一起110 kV线路事故的分析与思考

林 亮,李晓明，张立颖

(1.国网太仓市供电公司,江苏 太仓 215400；2.国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006)



一起110 kV线路事故的分析与思考

林 亮1,李晓明2，张立颖2

(1.国网太仓市供电公司,江苏 太仓 215400；2.国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，辽宁 沈阳 110006)

化纤加弹企业对供电质量要求高于一般工业用户。通过对110 kV线路跳闸事故的处理，分析了化纤加弹类用户的负荷特性以及线路区域电网设计中应该注意的问题，并提出处理方案和改进措施。

化纤加弹；事故处理；电网设计；负荷特性

由于产业特性的原因，化纤加弹企业通常集中在同一地区办厂，形成区域经济。某地区作为“中国化纤加弹名镇”，目前拥有上千家化纤加弹企业，年产量占全国总量的20%左右。化纤加弹企业的供电电源，除个别大用户自建110 kV或35 kV变电站以外，大多数中小型用户通常采用从10 kV线路上接入专用变压器供企业用电。

通过对1条110 kV线路跳闸的事故处理和分析，对化纤加弹类用户的负荷特性和高低压电网的设计配合及进线管理进行探讨。

1 事故案例

1.1 事故前运行方式

1503A线由220 kV甲变电站110 kV正母线供电，供110 kV乙变电站2号主变和110 kV丙变电站2号主变。1543I线由220 kV戊变电站110 kV副母线供电，供110 kV丙变电站1号主变。1542H线由220 kV戊变电站110 kV正母线供电，供110 kV乙变电站1号主变。甲变电站35 kV副母线上的380B线T接313D线，供35 kV丁变电站2号主变。丙变电站35 kV副母线上的317E线供35 kV丁变电站1号主变。甲、乙、丙、丁、戊变电站所有母线均分列运行，母联断路器热备用，备自投投入。

事故发生前电网一次接线图如图1所示。其中断路器实心表示合位，空心表示分位，红色表示有功负荷。甲变电站35 kV母线及110 kV正母线上与本事故无关的线路未绘制。

1.2 事故经过

某日22:50，220 kV甲变电站1503A线距离保护、零序保护I段动作，重合不成(后故障录波器显示故障点在A相、距离甲变电站5.6 km)。乙和丙变电站35 kV、10 kV备自投均动作，302、102热备用，300、100运行。

23:00丙变电站1号主变10 kV侧有功20.59 MW，23:10升至22.72 MW。23:00乙变电站1号主变10 kV侧有功35.70 MW，23:10升至39.15 MW，乙变电站1号主变接近满载。

1.3 处理过程

事故发生后，调度员立即通知相关操作人员到现场，并通知线路人员巡线，同时通过遥控操作转移乙变电站部分负荷。23:20丙变电站1号主变10 kV侧有功32.20 MW。乙变电站1号主变10 kV侧有功34.45 MW。主变负荷暂时稳定。

图1 事故发生前电网一次接线图

变电站值班员到达现场后，调度员发令调整运行方式，使313D线(甲变电站380B线供电)上乙变电站35 kV正母线，通过300母联开关串供乙变电站35 kV副母线上的322C线，再上丙变电站副母线串供392F线、317E线。由于甲变电站380B线开关的继电保护定值设定与该串供运行方式不匹配，因此该运行方式为临时运行方式，不能长期使用。

配电操作人员到达该地区后，调度员通过10 kV配网调整运行方式，将乙、丙、丁变电站部分10 kV负荷转移至其它变电站，降低重载主变所带负荷，使地区负荷分布均衡。

线路人员巡线后，汇报1503A线故障点在17至18号塔A相，故障点如图2所示，故障线路通道情况如图3所示。原因为移动机械碰线，申请1503A线停役。

图2 1503A线导线故障情况

图3 故障线路通道情况

2 事故分析

2.1 处理方案分析

通常情况下，电力系统安全应满足“N-1”准则，又称单一故障安全准则，即电力系统的N个元件中的任一独立元件(发电机、输电线路、变压器等)发生故障而被切除后，应不造成因其它线路过负荷跳闸而导致用户停电，不破坏系统的稳定性，不出现电压崩溃等事故[1-2]。

但在这起事故中，110 kV乙变电站2号主变和丙变电站2号主变由于进线为同一线路发生故障而同时失电，在这种情况下，区域电网为“N-2”状态。由于丙变电站主变负荷较重，正常情况下单台主变停役时，需将部分10 kV负荷通过调整运行方式转移至乙变电站后方可将主变二并一，而2台主变同时失电给调度员负荷转移造成了一定困难。

由于10 kV线路隔离开关位置分布较为分散，由配网运行人员从市区赶到现场操作数把隔离开关调整运行方式速度慢。用35 kV联络线上丙变电站母线串供其它出线，操作简单，恢复送电速度快。

2.2 用户负荷特性分析

加弹纺织企业用户由于其产品对电压稳定要求高，所以其进线开关设置的灵敏度较高。当事故发生时，进线开关自动跳闸，导致乙和丙变电站主变二并一后，甩负荷情况比较严重，单主变运行没有立刻超载。但是当用户发现进线带电后，会陆续自行送电，负荷迅速上升至超过单主变容量，造成主变超载，因此必须及时转移负荷。

化纤加弹用户具有以下负荷特性。

a.由于加弹企业需要24 h不间断工作，因此负荷曲线变化不大，无明显峰谷差。

b.主变上级电源失电8 s后，中低压侧备自投动作，供电电源瞬时失电后恢复送电。加弹企业内部自行恢复生产，负荷上升迅速。从这起事故案例可以看出，事故发生20 min内已恢复事故前大部分负荷。而根据经验，一般线路停电因其用电客户性质不同，恢复至事故前负荷一般在30～60 min。

c.对电能质量要求高，要求尽可能不停电。同一母线上其它线路接地或跳闸，造成母线电压瞬间波动较大，加弹企业用户进线开关低电压保护也会动作跳闸停电。造成化纤丝断头，影响产品质量等级。

2.3 电网设计分析

区域电网设计存在以下问题。

a.1503A线跨越公路，容易被超高车辆碰线或安全距离不够放电跳闸。

b.高低压电网的设计配合不合理。乙变电站2号主变和丙变电站2号主变都由1503新A线供电，而2个变电站的大部分10 kV线路又相互对供。1503A线跳闸后，乙变电站2号主变和丙变电站2号主变同时失电，而10 kV负荷转出较难，给调度员调整运行方式、尽快恢复用户供电带来了困难。

c.乙和丙变电站主变负载过重，不满足主变直接二并一的条件。

《城市电力网规划设计导则》对35～220 kV电压等级的变电容载比取值范围作了明确规定，220 kV的变电容载比可取1.6～1.9， 110 kV的变电容载比可取1.8～2.1。

变电容载比的定义是区域供电网内同一电压等级变压器总容量(kVA)与对应的供电总负荷(kW)之比。

KC=∑S/∑P

(1)

式中：∑S为某电压等级的主变压器总容量;∑P为对应电压等级主变压器的供电总负荷[3]。

事故发生前，区域内110 kV主变容量为∑S1=S乙1+S乙2+S丙1+S丙2=40+50+50+50=190 MVA，区域内110 kV主变负载为∑P1=P乙1+P乙2+P丙1+P丙2=26.95+22.92+21.97+30.32=102.16 MW，此时区域内110 kV主变容载比为KC1=∑S1/∑P1=190/102.16=1.86。

因此，事故发生前区域内110 kV主变容载比是满足规程要求的。但事故发生后，乙变电站2号主变和丙变电站2号主变因进线故障失电无法转移负荷，此时区域内110 kV主变容量为∑S2=S乙1+S丙1=40+50=90 MVA。

该值小于事故发生前的110 kV主变负载102.16 MW，因此无法直接将主变二并一，必须通过中低压侧联络线向其它变电站转移负荷。

3 整改建议

a.建议对1503A线线路升高或迁线，并设立警告及夜间发光警示标志。

b.由于用户性质的特殊性，建议乙变电站2号主变与丙变电站2号主变的上级电源分开，不要采用同一条110 kV线路供电。

c.建议该地区增加第3座110 kV变电站，并在投运后，将乙变电站与丙变电站部分负荷切割至新变电站10 kV出线，并与新变电站10 kV出线对供。

d.对供电质量要求高的用户，建议其申请双电源供电，其双电源进线设置应满足相关规定要求[4]。

4 结束语

电力企业在电网规划及改造的过程中，应充分考虑并针对具体情况，结合用户性质，优化电网结构，降低用户停电风险，提高用户的供电可靠性和满意度。

[1] 刘 鹏，赵 杰，王 硕，等.城市电网最大供电能力分析研究[J].东北电力技术，2016,37(2):48-50.

[2] 杜贵和，王正凤，赵 新.电网供电能力评估研究[J].东北电力技术，2011,32(1):8-11.

[3] 李欣然，刘友强，朱湘友，等.地区中压配电网容载比的研究[J].继电器，2006,34(7):47-50.

[4] 林 亮.双电源重要用户进线管理的实践与探索[J].电力需求侧管理，2014,16(5):45-50.

Analysis and Consideration of a 110 kV Line Accident

LIN Liang1,LI Xiaoming2,ZHANG Liying2

(1.State Grid Taicang Power Supply Company，Taicang，Jiangsu 215400，China;2.State Grid Electric Power Research Institute of Liaoning Electric Power Co.,Ltd.,Shengyang，Liaoning 110006,China)

Chemical fiber enterprises require higher than general industrial users on power quality. Through the processing of a 110 kV line trip accident it introduces and analyzes the load characteristics of chemical fiber users，which should pay attention to the regional power grid and circuit design problems.At last it puts forward the solutions and measures for improvement.

chemical fiber；accident treatment；grid design；load characteristic

TM75

A

1004-7913(2017)04-0052-03

林 亮(1981),男,工程师,从事电网调控工作。

2017-01-05)