Analyse Accidentis in Lineis Transmissionis
Analyse der Behandlung von Leitungsfehlern
Als grundlegender Bestandteil des Stromnetzes sind Umspannleitungen weit verbreitet und zahlreich, oft verschiedenen geografischen und klimatischen Bedingungen ausgesetzt, was sie sehr anfällig für Fehlfunktionen macht. Häufige Ursachen sind Überspannung, Verschmutzungsablösung, Isolierschäden, Baumwachstum und externe Schäden. Liniensprünge sind eines der häufigsten Fehler in Kraftwerks- und Umspannstationbetrieben, wobei die Fehlerarten einschließlich Einphasen-Erdschluss, Zweiphasen-Erdschluss, Zweiphasen-Kurzschluss und Dreiphasen-Kurzschluss umfassen. Darunter sind Einphasen-Erdschlüsse am häufigsten, die über 95% aller Leitungsfaultypen ausmachen.
1. Analyse von Leitungsfehlern
Fehler können als vorübergehend oder dauerhaft klassifiziert werden:
Dauerhafte Fehler treten normalerweise aufgrund von Gerätefehlern oder gebrochenen Isolatoren auf, bei denen der Fehler bis zur Reparatur andauert.
Vorübergehende Fehler entstehen durch Ablösungen an Isolatoren, Oberflächenentladungen aufgrund von Nebel oder Schnee, windgetriebenen Trümmern, Bäumen oder Tierkontakt, die sich nach kurzer Zeit selbst beseitigen können. Statistiken zeigen, dass vorübergehende Fehler 70%–80% aller Leitungsfaultypen ausmachen, was sie zu den häufigsten macht.
1.1 Hauptursachen für Liniensprünge
(1) Turmkollaps: Normalerweise tritt dies während schweren Wetterbedingungen wie Stürmen oder Tornados auf, bei denen starke Winde zu Strukturversagen oder dem Zusammenbruch von Umspanntürmen führen.
(2) Blitzinduzierte Sprünge: Während Gewitter kann direkter Blitzschlag oder induzierte Überspannungen zu Ablösungen auf Leitungen führen, einer der Hauptgründe für Sprünge.
(3) Externer Schaden: Beinhaltet illegale Bauarbeiten, Materialstapelung, Grabungen, Steinbruch, Baumplanzen, unbefugte Anbringungen und Diebstahl von Stromanlagen im Rechteweg, die alle die Sicherheit der Leitungen bedrohen.
(4) Vereisung von Leiter und Erdleitung: Im Winter erhöht sich durch Eisbildung die mechanische Belastung, was die Durchhängung der Leiter verändert. Schwere Vereisung kann Hardware beschädigen, Isolatorreihen brechen oder sogar zum Turmkollaps oder Leiterbruch führen, was wiederum zu Sprüngen führt.
(5) Leitergaloppieren: Wenn horizontale Winde über Leiter wehen, die durch Eis nicht mehr kreisförmig sind, können aerodynamische Kräfte niedrigfrequente, hochamplitude Selbstanregungsschwingungen – bekannt als Galoppieren – induzieren. Galoppieren kann zu Zweiphasen-Kurzschlüssen führen, insbesondere in vertikal angeordneten Leitungen.
(6) Vogelbedingte Ablösungen: In Gebieten mit hoher Vogelpopulation können Vögel, die auf Turmquerbalken nisten, Kot auf Isolatorreihen absetzen, was die Isolationsstärke reduziert. Unter feuchten Bedingungen (Regen, Nebel) kann dies zu Ablösungen und Einphasen-Erdschlüssen führen.
(7) Verschmutzungsablösung: Industrieller Ruß und Abgasverunreinigungen lagern sich auf Isolatoroberflächen ab, was die Isolierleistung beeinträchtigt. In feuchten Bedingungen (Nebel, Regen, Tau) kann dies zu Ablösungen und Liniensprüngen führen.
1.2 Analyse von Liniensprungvorfällen
(1) Dauerhafte Fehler: Sofern die Relais-Sicherheit die vier Schlüsselanforderungen (Selektivität, Schnelligkeit, Empfindlichkeit und Zuverlässigkeit) erfüllt und die Schaltgeräte eine ausreichende Unterbrechungskapazität haben, wird die Systemstabilität in der Regel nicht stark beeinträchtigt. In solchen Fällen kann ein erzwungener Neustart (Starksenden) versucht werden, wobei die Schutzsysteme voraussichtlich die gefahrene Leitung korrekt isolieren. Jahre der Betriebspraxis haben gezeigt, dass fehlgeschlagene Starksendungen zu keiner Kaskadenausfall oder erweiterten Vorfällen führten.
(2) Kontakt mit Fremdkörpern: Führt oft zu Brüchen in Leitersträngen. Wenn nur wenige Stränge gebrochen sind, kann die Leitung unter kontrollierter Last in der Regel weiter betrieben werden.
(3) Blitzschläge: Manchmal ist aufgrund langer Isolierwiederherstellungszeiten die Verzögerung beim Wiederschließen nicht ausreichend, was zu einem fehlgeschlagenen Wiederschließen führt. Allerdings zeigen Betriebspraxis und Statistiken, dass Blitzeinschläge oft geringfügig sind und die Erfolgsrate des erzwungenen Neustarts hoch bleibt.
(4) Fehlschlagendes Wiederschließen nach Kaskadenabfall: Die Ursache kann durch Schutzaktionprotokolle und technische Analysen identifiziert werden. Nach Bestätigung kann der nicht reagierende Schalter manuell geöffnet und ein erzwungener Neustart der Leitung durchgeführt werden.
2. Allgemeine Verfahren zur Behandlung von Leitungsfehlern
(1) Bei vorübergehenden Fehlern, wenn der Schalter springt und erfolgreich wieder schließt, sollten die Betriebspersonal die Zeit aufzeichnen, die Funktion der Leitungsschutz- und Fehleraufzeichnungsgeräte prüfen und dokumentieren, sicherstellen, dass keine interne Geräteschäden vorhanden sind, und dies dem Dispatch melden.
(2) Für Leitungen mit Synchronisationsgeräten, wenn ein Schalter springt und Spannung auf der Leitung unter akzeptablen Synchronisationsbedingungen bestätigt wird, können das Personal vor Ort ohne Wartezeit auf Dispatchbefehle die Synchronisation und Wiederverbindung durchführen und dann dem Dispatch melden.
(3) Wenn ein Schalter- oder Schutzfehler zu einem Kaskadenabfall führt, müssen das Betriebspersonal den Fehlerpunkt identifizieren und isolieren, bevor eine Wiederenergieversorgung erfolgt. Das Wiederschließen ist streng untersagt, bis die Ursache identifiziert und der Fehler isoliert ist, um weitere Eskalation zu verhindern.
(4) Wenn ein Schalter während der Wartung des Schutzes (mit eingeschalteter Leitung) springt, ohne Fehleraufzeichnung und ohne Sprung auf der gegenüberliegenden Seite, muss sofort alle Arbeiten an den Sekundärkreisen eingestellt werden. Die Ursache sollte untersucht und dem Dispatch gemeldet werden, und nach geeigneten Maßnahmen kann ein Testneustart versucht werden (möglicherweise aufgrund unentfernter Schutzkanäle oder versehentlichen Kontakts).
(5) Nach der Fehlerbehandlung müssen das Personal detaillierte Vorfallprotokolle, Schaltertripzähler und eine umfassende Ortsbericht basierend auf Tripaufzeichnungen, Schutz- und automatische Geräteaktionen, Ereignisprotokollen, Fehleraufzeichnungen und Mikroprozessorschutzdruckausgaben erstellen.
(6) Bei einem Linienabfall müssen das Personal sofort feststellen:
Welche Schutz- oder automatische Geräte aktiviert wurden;
Ob der Schalter erfolgreich wieder geschlossen hat;
Ob es sich um einen Einphasen- oder Mehrphasenabfall handelt und welche Phase;
Ob Spannung auf der Leitung besteht;
Ob eine Fehleraufzeichnung verfügbar ist;
Ob Ereignisdrucke, zentrale Signale und Schutztafelanzeigen korrekt sind;
Ob der Mikroprozessorschutz einen Bericht generiert hat;
Ortliche Prüfung der tatsächlichen Schalterposition und aller Leitungsausrüstungen auf Anzeichen von Kurzschlüssen, Erdung, Ablösungen, gebrochene Leiter, gebrochene Porzellan, Explosionen oder Ölversprühen – unabhängig davon, ob ein Wiederschließen stattgefunden hat.
(7) Wenn ein Fehler zu einem Schalterabfall führt und das Wiederschließen fehlschlägt, sollten das Betriebspersonal die Zeit aufzeichnen, Alarme zurücksetzen, die Aktionen des Schutzes und der Fehleraufzeichnungen prüfen und dokumentieren, bestätigen, dass keine Anlagenbeschädigungen vorliegen, den Schaltersteuerungsschalter in die Position "nach Abfall" setzen und die Anzahl der Abfälle protokollieren. Folgende Maßnahmen können durchgeführt werden:
Für wichtige Leitungen oder besondere Zeiträume (z.B. große Energieversorgungsgarantien), nachdem eine visuelle Prüfung des Schalters keine Auffälligkeiten zeigt, das Wiederschließen deaktivieren und einen erzwungenen Neustart versuchen;
Unter normalen Bedingungen sollte die Leitungswartungseinheit wichtige Abschnitte (z.B. Übergänge über Straßen, Eisenbahnen, Brücken, Flüsse, Wohngebiete) prüfen, um Auffälligkeiten zu bestätigen. Nach Deaktivierung des Wiederschließens kann ein Testneustart versucht werden. Wenn der erzwungene Neustart fehlschlägt, kann bei entsprechenden Bedingungen eine stufenweise Spannungserhöhung angewendet werden;
Wenn der Fehler offensichtliche Anzeichen (z.B. Feuer, Explosion) begleitet, ist ein sofortiger erzwungener Neustart untersagt. Zuerst muss die Ausrüstung geprüft werden. Nach erfolgreicher Wiederenergieversorgung sollte die Leitungsspannung gesteuert und die Wartungseinheit sofort benachrichtigt werden, um die Leitung zu prüfen und die Fehlerdaten schnell zu erhalten;
Für Einquelle-Lastleitungen, wenn ein Abfall und ein fehlgeschlagenes Wiederschließen auftreten, können das Personal vor Ort sofort einen erzwungenen Neustart versuchen, ohne auf Dispatchbefehle zu warten, und dann dem Dispatch melden.
