Анализ обработки аварий на линиях электропередачи
Анализ обработки аварий на линиях электропередачи
В качестве основного компонента энергосистемы, линии электропередачи широко распространены и многочисленны, часто находятся в разнообразных географических и климатических условиях, что делает их крайне уязвимыми для повреждений. Частые причины включают перенапряжение, загрязнение изоляторов, повреждение изоляции, прорастание деревьев и внешние повреждения. Отключение линий является одной из наиболее частых аварий на электростанциях и подстанциях, с типами повреждений, такими как однофазное замыкание на землю, двухфазное замыкание на землю, двухфазное замыкание и трехфазное короткое замыкание. Из них однофазные замыкания на землю являются наиболее распространенными, составляя более 95% всех аварий на линиях.
1. Анализ аварий на линиях электропередачи
Повреждения можно классифицировать как временные или постоянные:
Постоянные повреждения обычно вызваны дефектами оборудования или разрушением изоляторов, где повреждение сохраняется до тех пор, пока не будет отремонтировано.
Временные повреждения возникают из-за пробоя изоляторов, поверхностных разрядов из-за тумана или снега, ветрового мусора, веток деревьев или контакта животных, которые могут самопроизвольно исчезнуть через короткое время.
Статистика показывает, что временные повреждения составляют 70%–80% всех аварий на линиях, делая их наиболее частыми.
1.1 Основные причины отключения линий
(1) Обрушение опор: обычно происходит при сильной непогоде, такой как штормы или торнадо-подобные ветры, когда сильные ветры вызывают структурные повреждения или обрушение опор линий электропередачи.
(2) Отключение из-за молнии: во время грозы, прямые удары молнии или индуцированные перенапряжения могут вызвать пробой на линиях, что является одной из основных причин отключения.
(3) Внешние повреждения: включают незаконное строительство, складирование материалов, земляные работы, добычу камня, посадку деревьев, несанкционированные присоединения и кражу электроэнергетического оборудования в пределах охранной зоны, все это угрожает безопасности линий.
(4) Обледенение проводов и заземляющих проводников: зимой, образование льда увеличивает механическую нагрузку, изменяя провес проводов. Сильное обледенение может повредить оборудование, разрушить цепочки изоляторов или даже вызвать обрушение опор или разрыв проводов, что приводит к отключению.
(5) Галопирование проводов: когда горизонтальные ветры дуют через провода, которые стали нерегулярными из-за льда, аэродинамические силы могут вызвать низкочастотные, высокомощные самовозбужденные колебания, известные как галопирование. Галопирование может вызвать двухфазные короткие замыкания, особенно на вертикально расположенных линиях.
(6) Пробой из-за птиц: в районах с большим количеством птиц, стаи, отдыхающие на крестовинах опор, могут оставлять помет на цепочках изоляторов, снижая прочность изоляции. В сырых условиях (дождь, туман) это может привести к пробою и однофазному замыканию на землю.
(7) Загрязнение изоляторов: промышленная сажа и выхлопные газы оседают на поверхности изоляторов, снижая их изоляционные свойства. В сырых условиях (туман, дождь, роса) это может вызвать пробой и отключение линий.
1.2 Анализ инцидентов отключения линий
(1) Постоянные повреждения: если система релейной защиты соответствует четырем ключевым требованиям (селективность, скорость, чувствительность и надежность) и выключатели имеют достаточную пропускную способность, стабильность системы обычно не сильно нарушается. В таких случаях можно попытаться повторное включение (сильное включение), ожидая, что системы защиты правильно изолируют поврежденную линию. Много лет эксплуатационного опыта показали, что неудачные попытки сильного включения не приводили к каскадным отключениям или расширению инцидентов.
(2) Контакт с посторонними предметами: часто приводит к разрыву жил проводов. Если разорвано только несколько жил, линия может продолжать работать некоторое время при контролируемой нагрузке.
(3) Удары молнии: иногда, из-за длительного времени восстановления изоляции, задержка автоматического повторного включения может быть недостаточной, что приводит к неудачному повторному включению. Однако эксплуатационный опыт и статистика показывают, что повреждения от молний обычно незначительны, и успех принудительного включения остается высоким.
(4) Неудачное повторное включение после каскадного отключения: причина может быть определена по записям действий защиты и техническому анализу. После подтверждения, отказавший выключатель можно вручную открыть, а затем попытаться принудительно включить линию.
2. Общие процедуры обработки аварий на линиях
(1) Если произошло временное повреждение, и выключатель отключился и успешно повторно включился, оперативный персонал должен зафиксировать время, проверить и документировать работу защиты линии и регистраторов аварий, убедиться, что нет повреждений внутреннего оборудования, и сообщить диспетчеру.
(2) Для линий, оборудованных устройствами синхронизации, если выключатель отключился и напряжение на линии подтверждено при приемлемых условиях синхронизации, персонал на месте может выполнить синхронизацию и повторное включение без ожидания распоряжений диспетчера, а затем сообщить диспетчеру.
(3) Если отключение выключателя или отказ защиты вызвал каскадное отключение, оперативный персонал должен определить и изолировать точку повреждения перед повторным включением. Повторное включение строго запрещено до определения причины и изоляции повреждения, чтобы предотвратить дальнейшее развитие аварии.
(4) Если выключатель отключился во время обслуживания защиты (при подключенном питании линии), без записи аварии и без отключения на противоположной стороне, все работы на вторичных цепях должны быть немедленно прекращены. Причину следует расследовать, сообщить диспетчеру, и после принятия соответствующих мер, можно попытаться выполнить тестовое повторное включение (возможно, из-за незакрытых каналов защиты или случайного контакта).
(5) После обработки аварии персонал должен зафиксировать подробные записи инцидента, количество отключений выключателя и составить комплексный отчет на месте, основываясь на записях отключений, действиях защиты и автоматических устройств, журналах событий, записях аварий и распечатках микропроцессорной защиты.
(6) При отключении линии персонал должен немедленно определить:
Какие защиты или автоматические устройства сработали;
Успешно ли повторно включился выключатель;
Было ли отключение однофазным или многофазным, и какая фаза;
Осталось ли напряжение на линии;
Есть ли запись аварии;
Правильны ли печатные отчеты, центральные сигналы и показания панели защиты;
Сгенерировал ли микропроцессорная защита отчет;
На месте проверить фактическое положение выключателя и все оборудование на линии на наличие короткого замыкания, заземления, пробоя, разрыва проводов, разбитой керамики, взрыва или выброса масла — независимо от того, было ли повторное включение.
(7) Если авария вызвала отключение выключателя и повторное включение не удалось, оперативный персонал должен зафиксировать время, сбросить тревоги, проверить и документировать действия защиты и регистраторов аварий, убедиться, что нет повреждений оборудования, установить выключатель в положение "после отключения" и зафиксировать количество отключений. Последующие действия могут включать:
Для важных линий или в особые периоды (например, обеспечение надежного питания), после визуального осмотра выключателя, который не показал аномалий, отключить автоматическое повторное включение и попытаться выполнить одно принудительное включение;
В нормальных условиях, ремонтная бригада должна осмотреть ключевые участки (например, переходы через дороги, железные дороги, мосты, реки, населенные пункты), чтобы подтвердить отсутствие аномалий. После отключения автоматического повторного включения, попытаться выполнить тестовое включение. Если принудительное включение не удается, при наличии условий, можно применить поэтапное повышение напряжения;
Если авария сопровождается явными признаками (например, пожар, взрыв), немедленное принудительное включение запрещено. Сначала необходимо осмотреть оборудование. После успешного включения, следует контролировать ток линии и немедленно уведомить ремонтную бригаду для осмотра линии и получения данных об аварии;
Для линий с одиночным источником питания, если произошло отключение и повторное включение не удалось, персонал на месте может немедленно попытаться выполнить одно принудительное включение без ожидания распоряжений диспетчера, а затем сообщить диспетчеру.
