一起線路故障引起多臺主變間隙保護(hù)動作跳閘事故的分析

趙亨奎

摘 要：為了限制短路電流，并保證系統(tǒng)中零序電流的大小和分布不受系統(tǒng)運行方式變化的影響，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障且失去中性點時，不接地的變壓器中性點將出現(xiàn)零序電壓或零序電流。針對一起線路接地故障造成的主變間隙保護(hù)動作跳閘事故，分析了該間隙保護(hù)動作的原因，并對間隙保護(hù)相關(guān)的整定和配合的問題進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：線路故障：變壓器：短路電流；間隙保護(hù)

中圖分類號：TM773 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.23.122

某220 kV變電站的110 kV出線單相永久接地發(fā)生了故障，引發(fā)了多臺主變因間隙保護(hù)動作而全站失壓的事故。該事故經(jīng)過為：某日07：44：12，某220 kV變電站1#主變保護(hù)啟動，521 ms中壓側(cè)間隙過流1段出口跳開1#主變?nèi)齻?cè)開關(guān)，同時，220 kV2#主變、110 kV1#變電站、110 kV2#變電站、110 kV3#變電站主變保護(hù)啟動，0.5 s后間隙過流保護(hù)1段動作跳開各主變各側(cè)開關(guān)，造成1座220 kV變電站和3座110 kV變電站全站失壓。

1 事故原因分析

1.1 故障時系統(tǒng)的運行方式

故障時系統(tǒng)的運行方式如圖1所示。該220 kV變電站1#主變高、中壓側(cè)中性點直接接地，2#主變高、中壓側(cè)中性點間隙接地，兩臺主變并列運行。110 kV1#變電站、110 kV2#變電站、110 kV3#變電站主變?yōu)檫\行狀態(tài)，主變中性點均為間隙接地。

1.2 故障動作過程分析

據(jù)220 kV1#主變故障錄波圖和保護(hù)動作報文可知，07：44：12，220 kV變電站1#主變保護(hù)啟動，521 ms中壓側(cè)間隙過流一段出口跳開1#主變?nèi)齻?cè)開關(guān)，保護(hù)均正確動作，現(xiàn)場中性點間隙無明顯擊穿現(xiàn)象；據(jù)2#主變故障錄波圖和保護(hù)動作報文可知，521 ms間隙過流一段出口跳開2#主變?nèi)齻?cè)開關(guān)，保護(hù)均為正確動作，現(xiàn)場中性點間隙有明顯的擊穿現(xiàn)象。此外，110 kV1#變電站、110 kV2#變電站、110 kV3#變電站主變保護(hù)啟動，0.5 s后間隙過流保護(hù)1段動作跳各主變各側(cè)開關(guān)，保護(hù)均正確動作，主變高壓側(cè)中性點間隙均有明顯的擊穿現(xiàn)象。

根據(jù)線路巡線發(fā)現(xiàn)，110 kV線路靠1#變電站側(cè)A相有接地，檢測人員對220 kV1#主變中性點接地電阻測試后均合格；對220 kV1#主變保護(hù)屏接線檢查后發(fā)現(xiàn)，110 kV側(cè)中性點零序CT電流與間隙零序CT接反。

1.3 事故過程分析

110 kV線路末端發(fā)生單相接地故障，屬于該線路零序2段保護(hù)范圍，該線路的零序2段保護(hù)定值時間為1.5 s，主變間隙零序動作時間為0.5 s。由于220 kV變電站1#主變保護(hù)屏零序CT被接入間隙保護(hù)，所以，0.5 s后1#主變間隙保護(hù)動作跳開三側(cè)開關(guān)。此時，整個系統(tǒng)因1#主變退出運行而失去了中性點接地點，導(dǎo)致110 kV系統(tǒng)由直接接地系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)椴唤拥叵到y(tǒng)，且故障點仍然存在，擊穿了3個110 kV變電站主變和220 kV變電站2#主變中性點間隙，進(jìn)而出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象。本次間隙過流動作的原因為：施工單位接線、調(diào)試不正確，導(dǎo)致零序CT與間隙CT接反，造成系統(tǒng)在故障時失去中性點接地，最終造成停電范圍擴大。

2 應(yīng)對措施

2.1 加強對繼電保護(hù)人員的培訓(xùn)

應(yīng)加強對繼電保護(hù)施工人員的培訓(xùn)，重點講解保護(hù)裝置的原理、二次回路的調(diào)試方法。如果施工人員在調(diào)試回路時采取在CT源頭二次通流的方法，則此次大面積停電事故是可以避免的。

2.2 加強對中性點接地刀閘的維護(hù)和巡視

《220～550 kV電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運行整定規(guī)程》（DL/T 559—94）中規(guī)定，變電站中有兩臺及以上變壓器時，應(yīng)只將一臺變壓器中性點直接接地運行，當(dāng)該變壓器停運時，將另一臺中性點不接地變壓器改為直接接地。如果此次事故不是因為零序CT接反，而是因為變壓器接地不良引起的，則同樣會導(dǎo)致停電范圍擴大。因此，加強對中性點接地刀閘的維護(hù)是非常必要的。線路發(fā)生故障時不能只檢查線路，應(yīng)根據(jù)運行方式全面檢查可能受影響的設(shè)備，從而及時發(fā)現(xiàn)問題。

3 結(jié)束語

從本次事故的經(jīng)過、原因查找分析和應(yīng)對措施可看出，加強電網(wǎng)建設(shè)，加強對設(shè)備的調(diào)試、驗收、管理和維護(hù)，對保持電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性具有巨大的作用。

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：張思楠〕

Abstract： In order to limit the short-circuit current， and to ensure that the size and distribution of the zero sequence current in the system is not affected by the operation mode of the system， when the single-phase grounding fault and the neutral point is lost， the neutral point of the transformer will be zero sequence voltage or zero sequence current. In this paper， we analyze the causes of the protection action of the main transformer gap protection action caused by the fault of the main transformer and the protection of the ground fault.

Key words： line fault； transformer； short circuit current； gap protection