電站外線故障預(yù)防分析

1、昌盛日電新能源電力有限公司8月份電站輸出線路故障分析及預(yù)防報(bào)告批準(zhǔn)：審核：編制：運(yùn)維技術(shù)維護(hù)小組2016年8月30日目錄一、輸出線路發(fā)生的故障情況1二、故障損失電量占比類(lèi)型分析1三、故障形成原因分析探討21、小鎮(zhèn)電站故障還原分析22、肥城電站故障還原分析43、譙盛電站故障還原分析7四、輸出線路差動(dòng)故障跳閘的預(yù)防措施81、施工工藝引發(fā)的故障的預(yù)防措施82、斷路器不跳故障的預(yù)防措施93、對(duì)鳥(niǎo)造成輸出線路接地和放電故障的預(yù)防10電站輸出線路故障分析及預(yù)防報(bào)告一、輸出線路發(fā)生的故障情況8月份公司已并網(wǎng)的電站發(fā)生5起輸出線路故障，影響發(fā)電裝機(jī)容量17848MW，影響發(fā)電時(shí)間236小時(shí)30分鐘，損失發(fā)電量

2、1592038 kWh。詳見(jiàn)表1：表1： 電站輸出線路故障統(tǒng)計(jì)表序號(hào)電站名稱(chēng)故障時(shí)間故障現(xiàn)象停電范圍停電時(shí)長(zhǎng)損失發(fā)電量1肥城電站8月14日13：55分至8月31日14:30分35kV泰盛線高余站#315開(kāi)關(guān)保護(hù)跳閘一期10兆瓦光伏電站全站失電168小時(shí)35分406465kwh2譙盛電站8月16日15：00分至8月18日12:15分電站高壓輸出線路發(fā)生差動(dòng)保護(hù)跳閘譙盛40MW電站全站失電23小時(shí)15分鐘209419KWH3譙盛電站8月23日23：18分至8月23日17:10分電站高壓輸出線路發(fā)生差動(dòng)保護(hù)跳閘譙盛40MW電站全站失電。3小時(shí)52分鐘44429KWh4廬盛電站8月26日05：05分至

3、8月27日20:30分廬盛線381開(kāi)關(guān)、#1集電線301開(kāi)關(guān)、#2集電線302開(kāi)關(guān)、SVG303開(kāi)關(guān)跳閘廬盛19.98MW電站全站失電。20小時(shí)25分鐘112706KWh5小鎮(zhèn)電站8月26日09：32分至8月28日12:23分電站#5、#6集電線路光纖差動(dòng)保護(hù)跳閘，城盛三期、四期68.5MW停電。20小時(shí)23分鐘819019kWh合計(jì)17848MW236小時(shí)30分鐘1592038 kWh二、故障損失電量占比類(lèi)型分析從電站輸出線路發(fā)生故障影響損失發(fā)電量、影響發(fā)電故障類(lèi)型等綜合分析，損失電量占比前三位的占總損失發(fā)電量的90%。發(fā)電量損失最大的是小鎮(zhèn)電站，損失占比51%；其次是肥城電站，損失占比26

4、%，再是譙盛電站，損失占比13%；因施工工藝原因造成的損失電量的故障類(lèi)型占比77%。詳見(jiàn)表2： 表2： 故障原因損失發(fā)電量占比分析表排名電站名稱(chēng)影響容量損失發(fā)電量損失占比故障原因故障形成誘因故障類(lèi)型1小鎮(zhèn)電站685MW819019kWh51%線路C相對(duì)地放電線路C相桿塔跨接線壓線螺栓松動(dòng)，對(duì)絕緣端子和桿塔放電施工工藝2肥城電站10MW406465kwh26%高壓輸出電纜C相擊穿電纜屏蔽層進(jìn)水，斷路器不跳閘施工工藝3譙盛電站40MW209419KWH13%輸出線電纜與桿塔接線處AC相短路鳥(niǎo)造成AC相短路其它三、故障形成原因分析探討1、小鎮(zhèn)電站故障還原分析1.1集控室綜自保護(hù)跳閘動(dòng)作記錄情況201

5、6年8月26日上午09時(shí)32分，監(jiān)控主機(jī)發(fā)出事故變位告警，小鎮(zhèn)35kVII段母線斷路器16619、16629斷路器動(dòng)作跳閘，開(kāi)閉所16627、16630斷路器跳閘。檢查故障錄波器發(fā)現(xiàn)#2主變低壓側(cè)C相接地，A相 B相電壓升高，零序電壓升高并由C相短路接地發(fā)展至A C兩相短路接地，光纖差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳開(kāi)#5、#6號(hào)集電線路兩側(cè)斷路器，35kVII段母線接地變檢測(cè)到接地電流，過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作同時(shí)跳閘。1.2光纖差動(dòng)保護(hù)的原理保護(hù)裝置通過(guò)計(jì)算三相電流的變化，判斷三相電流的向量和是否為零來(lái)確定是否動(dòng)作，當(dāng)接在電流互感器的二次側(cè)的電流繼電器（包括零序電流）中有電流流過(guò)達(dá)到保護(hù)動(dòng)作整定值是，保護(hù)就動(dòng)作，跳開(kāi)故

6、障線路的開(kāi)關(guān)。光纖差動(dòng)保護(hù)采用分相電流差動(dòng)元件作為快速主保護(hù)，并采用PCM光纖或光纜作為通道，使其動(dòng)作速度更快，因而是線路相間短路、相間接地的主保護(hù)。1.3造成線路光差保護(hù)跳閘的原因分析從1.1集控室綜自保護(hù)動(dòng)作記錄分析，符合1.2光差保護(hù)原理的線路接地引起差動(dòng)保護(hù)；見(jiàn)圖1、圖2圖1 圖2 從小鎮(zhèn)電站運(yùn)維人員與項(xiàng)目施工單位查找故障點(diǎn)，在輸出線路17#桿塔發(fā)現(xiàn)5號(hào)集電線路C相跨接線壓線螺栓松動(dòng)，并有放電熔燒痕跡，見(jiàn)圖3、圖4、圖5。這與1.1集控室保護(hù)動(dòng)作裝置記錄情況和1.2光差保護(hù)動(dòng)作原理相吻合。圖3 圖4 圖5 從查找故障線路相關(guān)的其它電氣設(shè)備：#5、#6集電線電纜、SVG接地變、II段母線

7、、刀閘、斷路器等，均無(wú)相間短路、接地放電現(xiàn)象。1.4小鎮(zhèn)輸出線路故障結(jié)論是因?yàn)槭┕すに囈l(fā)的故障，#5集電線17#桿塔C相跨接線鏍栓沒(méi)按工藝規(guī)范施工，鏍母脫落，接觸不好造成C相接觸間隙放電，電暈通過(guò)絕緣子串和桿塔金具接地，引起輸出線路光差保護(hù)動(dòng)作跳閘。2、肥城電站故障還原分析2.1集控室綜自保護(hù)跳閘動(dòng)作記錄情況2016年8月14日13時(shí)55分，肥城電站35kV泰盛線高余站315斷路器跳閘 ，動(dòng)作類(lèi)型：比率差動(dòng)，動(dòng)作值（二次）：24.592A 故障相：C相，動(dòng)作時(shí)間：13:55：11：240；35kV泰盛線31斷路器保護(hù)動(dòng)作，動(dòng)作類(lèi)型：比率差動(dòng)，動(dòng)作值（二次）：24.609A 故障相：C相，動(dòng)作

8、時(shí)間：13:55：11：117；35KV#1集電線311斷路器保護(hù)動(dòng)作跳閘。動(dòng)作類(lèi)型：限時(shí)速斷，動(dòng)作值（二次）：53.37A 故障相：BC相，動(dòng)作時(shí)間：13:55：11：81。13時(shí)56分，運(yùn)維人員在監(jiān)控后臺(tái)發(fā)現(xiàn)#31斷路器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，#1集電極311斷路器速斷動(dòng)作，發(fā)現(xiàn)35kv泰盛線所有數(shù)據(jù)顯示為0，#31斷路器未跳閘，聯(lián)系調(diào)度告知高余站315開(kāi)關(guān)跳閘。2.2斷路器定時(shí)限過(guò)流保護(hù)原理定時(shí)限過(guò)流保護(hù)，其動(dòng)作時(shí)限與故障電流之間的關(guān)系表現(xiàn)為定時(shí)限特性，即斷電器保護(hù)動(dòng)作時(shí)限與系統(tǒng)短路電流的數(shù)值大小無(wú)關(guān)，只要系統(tǒng)故障電流轉(zhuǎn)換成保護(hù)裝置中的電流，達(dá)到或超過(guò)保護(hù)的整定值，繼電保護(hù)就以固有的整定時(shí)限動(dòng)作，

9、使斷路器跳閘，切除故障。2.3造成斷路器定時(shí)限過(guò)流保護(hù)跳閘的原因分析根據(jù)監(jiān)控后臺(tái)保護(hù)記錄和斷路器保護(hù)裝置顯示分析見(jiàn)圖6、圖7、圖8，符合2.2斷路器定時(shí)限過(guò)流保護(hù)原理。圖6 #31斷路保護(hù)記錄 圖7后臺(tái)報(bào)保護(hù)記錄 圖8#311斷路器保護(hù)記錄 圖9 35KV輸出電纜C相絕緣破損 從運(yùn)維人員在故障現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，35kv泰盛線#31斷路器分閘線圈燒毀， C 相電纜頭絕緣套管損壞見(jiàn)圖9、圖10，8#箱變B相電纜頭絕緣擊穿見(jiàn)圖11，與綜自保護(hù)和后臺(tái)監(jiān)控報(bào)的保護(hù)動(dòng)作是一致的。圖9斷路器分閘線圈 圖10輸出電纜故障點(diǎn) 圖11C相對(duì)母排放電 圖12#8箱變B相絕緣擊穿 #31斷路器未跳閘，對(duì)則變電站315斷路

10、器被頂跳，使#1集電線#311斷路器因集電線BC相短路跳閘。在故障現(xiàn)場(chǎng)查看#31斷路器的分閘線圈燒壞，原因查找是在分閘過(guò)程中電磁鐵芯發(fā)生位移現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致鐵芯卡澀，發(fā)生線圈燒燒毀，使斷路器不跳閘；或是因鐵芯活動(dòng)沖程變小，分閘回路接通時(shí)，鐵芯受到的推力不足頂不動(dòng)斷路器的脫扣機(jī)構(gòu)，使分閘線圈長(zhǎng)時(shí)間處于過(guò)載狀態(tài)燒毀。2.4肥城電站35KV輸出電纜故障結(jié)論從2.1、2.2、2.3項(xiàng)的原因分析使故障還原，一是施工工藝原因引起外線輸出電纜C相接地，使#31斷路器差動(dòng)保護(hù)I段保護(hù)動(dòng)作、II段保護(hù)動(dòng)作。二是31斷路器拒跳閘，使故障范圍進(jìn)一步擴(kuò)大化，把對(duì)側(cè)高余變電站315開(kāi)關(guān)頂跳，同時(shí)C相也對(duì)母線B相放電短路見(jiàn)

11、圖11，使#1集電線8#箱變B相絕緣擊穿見(jiàn)圖12，造成#1集電線311斷路器因BC相短路保護(hù)動(dòng)作跳閘見(jiàn)圖8。3、譙盛電站故障還原分析3.1集控室綜自保護(hù)跳閘動(dòng)作記錄情況2016年08月16日14:51:12，譙盛3409線縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作（外線），35KV出線開(kāi)關(guān)柜3409斷路器跳閘；SVG無(wú)功補(bǔ)償裝置3416開(kāi)關(guān)跳閘；35KV#1集電線3412開(kāi)關(guān)跳閘、#2集電線3413開(kāi)關(guān)跳閘、#3集電線3414開(kāi)關(guān)跳閘、#4集電線3415開(kāi)關(guān)跳閘。3.2光纖差動(dòng)保護(hù)的原理（同3.2）3.3輸出線路3409保護(hù)跳閘的原因分析監(jiān)控后臺(tái)保護(hù)記錄和斷路器保護(hù)裝置顯示分析見(jiàn)圖13、圖14；圖13輸出線路保護(hù)裝置記

12、錄 圖14后臺(tái)監(jiān)控報(bào)保護(hù)記錄 在故障現(xiàn)場(chǎng)查找故障點(diǎn)，外線地埋電纜與外線26號(hào)桿塔爬桿段AC相電纜頭短路燒壞見(jiàn)圖15，現(xiàn)場(chǎng)有燒焦的鳥(niǎo)見(jiàn)圖16，圖15 電纜頭故障點(diǎn) 圖16引起AC相短路肇事的鳥(niǎo) 3.4譙盛電站35KV輸出電纜故障結(jié)論依據(jù)3.1、3.2、3.3的現(xiàn)場(chǎng)故障還原分析，譙盛電站35KV輸出電纜AC相短路，引起線路縱差保護(hù)跳閘原因是輸出線路沒(méi)安裝驅(qū)鳥(niǎo)器，鳥(niǎo)停在電纜頭上造成接地或短路的。四、輸出線路差動(dòng)故障跳閘的預(yù)防措施8月份電站暴露出的輸出線路故障，按冰山原理推測(cè)，公司已并網(wǎng)運(yùn)行的電站也有這類(lèi)似的隱患，能浮出水面的是少數(shù)部分的，隱藏在水下看不見(jiàn)的才是多數(shù)部分的。所以對(duì)發(fā)電損失比較大故障，一

13、定要在全公司電站進(jìn)行類(lèi)似故障隱患排查，把沒(méi)有浮出水面的隱患，即時(shí)采取有效的預(yù)防措施，以保電站安全穩(wěn)定運(yùn)行，使發(fā)電量保持在最大化。 1、對(duì)施工工藝引發(fā)的故障預(yù)防措施1.1對(duì)將要建設(shè)的項(xiàng)目，在電纜采購(gòu)時(shí)要選擇優(yōu)質(zhì)的電纜產(chǎn)品。電纜和電纜附件質(zhì)量的好壞直接影響了電力電纜線路的安全運(yùn)行，材料選用不當(dāng)、工藝落后、生產(chǎn)設(shè)備不良、質(zhì)量管理和生產(chǎn)管理不善都會(huì)造成電纜的質(zhì)量問(wèn)題。因此，在選用電纜產(chǎn)品時(shí)，一定要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，杜絕故障源頭。1.2對(duì)在建項(xiàng)目由項(xiàng)目牽頭加強(qiáng)施工單位管理，監(jiān)理加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)施工質(zhì)量管理，嚴(yán)格按工藝要求施工。首先要開(kāi)展針對(duì)電纜施工人員的技能培訓(xùn)和考核，以保證電纜的安裝質(zhì)量；其次要加強(qiáng)施工監(jiān)理，嚴(yán)格按

14、照項(xiàng)目計(jì)劃進(jìn)行施工，嚴(yán)禁為搶工期而犧牲工程質(zhì)量的行為；最后要嚴(yán)把試驗(yàn)和驗(yàn)收關(guān)，改變施工與試驗(yàn)由同一施工單位完成的生產(chǎn)管理模式，嚴(yán)格按照國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)施工和驗(yàn)收。1.3對(duì)建成的項(xiàng)目，因外線維護(hù)是外包給外單位，要求線路外包單位加強(qiáng)日常維護(hù)。平時(shí)還應(yīng)加強(qiáng)線路巡視，對(duì)電纜連接頭、標(biāo)示樁、警示牌等要進(jìn)行定期維護(hù)，對(duì)電纜頭連接部位要定期進(jìn)行紅外測(cè)溫點(diǎn)檢；此外還應(yīng)與公司農(nóng)業(yè)部門(mén)加強(qiáng)信息交流，避免其農(nóng)業(yè)施工過(guò)程中開(kāi)挖、打樁等作業(yè)對(duì)電力電纜造成外力破壞。2、斷路器不跳故障的預(yù)防措施斷路器不跳閘的原因通常有兩個(gè)：一是操作機(jī)構(gòu)機(jī)械部分故障，二是操作回路電氣故障。當(dāng)斷路器出現(xiàn)不跳閘是往往會(huì)造成事故擴(kuò)大和重大人身安全事故，所以對(duì)斷路器不跳閘故障一定不能麻痹大意，提早做好預(yù)防措施。2.1由運(yùn)維來(lái)組織對(duì)這次不跳閘的斷路器進(jìn)行同廠家、同型號(hào)，及公司電站有多少臺(tái)數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，要找出這類(lèi)型號(hào)的斷路器，提前預(yù)防同類(lèi)事故發(fā)生。2.2由公司商務(wù)采購(gòu)牽頭聯(lián)系廠家，對(duì)電站統(tǒng)計(jì)出來(lái)的同型號(hào)斷路器，必須對(duì)它的分閘控制回路進(jìn)行傳動(dòng)試驗(yàn)，和機(jī)械傳動(dòng)部分進(jìn)行測(cè)量機(jī)械行程特性，測(cè)量相間和同相各斷口間的同期。以保證斷路器性能滿足安全穩(wěn)定運(yùn)行。