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摘 要 随着电网事业的进步，对其稳定安全提出了更高的要求，面对110 kV线路中的故障，需及时予以处理。非全相运行故障较为常见，危害极大，应当受到高度重视。在此结合实例，对非全相运行故障进行了分析，并提出了相应的解决措施。
关键词 110 kV线路；非全相运行故障
中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）23-0179-02
110 kV线路在实际中较为常见，受内外诸多因素影响，运行时难免会出现一些故障，影响到整个系统。非全相运行即是一种三相电流严重失衡且危害较大的故障现象，指的是三相机构分相操作发电机主开关在进行合闸、跳闸时某一相或某两相出现异常而引发的故障。如果未及时予以处理，负序电流逐渐增大，极有可能会破坏大轴和定子、转子线圈，耽误正常供电，甚至会引发安全事故。尤其是当前大型发电机使用较多，通常采用的就是三相分相操作主开关，所以如何解决非全相运行问题已成了要解决的重点问题。
1 关于110 kV线路单相断线的实际案例分析
2010年8月12日17点53分，某电厂侧110 kV A段线路零序第3小段出现动作跳闸事故，重合闸没有发生动作。3号变电站的该段线路零序保护虽然启动，却没有出口跳闸；4号变电站故障解列动作切另外两条35 kV线路；5号变电站故障解列切另外一条110 kV电路和35 kV线路。其他线路也很快受到影响，以至于整个电力系统不能正常工作，严重影响了当地人们的用电。维修人员接到通知后迅速展开调查，最终发现是该段线路86号杆处因在当地雨季遭受雷击，而导致C相跳线断线。此次故障影响到周围多个变电站，在发生故障之前，该电厂以及这三个110 kV变电站与另外一个220 kV变电站联网工作，且处于正常运行状态。有B、C、D三条线路分别在这三处变电站开环，4号、5号变电站都有小水电给主网输送发电功率。该电厂在故障发生前，内部某发电机运行时的有功功率为8MW，小网侧向主网输送的有功功率为26.5MW。从记录中发现，B线路在故障前的负荷为26.5MW，电流为156A，C线路和D线路的负荷分别为27.4MW、12.8MW，相应的电流分别为148A、69A。
2 故障原因查询机实际状况分析
1）相关的资料记录。
要想仔细分析故障，需结合有关资料和数据信息了解整体状况。首先是关于A段110 kV线路的保护定值情况，该电厂侧零序第3小段的一次值和二次值分别为355A、5.84A，TA变比为300/5，时限为0.6s；第3小段的一次值和二次值分别为105A、1.72A，TA变比同上，时限为1.8s。3号变电站的零序第3小段的一次值和二次值分别是260A、3.5A，时限为1.5S；第4小段的一次值和二次值均为125A、1.65A，TA变比均为400/5，时限为3.3s。
再有就是从现场搜集到的数据资料，如3号变电站110 kV的该段线路的零序保护启动没有出现出口跳闸；该电厂的A段线路零序的第三小段动作跳闸，且重合闸没有动作。另外，某处220 kV变电站110 kV的一段线路故障录波显示出，A、B、C三相的故障电流分别为1.82A、0.45A、1.60A。TA变比为600/5，持续时间为1.8s。其实际最大值与故障录波显示的值没有太明显的差异。
2）故障分析。
对其装置录波结果加以分析，不难发现，在A、B、C三相中，C相电流明显的较小，与标准值相比较低，可判断出该相并没有发生单相接地的故障。所以最终可判别出，电网中很可能是A段线路的C相存在断线但未接地的异常。果然，在检查维修人员的检查中发现，A线路的86号杆C相跳线断线。
维修技术人员对故障进行了理论计算分析，A段线路属于纯断线故障，结合当时的运行方式，获得其零序电流分量数值，然后系统的归算阻抗，最终求得结果如下：
该电厂母线处的小网电抗为X1 = 0.435，X0 = 0.312；A段线路的电抗为：X1 = 0.135，X0 = 0.405；3号变电站母线侧系统的归算电抗为：X1 = 0.105，X0 = 0.078.
然后选择A段线路86号杆处的C相跳线断线情况下的零序电流为：X1 = 0.667，X0 = 0.776；忽略电阻，则A段线路C相发生故障引起的零序电流分量为144A，该电厂的二次零序电流为2.5A，3号变电站的二次零序电流为1.8A。
经过上面分析，结合该电厂A段线路的零序第三小段的电流定定值来看，零序电流能够达到此值，所以该电厂侧保护动作跳闸。而该电厂A段线路采用的是四统一型晶体管保护装置，本身的动作时间就有一定的误差，以至于侧保护动作时的动作时间定值和录波显示的时间差有0.1s的误差，为正常现象，不会有太大的影响。而A段线路在3号变电站处的零序电流虽达到了定值，但由于动作时间为3.3s，还没达到出口时间对侧零序第3段保护已动作跳闸，线路上没有负荷电流，C相断线所引起的零序和负序故障分量随即消失，A段线路在3号变电站处的零序保护会随即返回，致使没有出口跳闸，最终主网侧电气量也随之恢复正常，整个过程都和保护动作原理相符。
关于小网侧的稳定控制装置动作情况，经分析后可知，因为该地的水资源十分丰富，水电上网比较集中的变电站的消耗比较大，为了保证电压安全，必须将其严格控制在允许范围内，所以在4号、5号变电站处都安装了稳控装置。因为本次故障发生时，该电厂的A段线路跳闸后没能重合，所以小网无法将电功率成功发出去，以至于电压升高，最终导致4号、5号变电站安装的稳控装置动作切除相应小水电电源线路。整个过程也与稳控装置的原理相符。
3 如何有效地防止110 kV线路非全相运行故障
1）非全相运行故障分析。
从前面的实际案例分析中不难得知，除了电网结构和运行方式，线路的负荷电流机阻抗也对单相断线故障零序和负序电流分量有着一定程度的影响，且与负荷电流呈正相关。若发生断线故障之前的负荷电流较小，那么断线故障所引起的零序和负序电流分量也相对较小，以至于很容易会出现线路两侧的保护装置因无法采集足够的故障电流值而致使零序、距离等保护动作跳闸切除故障的现象。今儿必将会发生非全相运行故障，损坏电网设备，阻碍了正常供电，也给用户带来了诸多不便。为尽快解决故障降低损失，必须在第一时间内查出故障路线停止运行，并仔细分析原因，采取相应的解决措施。 2）110 kV线路非全相运行的解决对策。
目前使用的国内各厂家生产的110 kV线路保护装置一般没有针对线路非全相运行的保护。在线
路负荷电流较小，负序、零序电流值达不到保护动作值时。线路两侧保护均不动作切除故障线路，线路将处于非全相运行状态。因此提出如下几条措施，以供参考：
首先，在l10 kV线路保护中应增加线路断线的判别功能，当保护装置测量到某相电流或某两相电流为零，其余相有负荷电流时，保护装置应延时告警.并报“线路非全相”信号，但不闭锁任何保护。在当地监控后台收到保护该报文后，应立即向主站发送“某线路非全相”信号，调度员、运行人员根据线路两侧保护装置发出的告警信号，可以立即判断故障线路和故障情况，立即采取措施停运故障线路，隔离故障。
其次，在具备OPGW光缆通信的条件时，应将各条110 kV线路两侧保护装置更换为光纤差动保护，两侧各增加一套主保护：全线速动且灵敏度较高的光纤差动保护，可以提高保护灵敏度。
此外，考虑增加一段零序保护作为线路非全相运行的辅助告警保护。目前各种型号的零序保护一般配置四段，为了不弱化保护配置，满足电网安全运行需要，建议在目前四段配置的基础上增加一段。即增加第V段零序电流延时告警保护，但此保护不能判明方向，无法根据此保护信号确定故障线路名称，必须结合第1条措施予以判别或逐条线路地检查其三相电流情况予以判别。有条件的还应增加负序电流告警功能，与零序电流V段告警保护构成或门逻辑。
4 结束语
非全相电流属于不对称运行的一种，很容易破坏电压和电流的对称性，进而产生负序电流，电能质量随之下降，影响到用户的正常用电。当情况特别严重时，负序电流和零序电流可以在非全相运行的线路中流通，也可以在与之相连的线路中流通，以至于破坏继电保护。这种故障在110 kV线路运行中并不少见，所以遇到时赢仔细分析原因，并找出相应的解决措施。
参考文献
[1]郭开禄，赵希斌，刘爱华.110 kV线路非全相运行的分析及应对措施的探讨[J].江西电力，2010，22（1）：109-110.
[2]曹冬梅.110 kV线路非全相运行的初探[J].科技创新导报，2012，24（31）：132-133.
[3]刘云鹏，孟庆臣.两种非全相断线对偶性的研究[J].电力保护与控制，2008，26（23）：116-117.
[4]庄海峰.110 kV线路环网运行方式研究与分析[J].中国科技博览，2014，24（6）：165-167.
关键词 110 kV线路；非全相运行故障
中图分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）23-0179-02
110 kV线路在实际中较为常见，受内外诸多因素影响，运行时难免会出现一些故障，影响到整个系统。非全相运行即是一种三相电流严重失衡且危害较大的故障现象，指的是三相机构分相操作发电机主开关在进行合闸、跳闸时某一相或某两相出现异常而引发的故障。如果未及时予以处理，负序电流逐渐增大，极有可能会破坏大轴和定子、转子线圈，耽误正常供电，甚至会引发安全事故。尤其是当前大型发电机使用较多，通常采用的就是三相分相操作主开关，所以如何解决非全相运行问题已成了要解决的重点问题。
1 关于110 kV线路单相断线的实际案例分析
2010年8月12日17点53分，某电厂侧110 kV A段线路零序第3小段出现动作跳闸事故，重合闸没有发生动作。3号变电站的该段线路零序保护虽然启动，却没有出口跳闸；4号变电站故障解列动作切另外两条35 kV线路；5号变电站故障解列切另外一条110 kV电路和35 kV线路。其他线路也很快受到影响，以至于整个电力系统不能正常工作，严重影响了当地人们的用电。维修人员接到通知后迅速展开调查，最终发现是该段线路86号杆处因在当地雨季遭受雷击，而导致C相跳线断线。此次故障影响到周围多个变电站，在发生故障之前，该电厂以及这三个110 kV变电站与另外一个220 kV变电站联网工作，且处于正常运行状态。有B、C、D三条线路分别在这三处变电站开环，4号、5号变电站都有小水电给主网输送发电功率。该电厂在故障发生前，内部某发电机运行时的有功功率为8MW，小网侧向主网输送的有功功率为26.5MW。从记录中发现，B线路在故障前的负荷为26.5MW，电流为156A，C线路和D线路的负荷分别为27.4MW、12.8MW，相应的电流分别为148A、69A。
2 故障原因查询机实际状况分析
1）相关的资料记录。
要想仔细分析故障，需结合有关资料和数据信息了解整体状况。首先是关于A段110 kV线路的保护定值情况，该电厂侧零序第3小段的一次值和二次值分别为355A、5.84A，TA变比为300/5，时限为0.6s；第3小段的一次值和二次值分别为105A、1.72A，TA变比同上，时限为1.8s。3号变电站的零序第3小段的一次值和二次值分别是260A、3.5A，时限为1.5S；第4小段的一次值和二次值均为125A、1.65A，TA变比均为400/5，时限为3.3s。
再有就是从现场搜集到的数据资料，如3号变电站110 kV的该段线路的零序保护启动没有出现出口跳闸；该电厂的A段线路零序的第三小段动作跳闸，且重合闸没有动作。另外，某处220 kV变电站110 kV的一段线路故障录波显示出，A、B、C三相的故障电流分别为1.82A、0.45A、1.60A。TA变比为600/5，持续时间为1.8s。其实际最大值与故障录波显示的值没有太明显的差异。
2）故障分析。
对其装置录波结果加以分析，不难发现，在A、B、C三相中，C相电流明显的较小，与标准值相比较低，可判断出该相并没有发生单相接地的故障。所以最终可判别出，电网中很可能是A段线路的C相存在断线但未接地的异常。果然，在检查维修人员的检查中发现，A线路的86号杆C相跳线断线。
维修技术人员对故障进行了理论计算分析，A段线路属于纯断线故障，结合当时的运行方式，获得其零序电流分量数值，然后系统的归算阻抗，最终求得结果如下：
该电厂母线处的小网电抗为X1 = 0.435，X0 = 0.312；A段线路的电抗为：X1 = 0.135，X0 = 0.405；3号变电站母线侧系统的归算电抗为：X1 = 0.105，X0 = 0.078.
然后选择A段线路86号杆处的C相跳线断线情况下的零序电流为：X1 = 0.667，X0 = 0.776；忽略电阻，则A段线路C相发生故障引起的零序电流分量为144A，该电厂的二次零序电流为2.5A，3号变电站的二次零序电流为1.8A。
经过上面分析，结合该电厂A段线路的零序第三小段的电流定定值来看，零序电流能够达到此值，所以该电厂侧保护动作跳闸。而该电厂A段线路采用的是四统一型晶体管保护装置，本身的动作时间就有一定的误差，以至于侧保护动作时的动作时间定值和录波显示的时间差有0.1s的误差，为正常现象，不会有太大的影响。而A段线路在3号变电站处的零序电流虽达到了定值，但由于动作时间为3.3s，还没达到出口时间对侧零序第3段保护已动作跳闸，线路上没有负荷电流，C相断线所引起的零序和负序故障分量随即消失，A段线路在3号变电站处的零序保护会随即返回，致使没有出口跳闸，最终主网侧电气量也随之恢复正常，整个过程都和保护动作原理相符。
关于小网侧的稳定控制装置动作情况，经分析后可知，因为该地的水资源十分丰富，水电上网比较集中的变电站的消耗比较大，为了保证电压安全，必须将其严格控制在允许范围内，所以在4号、5号变电站处都安装了稳控装置。因为本次故障发生时，该电厂的A段线路跳闸后没能重合，所以小网无法将电功率成功发出去，以至于电压升高，最终导致4号、5号变电站安装的稳控装置动作切除相应小水电电源线路。整个过程也与稳控装置的原理相符。
3 如何有效地防止110 kV线路非全相运行故障
1）非全相运行故障分析。
从前面的实际案例分析中不难得知，除了电网结构和运行方式，线路的负荷电流机阻抗也对单相断线故障零序和负序电流分量有着一定程度的影响，且与负荷电流呈正相关。若发生断线故障之前的负荷电流较小，那么断线故障所引起的零序和负序电流分量也相对较小，以至于很容易会出现线路两侧的保护装置因无法采集足够的故障电流值而致使零序、距离等保护动作跳闸切除故障的现象。今儿必将会发生非全相运行故障，损坏电网设备，阻碍了正常供电，也给用户带来了诸多不便。为尽快解决故障降低损失，必须在第一时间内查出故障路线停止运行，并仔细分析原因，采取相应的解决措施。 2）110 kV线路非全相运行的解决对策。
目前使用的国内各厂家生产的110 kV线路保护装置一般没有针对线路非全相运行的保护。在线
路负荷电流较小，负序、零序电流值达不到保护动作值时。线路两侧保护均不动作切除故障线路，线路将处于非全相运行状态。因此提出如下几条措施，以供参考：
首先，在l10 kV线路保护中应增加线路断线的判别功能，当保护装置测量到某相电流或某两相电流为零，其余相有负荷电流时，保护装置应延时告警.并报“线路非全相”信号，但不闭锁任何保护。在当地监控后台收到保护该报文后，应立即向主站发送“某线路非全相”信号，调度员、运行人员根据线路两侧保护装置发出的告警信号，可以立即判断故障线路和故障情况，立即采取措施停运故障线路，隔离故障。
其次，在具备OPGW光缆通信的条件时，应将各条110 kV线路两侧保护装置更换为光纤差动保护，两侧各增加一套主保护：全线速动且灵敏度较高的光纤差动保护，可以提高保护灵敏度。
此外，考虑增加一段零序保护作为线路非全相运行的辅助告警保护。目前各种型号的零序保护一般配置四段，为了不弱化保护配置，满足电网安全运行需要，建议在目前四段配置的基础上增加一段。即增加第V段零序电流延时告警保护，但此保护不能判明方向，无法根据此保护信号确定故障线路名称，必须结合第1条措施予以判别或逐条线路地检查其三相电流情况予以判别。有条件的还应增加负序电流告警功能，与零序电流V段告警保护构成或门逻辑。
4 结束语
非全相电流属于不对称运行的一种，很容易破坏电压和电流的对称性，进而产生负序电流，电能质量随之下降，影响到用户的正常用电。当情况特别严重时，负序电流和零序电流可以在非全相运行的线路中流通，也可以在与之相连的线路中流通，以至于破坏继电保护。这种故障在110 kV线路运行中并不少见，所以遇到时赢仔细分析原因，并找出相应的解决措施。
参考文献
[1]郭开禄，赵希斌，刘爱华.110 kV线路非全相运行的分析及应对措施的探讨[J].江西电力，2010，22（1）：109-110.
[2]曹冬梅.110 kV线路非全相运行的初探[J].科技创新导报，2012，24（31）：132-133.
[3]刘云鹏，孟庆臣.两种非全相断线对偶性的研究[J].电力保护与控制，2008，26（23）：116-117.
[4]庄海峰.110 kV线路环网运行方式研究与分析[J].中国科技博览，2014，24（6）：165-167.