CN111725735A - 一种降低10kV线路故障跳闸率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降低10kV线路故障跳闸率的方法，在鸟类造窝筑巢的区域加装驱鸟器，防治鸟害；并采用越级跳闸事故辨识方法排查越级跳闸原因。本发明在10kV线路的转角杆、安装隔离开关的电杆、支线T接杆等横担多的电杆上加设驱鸟器，防止鸟类造窝筑巢，减少鸟害引起的跳闸故障；当发生越级跳闸事故时，提出了事故发生后整体的辨识方法，能够精准有效地决策出越级事故的原因，提高现场排查效率；本发明采用鸟害防治与越级跳闸排查两者防治结合的方法，既减少跳闸事故的发生率，同时提高越级跳闸的排查率，有效降低10kV线路故障跳闸率。

Description

一种降低10kV线路故障跳闸率的方法
技术领域
本发明涉及一种降低10kV线路故障跳闸率的方法，属于配电线路运维技术领域。
背景技术
10KV配电线路是电力系统中的重要组成部分，在建设和运行过程中，最关键的任务就是提升运行的稳定性。
在春季故障跳闸次数明显增多，其故障跳闸原因大多为鸟害原因，春季是鸟类繁殖的季节，而杆塔也成了鸟类造窝筑巢的选择地，用干燥树枝搭造的鸟窝，在晴朗的天气里不会造成线路事故，但遇阴雨天气，树枝接触导线将引发接地或短路故障。在大风天气，鸟窝若被大风吹散，则会使树枝或鸟窝里的金属丝等落在导线上，造成接地或短路跳闸事故。由于鸟长时间在杆塔横担上栖息，排粪不断增多，鸟粪势必污染绝缘子串，若积粪太多，就会使绝缘子发生污闪事故。
目前10kV配网线路大多呈辐射状,当线路发生故障时,若本段断路器因为出现异常而拒动，会通过上级断路器跳闸来隔离故障，从而出现越级跳闸事故，扩大事故范围，引起更多的停电损失。当发生越级跳闸事故时，应当准确定位异常原因并有针对性的消缺，有利于降低类似事故发生概率。随着对供电可靠性要求的越来越高，越级跳闸事故的消缺也得到了电力运维工作人员的广泛关注。
因此，如何治理10KV配电线路的鸟害，并提高多10kV线路越级跳闸事故的辨识，对于降低10kV线路故障跳闸率，减少停电损失具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种降低10kV线路故障跳闸率的方法，在鸟类造窝筑巢的区域加装驱鸟器，并提出了事故发生后整体的辨识方法，有效定位异常原因，提高现场排查效率，降低10kV线路故障跳闸率。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
一种降低10kV线路故障跳闸率的方法，在鸟类造窝筑巢的区域加装驱鸟器，防治鸟害；并采用越级跳闸事故辨识方法排查越级跳闸原因。
作为本发明的进一步改进，所述鸟类造窝筑巢的区域包括10kV线路电杆上的转角杆、安装隔离开关的电杆以及支线T接杆。
作为本发明的进一步改进，所述10kV线路电杆上还架设有避雷器。
作为本发明的进一步改进，所述驱鸟器为反光镜驱鸟器、超声波驱鸟器或驱鸟刺。
作为本发明的进一步改进，在发生越级跳闸事故时，越级跳闸事故辨识方法的流程如下：
步骤S1，到现场观察是否存在直流电源失电、微机保护装置黑屏或死机、二次回路的放电或烧焦情况，若有则针对这些缺陷消缺，消缺完毕后转步骤S9，若无则转步骤S2；
步骤S2，查看动作报文和动作信号灯，若无动作报文，则电流互感器、采集回路或微机保护装置出现异常，转步骤S3；若有动作报文或动作灯亮，则控制回路或断路器机械操动部分出现异常，转步骤S6；
步骤S3，在微机保护装置采集回路侧输人电流，若无动作报文，则表明微机保护装置出现异常,消缺后转步骤S9，若有动作报文则转步骤S4；
步骤S4，对采集回路进行消缺，若发现问题则转步骤S9,若没有问题则转步骤S5；
步骤S5，判断故障时电流互感器是否发生饱和,若是则确定原因并制定互感器更换计划，转步骤S9；
步骤S6，手动进行断路器分闸操作，若断路器可以分闸，则转步骤S7，若断路器不能分闸，则转步骤S8；
步骤S7，分段查找控制回路的断线点,消除缺陷后转步骤S9；
步骤S8，查找断路器机械操作部分的问题并消缺，直到手动合闸成功，转步骤 S9；
步骤S9，进行整组试验，查看能否正常跳闸，若可以则消缺结束，若不可以重新进行判断。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S2中，动作报文和动作信号灯在微机保护装置上进行查看。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S3中，在微机保护装置采集回路侧输人的电流大于整定值。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S4中，利用万用表针对采集回路进行消缺。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S5中，根据故障电流值的大小和电流互感器额定准确限值系数，判断故障时电流互感器是否发生饱和。
作为本发明的进一步改进，所述步骤S8中，断路器机械操作部分的问题包括卡涩和/或变形。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明在10kV线路的转角杆、安装隔离开关的电杆、支线T接杆等横担多的电杆上加设驱鸟器，防止鸟类造窝筑巢，减少鸟害引起的跳闸故障；当发生越级跳闸事故时，提出了事故发生后整体的辨识方法，能够精准有效地决策出越级事故的原因，提高现场排查效率；本发明采用鸟害防治与越级跳闸排查两者防治结合的方法，既减少跳闸事故的发生率，同时提高越级跳闸的排查率，有效降低10kV线路故障跳闸率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是10kV线路继电保护电路示意图；
图2是电流互感器等值电路示意图；
图3是控制回路的电路示意图；
图4是案例1的拓扑结构示意图；
图5是案例2的拓扑结构示意图；
图6是案例3的拓扑结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
一种降低10kV线路故障跳闸率的方法，在鸟类造窝筑巢的区域加装驱鸟器，防治鸟害；并采用越级跳闸事故辨识方法排查越级跳闸原因。
进一步的，所述鸟类造窝筑巢的区域包括10kV线路电杆上的转角杆、安装隔离开关的电杆以及支线T接杆。
进一步的，所述10kV线路电杆上还架设有避雷器。
进一步的，所述驱鸟器为反光镜驱鸟器、超声波驱鸟器或驱鸟刺。
10 kV线路通常配置过电流和零流保护，具体保护示意图如图1 所示。电流互感器用于测量线路三相电流，并通过采集回路将电流数值传递给继电保护装置。当线路正常运行时，测得的电流值不超过整定值，保护不启动，接点S 处于断开位置,断路器不动作。当线路发生故障时，若测得的电流值超过整定值，则保护启动，接点 S 闭合，控制回路接通，分闸线圈TQ两端带电，分闸电磁铁动作使得合闸保持掣子脱开，通过一系列机械传导运行，断路器跳闸，隔离故障。
当电流互感器、采集回路、继电保护装置、控制回路、断路器机械操动部分出现异常或整定值设置不当时，都可能造成本段断路器拒动，进而出现越级跳闸事故。其中：整定值设置都遵循一定的规范和标准，较少出现问题;而其它环节出现异常的情况时有发生，需要进行具体分析。
电流互感器等值电路图如图2 所示，图中为归算到二次侧的一次电流，I2为二次电流,I0为励磁电流 , Z′1和 Z2分别为一、二次侧的漏抗，为励磁阻抗，Z0为励磁阻抗，ZL为二次负荷阻抗。
当正常运行时，励磁阻抗Z0很大，远大于漏抗Z0和负荷阻抗ZL,此时I2基本与I′1,相同。而当电流互感器饱和时，励磁阻抗Z0会随着饱和程度而大幅下降，I2也会越来越小于I′1，甚至接近于0。因此，当线路发生故障时，若故障电流很大，同时电流互感器因选型不当而容量较小，会导致电流互感器饱和，可能会造成继电保护装置采
集到的电流很小，保护不动作，出现越级跳闸事故。
对于电流采集回路，可能出现的故障类型有断线和短路两种。断线包括单相、两相、三相、中性点断线,短路包括两相、三相短路。其中，三相断线或者短路有可能导致继电保护装置采集不到电流，造成故障时断路器拒动；而其它的故障类型也有可能会造成断路器误动或拒动。考虑到在工程实际案例中，三相断线发生的概率不高,可不予考虑，因此当发生越级跳闸事故时，针对电流采集回路，可首先观察是否有明显的放电、冒烟、噪声等异常情况，然后重点考虑由于电流短接片未拆除引起的三相短路这一种故障类型，最后通过用万用表测量A 、B 、C 相对 N 相的直流电阻来判断是否出现其它故障。
继电保护装置主要分为电磁型和微机型。对于电磁型继电器，造成拒动的原因可能是继电器机械卡涩或卡死、触点接触不良以及回路断线等。对于微机型继电器，可能出现模块损坏等问题，表现出黑屏、死机或告警等情况。考虑到电磁型继电器已经逐步被微机型继电器给替代，因此后续分析针对的是微机型继电器。微机保护装置是否异常可以通过定值校验试验进行判断。
典型的控制回路如图3所示，若控制回路出现故障都可能造成断路器拒动。常见的故障除直流控制电源失电外，还包括接点S烧坏、跳闸压板TP接触不良、插头不到位、断路器辅助接点DL损坏、分闸线圈烧坏、螺丝松动、二次线虚接等。针对控制回路的异常，可利用万用表，采用分段查找的方法查找断线点。同时，也可结合指示信号提高查找效率，如当合闸指示红灯LD亮的话，可优先查找接点S和跳闸压板TP这段的问题;当LD灭的话，排除灯无问题后，优先查找断路器辅助接点DL、分闸线圈TQ这段的问题。
目前大多数10 kV断路器分闸机械过程比较相似，下面以VS1 断路器为例进行说明。当断路器分闸线圈两端带电后，分闸铁芯顶杆动作，分闸脱扣半轴在分闸铁芯顶杆的作用下逆时针转动，当脱扣半轴的开口处与合闸保持轴上压块分离时，在合闸滚轮压力的作用下，合闸保持轴开始转动，经过一定角度以后，合闸保持掣子得到了释放，此时主轴可以自由运动，在分闸力矩的作用下带动输出拐臂使得断路器动静触头分离，完成分
闸操作。由此可见，整个机械过程需要进行多次传导运动,若在运动中出现卡涩或者部件扭曲变形造成传动不到位，都可能造成整个传导过程的失败，造成分闸不成功。
进一步的，在发生越级跳闸事故时，越级跳闸事故辨识方法的流程如下：
步骤S1，到现场观察是否存在直流电源失电、微机保护装置黑屏或死机、二次回路的放电或烧焦情况，若有则针对这些缺陷消缺，消缺完毕后转步骤S9，若无则转步骤S2；
步骤S2，查看动作报文和动作信号灯，若无动作报文，则电流互感器、采集回路或微机保护装置出现异常，转步骤S3；若有动作报文或动作灯亮，则控制回路或断路器机械操动部分出现异常，转步骤S6；
步骤S3，在微机保护装置采集回路侧输人电流，若无动作报文，则表明微机保护装置出现异常,消缺后转步骤S9，若有动作报文则转步骤S4；
步骤S4，对采集回路进行消缺，若发现问题则转步骤S9,若没有问题则转步骤S5；
步骤S5，判断故障时电流互感器是否发生饱和,若是则确定原因并制定互感器更换计划，转步骤S9；
步骤S6，手动进行断路器分闸操作，若断路器可以分闸，则转步骤S7，若断路器不能分闸，则转步骤S8；
步骤S7，分段查找控制回路的断线点,消除缺陷后转步骤S9；
步骤S8，查找断路器机械操作部分的问题并消缺，直到手动合闸成功，转步骤 S9；
步骤S9，进行整组试验，查看能否正常跳闸，若可以则消缺结束，若不可以重新进行判断。
进一步的，所述步骤S2中，动作报文和动作信号灯在微机保护装置上进行查看。
进一步的，所述步骤S3中，在微机保护装置采集回路侧输人的电流大于整定值。
进一步的，所述步骤S4中，利用万用表针对采集回路进行消缺。
进一步的，所述步骤S5中，根据故障电流值的大小和电流互感器额定准确限值系数，判断故障时电流互感器是否发生饱和。
进一步的，所述步骤S8中，断路器机械操作部分的问题包括卡涩和/或变形。
案例1：拓扑结构如图4所示，逸20线路发生故障，本级开关未跳闸，由2号主变后备保护动作，跳主变110kV和10kV两侧开关，隔离故障。
在现场观察未发现明显缺陷，查看微机继电器，发现无动作报文，动作信号灯也没有亮，对采集回路和微机保护装置进行检查和试验并未发现故障，因此疑似电流互感器存在问题，接下来针对这一问题进行具体分析。
政逸1250电流互感器变比为600/5，主变变比为110/10.5，调取故障时政逸1250的二次电流数值，并换算成一次电流值以及2号主变10kV侧一次电流值，结果如下：
Figure RE-DEST_PATH_IMAGE002
从表1中可以看出，逸20开关处故障电流在11000A左右。而逸20电流互感器变比为400/5，保护级的额定准确限值系数为5P20（P20的含义为：该保护电流互感器一次流过的电流在其额定电流的20倍以下时，此电流互感器的误差应小于+5%）5，折算出该电流互感器的额定准确极限电流值为8000A。由此可见，短路电流已达到额定准确极限电流值的1.375倍，此时电流互感器出现严重饱和，造成二次电流几乎为零，使得保护未采集到故障量，导致开关未跳闸。若电流互感器的等级仍为5P20，要在短路电流为11000A时能正确反映故障量，理论上需要变比在600/5或800/5以上。
最后进行整组试验，断路器能够正常跳闸，表明其它环节没有问题，从一定程度上也验证了本次越级跳闸事件是由于电流互感器饱和引起。
案例2：拓扑结构如图5所示，21平昌39弄9号线路发生故障，本级开关未跳闸，昌8平昌39弄甲反时限过流保护动作跳闸，同时10kV分段开关合闸后又跳闸。
在现场观察未发现明显缺陷，查看微机继电器，发现动作信号灯亮，有过流保护动作报文，说明电流互感器、采集回路、继电保护装置无异常，问题发生在控制回路或断路器机械操动部分。手动分闸试验失败，证明断路器机械部分出现问题，打开断路器面板，同时进行电动分闸操作，发现分闸铁芯顶杆变形，造成顶杆和导向套之间出现卡涩，顶杆动作不到位，消除缺陷后，电动分闸成功，同时进行整组试验，断路器能够正常跳闸。
案例3：拓扑结构如图6所示，当42兰溪180弄3号线路发生故障时，本级开关未跳闸，由33兰溪乙反时限零流保护动作跳闸，隔离故障。
在现场观察未发现明显缺陷，查看微机继电器，发现动作信号灯亮，有零流保护动作报文，同时合闸指示灯不亮，电动分闸不成功但手动分闸成功，因此问题发生在控制回路中，尤其重点怀疑断路器辅助接点和线圈这段出现问题。打开断路器面板，发现分闸线圈烧坏，进行更换后，电动分闸成功，同时进行整组试验，断路器能够正常跳闸。
通过上述三个案例验证了本发明的越级跳闸事故辨识方法是有效的。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种降低10kV线路故障跳闸率的方法，其特征在于：在鸟类造窝筑巢的区域加装驱鸟器，防治鸟害；并采用越级跳闸事故辨识方法排查越级跳闸原因。
2.根据权利要求1所述的一种降低10kV线路故障跳闸率的方法，其特征在于：所述鸟类造窝筑巢的区域包括10kV线路电杆上的转角杆、安装隔离开关的电杆以及支线T接杆。
3.根据权利要求2所述的一种降低10kV线路故障跳闸率的方法，其特征在于：所述10kV线路电杆上还架设有避雷器。
4.根据权利要求1所述的一种降低10kV线路故障跳闸率的方法，其特征在于：所述驱鸟器为反光镜驱鸟器、超声波驱鸟器或驱鸟刺。
5.根据权利要求1所述的一种降低10kV线路故障跳闸率的方法，其特征在于，在发生越级跳闸事故时，越级跳闸事故辨识方法的流程如下：
步骤S1，到现场观察是否存在直流电源失电、微机保护装置黑屏或死机、二次回路的放电或烧焦情况，若有则针对这些缺陷消缺，消缺完毕后转步骤S9，若无则转步骤S2；
步骤S2，查看动作报文和动作信号灯，若无动作报文，则电流互感器、采集回路或微机保护装置出现异常，转步骤S3；若有动作报文或动作灯亮，则控制回路或断路器机械操动部分出现异常，转步骤S6；
步骤S3，在微机保护装置采集回路侧输人电流，若无动作报文，则表明微机保护装置出现异常,消缺后转步骤S9，若有动作报文则转步骤S4；
步骤S4，对采集回路进行消缺，若发现问题则转步骤S9,若没有问题则转步骤S5；
步骤S5，判断故障时电流互感器是否发生饱和,若是则确定原因并制定互感器更换计划，转步骤S9；
步骤S6，手动进行断路器分闸操作，若断路器可以分闸，则转步骤S7，若断路器不能分闸，则转步骤S8；
步骤S7，分段查找控制回路的断线点,消除缺陷后转步骤S9；
步骤S8，查找断路器机械操作部分的问题并消缺，直到手动合闸成功，转步骤 S9；
步骤S9，进行整组试验，查看能否正常跳闸，若可以则消缺结束，若不可以重新进行判断。
6.根据权利要求5所述的一种降低10kV线路故障跳闸率的方法，其特征在于，所述步骤S2中，动作报文和动作信号灯在微机保护装置上进行查看。
7.根据权利要求5所述的一种降低10kV线路故障跳闸率的方法，其特征在于，所述步骤S3中，在微机保护装置采集回路侧输人的电流大于整定值。
8.根据权利要求5所述的一种降低10kV线路故障跳闸率的方法，其特征在于，所述步骤S4中，利用万用表针对采集回路进行消缺。
9.根据权利要求5所述的一种降低10kV线路故障跳闸率的方法，其特征在于，所述步骤S5中，根据故障电流值的大小和电流互感器额定准确限值系数，判断故障时电流互感器是否发生饱和。
10.根据权利要求5所述的一种降低10kV线路故障跳闸率的方法，其特征在于，所述步骤S8中，断路器机械操作部分的问题包括卡涩和/或变形。
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