hz，最低时只有25Hz，由此也从另一个方面说明系统中确实发生了谐振，计算频率曲线见图2。
那么到底是110kV变压器引起的谐振还是电压互感器引起的谐振？我们从三次故障发生时的现象分析：三次故障均未发现明显的故障点，故障时各相电流变化不大，110kV各相电压波动较大，走访同110kV母线其它110kV变电站，各站110kV母线电压变化不明显，这充分表明谐振范围仅限于我们变电站站内且故障能量较小，经现场检查我们变电站采用的是电容式电压互感器，电气原理图见图3，从此电容式电压互感器电气原理图分析，110kV系统谐振发生在电容式电压互感器中压电容与中间变压器处，谐振引起的过电压经由避雷器F泄放后对110kV系统设备影响较小，因此在110kV系统在故障发生后未发现明显的故障头，而故障录波装置获取并记录的则是此电容式电压互感器二次侧的电压、频率波动情况。
图2 计算频率
图3 电容式电压互感器电气原理图
3故障处理
完成故障分析后，由于现场条件有限，为及时恢复变电站供电，我们采取了临时处理措施。该变电站采用的是电容式电压互感器，开口三角接速饱和阻尼电阻进行阻尼，但连续发生谐振故障，表明速饱和阻尼电阻特性变化未起到阻尼作用，因此咨询电压互感器生产厂家后，在原阻尼电阻处并接白炽灯作为阻尼电阻，经请示上级供电主管部门后变电站恢复供电，各电气设备运行正常，一周后电压互感器生产厂家到变电站更换新速饱和阻尼电阻，对原速饱和电阻进行测试表明其确已失效，至此，故障处理完成。
4结束语
110kV变电站在运行过程中，难免出现各种各样的故障，我们变电站运行维护人员在变电站故障的处理过程中，一定要认真细致，充分利用站内各种测量和保护设备信息，特别要重视故障录波数据分析，以便准确找到故障原因，切不可在未找到真正故障原因并处理完善的情况下盲目送电，以免引起更大的故障等严重后果。
从本次故障处理过程总结，判断是否发生110kV电压互感器谐振，主要从以下几方面着手：
（1）看三相电压波形是否发生持续的畸变。（2）看零序电压是否在畸变的同时呈现周期性的剧烈变化。（3）看频率是否变化，一般只有谐振故障频率才会大幅波动。（4）看各相电压、电流变化，如电压波动大且电流波动也大，可能是变压器谐振，如电压波动大电流波动小，则可能是电压互感器谐振。
参考文献
[1]张全元.变电运行现场技术问答.中国电力出版社．2003．85～86．
[2]要焕年,曹梅月.电力系统谐振接地.中国电力出版社,2000,123～130．
论文作者:刘建文
论文发表刊物:《电力设备》2019年第5期
论文发表时间:2019/7/24
标签：故障论文; 变电站论文; 电压互感器论文; 谐振论文; 站内论文; 断路器论文; 阻尼论文; 《电力设备》2019年第5期论文;