一起220kV變電站10kV出線故障的動作分析

(廣東電網公司佛山供電局，佛山,528000)

一起220kV變電站10kV出線故障的動作分析

朱冬波,謝達成

(廣東電網公司佛山供電局，佛山,528000)

本文通過對某220kV變電站主變低壓側線路短路對中壓側母線電壓的影響進行分析得出：220kV主變低壓側10kV線路發生接地故障時會嚴重拉低主變中壓側母線電壓，從而影響該站所供的110kV變電站高壓側母線電壓。

220kV變電站；10kV線路；接地故障

1　故障前運行方式

我局某220kV變電站兩臺同為SFsZ10—240000／220型變壓器于2008年12月投入運行。該變壓器額定容量為240／240／80MVA， 額定電壓為(220±8×1.5%)／115／10.5kV，額定電流為629.8／1204.9／4398.9A，聯結組別為YNyn0dl1，冷卻方式ONAN／ONAF(192／240MVA)，該站變壓器通常運行在6檔，短路阻抗(額定容量，并按分接9計算)高一中14.06%、高一低35.89% 、中一低21.05%。

兩臺主變變高側220kV母線并列運行，變中側110kV母線并列運行，變低側10kV母線分列運行，10kV 1M母線運行在#1主變變低，10kV2M、5M母線（2M、5M短接）

運行在＃2主變變低，10kV出線701～710運行在1M母線，711～720運行在2M、5M母線。＃1主變變高中性點經隔置裝置接地，變中直接接地，＃2主變變高和變中均不接地。

2　保護配置

兩臺主變變高側CT變比為800/1，變中側CT變比為2400/1,變低側CT變比為4000/1。主變變低側后備保護過流定值為1.6A，1.1S跳變低并閉鎖分段備自投，1.4S跳主變各側；10kV出線CT變比為600/1，瞬時電流速斷保護退出，限時電流定值為3A，時限0.3S，定時限電流定值為1.5A，時限0.5S。

3　10kV線路動作報告

02:30，線路保護動作；保護動作情況：10kV716三江口線限時電流速斷保護動作，重合閘動作，重合成功，Ib=20.15A；10kV1M、2M、5M母線PT接地。

03:53，線路保護動作；保護動作情況：10kV703銀一百線限時電流速斷保護動作，重合閘動作，重合成功，Ia=19.35A；10kV1M、2M、5M母線PT接地。

02:30，線路保護動作；保護動作情況：10kV703銀一百線限時電流速斷保護動作，重合閘動作，重合成功，Ia=18.01A；10kV1M、2M、5M母線PT接地。

02:30，線路保護動作；保護動作情況：10kV716三江口線限時電流速斷保護動作，重合閘動作，重合成功，Ib=20.40A；10kV1M、2M、5M母線PT接地。

02:30，線路保護動作；保護動作情況：10kV717美科線限時電流速斷保護動作，重合閘動作，重合成功，Ib=19.65A；10kV1M、2M、5M母線PT接地。

故障期間主變變中電壓逐漸下降，導致由該站供電的110kV變電站電壓降低。

4　錄波圖形分析

該220kV變電站主變錄波裝置記錄了當時的故障情況，生成多個故障錄波文件，均由10kV母線3U0啟動，故障過程基本一樣，這里以02:30:00錄波文件為例進行分析，錄波圖形見下圖，圖1為＃2主變變低電流及10kV 2M電壓波形，圖2為＃2主變變中電流及110kV母線電壓波形，錄波文件中的電壓電流值均為二次值。

圖1　＃2主變變低電流及10kV 2M電壓錄波波形

圖2　＃2主變變中電流及110kV母線電壓波形

先是10kV 2M母線A相電壓開始降低，到6ms左右，A相電壓由正常的59V降至13V左右，B相和C相電壓由正常59V升至91V左右，但此時并未出現故障電流；171ms左右， A、B相出現逐漸增大的故障電流，由正常的0.25A增大到3.0A左右，B、C相電壓也逐漸下降；到225.4ms，三相均出現故障電流，并增至4.2A左右，三相電壓均降至15V左右，682ms左右故障消除。

10kV 1M母線A相電壓在274ms時開始下降，到402ms時A、C相出現故障電流，709ms時A、B、C三相均出現故障電流，763ms故障消除。

110kV母線三相電壓正常為60.7V左右，從165ms開始下降，10kV 2M有故障點時最低下降至52V左右，10kV 1M、2M同時有故障點時最低下降到47.8V，到665.4ms開始恢復，764ms時才恢復正常，持續時間大概600ms左右。

5　故障分析

10kV 716三江口線、10kV 703銀一百線、10kV 717美科線為同桿并架的三條10kV線路，716和717均運行在＃2主變變低，703運行在＃1主變變低。由錄波圖和保護動作報告，并結合現場實際接線可以得出以下分析結果。

由于南方氣候原因，最近空氣中雜質和水份含量較高，先是10kV 716發生A相閃絡，導致A相接地短路，A相電壓二次值降低到14V左右，由于主變變低為三角形接線，單相接地故障時未形成回路，所以此時無故障電流；閃絡越來越嚴重，導致A、B相發生短路接地， A、B相電壓二次值只有17V左右，此時A、B相已構成回路，A、B相故障電流明顯增大，由于10kV線路限時電流保護時限為0.3S，故障不能瞬時切除，之后故障進一步擴大，導致最后發生三相短路接地故障。發生A、B相短路接地時110kV側電壓開始下降。

10kV 716發生兩相短路接地故障后，同桿并架的10kV 703也受到影響，先是發生A相接地短路，再發生A、C相短路接地故障，最后擴大到三相短路接地故障。

當10kV 703發生兩相短路接地故障時，#1主變變低和#2主變變低分別有一個故障點存在，110kV側電壓受到更嚴重的影響，下降幅度增大。

從故障錄波圖中可以看到110kV側電壓正常值為60.5V左右，#2主變變低發生故障后110kV側電壓A相最低下降到52.4V左右，下降了13.4%左右。兩臺主變變低都發生故障后110kV側電壓A相最低下降到48.7V左右，下降了19.7%左右。直到#2主變變低故障先被切除后，110kV側電壓開始上升，#1主變變低故障也被切除后110kV側電壓才恢復正常。

6　結束語

從故障分析可以看出，一旦220kV變電站的10kV出線發生接地短路故障，會對主變變中110kV側電壓產生下降5.57%～24.7%的影響，故障點越近，影響會越大，如果不快速切除故障，故障就會更加嚴重，直到發生三相短路接地故障；同時如果分別運行兩臺主變變低的兩條10kV線路同桿并架，則可能使故障進一步擴大到多個故障點，此時對110kV側電壓影響更大，有下降10.56%～39.66%的影響。如此大且長時間的影響，勢必導致該站所供的110kV變電站高壓側母線電壓不穩定，從而影響了10kV負荷端的供電。所以有必要將10kV線路保護中瞬時電流速斷保護投入運行，當10kV線路發生故障時，由10kV線路保護快速將故障切除，避免擴大事故范圍。

王國光．二次回路及運行維護[M]．北京：中國電力出版社，2005．

朱冬波，1988-，女，本科，助工，從事電力系統繼電保護工作。謝達成，1984-，男，大專，助工，從事變電運行工作。

Together 10kV 220kV substation failure to qualify motion analysis

Zhu Dongbo,XieDacheng
(Guangdong Power Grid Corporation Foshan Power Supply Bureau,Foshan,528000)

Based on a 220kV substation transformer short-circuit low voltage side effects of the pressure side of the bus voltage drawn from the analysis:220kV main transformer low-voltage side of the 10kV line ground fault occurs in the main transformer severely low pressure side of the bus voltage,thus affecting the high side 110kV substation bus voltage supplied to the station.

220kV substation;10kV line;ground fault