故障隔离

电力网我们希望它不发生故障,但是以现如今的技术水平来说,电力设备还达不到不发生故障的地步,或者说达到的概率极低(5个9以下)。那么我们退而求其次,就希望在不正常运行时:

•尽可能的缩小故障影响区域,减少损失。

•尽可能缩短停电时长,尽快恢复送电,提升客户体验。

本节所讲的故障隔离就是针对第一点“尽可能的缩小故障影响区域”,切出故障区域,分析故障原因,进行抢修,使电力系统恢复正常。

在电网管理上,故障隔离是调度的一项核心业务,非常考验调度人员的技术水平,正所谓乱世出英雄,电网故障就是电力公司的“乱世”。

故障隔离的内容

故障隔离,如果光从字面意思上看,就是把故障区域的局部电网与整个电网的联系隔离开来,只要拉闸断开开关就行。

但其实这只是第一层意思。往深了讲,可以把故障隔离想象成传染病防治(现在的新冠),在电网发生局部故障(发现病例)时,如果不做故障隔离(传染源隔离),那故障就会像传染病一样连续传播。

我们要做的,就是分析1号病人(故障点),然后将最早的病源隔离(故障区域隔离),对隔离人员提供后期保障(变更运行方式,转供电),待病源清除后恢复正常社会秩序(恢复送电,恢复正常运行方式)。

上面说的是故障抢修的全过程,故障隔离在里面占较小一部分,包括故障堪定、区域切断,转供电三个环节。这些都是技术性含量很高的东西,在这一节只做基本概念的解释,复杂的后面再说了。

未故障隔离的危害

发生故障不及时处理的话,可能会造成的后果有:

故障隔离的好处

一旦发生故障,调度人员必须立马处理,不然可能会发生更严重的事故。

比如你家小区电路短路了,如果不隔离你家小区的局部电网,小区设备就有可能因为短路而烧毁,导致更大范围停电。

总结下来,大部分情况下,快速隔离故障对电力系统有如下好处:


故障勘定

故障发生时,最重要的是分析故障的位置和原因,因为故障是有传播性的,所以分析位置的重要性在原因之前。

要先知道故障位置,隔离故障设备,再慢慢分析故障原因。在这一步,需要了解常见的故障类型、定位方式以及网架结构。

常见故障类型

常见故障基本上可分为接地故障和相间短路:

  • 短路:电网短路的原因有很多种,如绝缘老化、设备损坏、低电压设备接入高电压等等,短路是电力中较为严重的事故,可能会导致电源或设备烧坏。
  • 接地故障:是指导体与大地的意外连接。接地可分为单相接地和两相以上同时接地,其中单相接地故障较为常见。

常见故障原因

  • 输电线路的外力破坏(吊车碰塔、碰线;雷击造成短路;树枝、风筝等掉线上引起短路;气候恶劣引起污闪等等),这些都会引起线路跳闸,或造成事故、设备损坏等。
  • 变电设备因为温度过高、绝缘性能下降、负荷过重等原因导致设备损坏或保护跳闸,进一步可能会引发为电网事故。
  • 对于电网来讲,因为运行方式不合理,局部负荷过重、线路过载、电压过低、频率震荡等原因都会引发事故,造成局部系统解列,甚至于大范围电网解列,大范围的停电事故。

常用故障分析方法

电网一旦发生故障,一般秉承“先保人身、后保设备;先保电网、后保电厂;先保高压、后保低压;先保供电、后保发电”的原则。

在遵循原则的情况下,进行抢修,确定故障范围,进而确定故障点在哪里。

以线路故障为例,不同的故障由于电压等级的不同,保护动作及范围也是不相同的:


故障隔离和转供电

把故障隔离操作和转供电并在一起说,因为故障隔离的操作本身,那是相当简单,就是拉闸,难的是在哪个位置拉闸,以及如何在拉闸后能最大限度的保障供电。字太多了,这节就长话短说:

故障隔离

上节说的故障分析,分析故障点,通常就是离故障点距离最近的可断开的连接点断开。

在实际操作中,断开方式又分为以下三种:

被动断开

故障发生后,设备烧毁失电的断开,如变压器炸了。

自动断开

故障发生时,自动化设备或者说保护设备如断路器、继电保护装置等,因电流过大切断/跳闸/熔断了。

手动断开

手动断开一般是两种情况:

  • 报告有故障但负荷未大至触发设备自动或被动断开,为了安全人工断开。
  • 线路已被动/自动断开了,在后续研判做恢复供电时,人工断开一些故障线路,闭合一些正常线路。

转供电

断电后,有条件的要寻找就近线路恢复供电,如果对现场有把握,可以尝试原线路闭合开关送电;没把握的,有条件(有冗余、联络线路)的可以找就近线路转供电。

目录
1.
故障隔离的内容
2.
故障勘定
3.
故障隔离和转供电
讨论