220 kV變電站110 kV線路越級(jí)跳閘事故研究

閆炳耀，王 鵬

(1.國(guó)網(wǎng)焦作供電公司，河南 焦作 454001；2.國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司檢修分公司，遼寧 沈陽 110003)

1 220 kV仿真站模型建立

1.1 220 kV仿真站一次主接線

220 kV仿真站運(yùn)行方式，220 kV：220 kV母線聯(lián)絡(luò)運(yùn)行(東母是Ⅰ母，西母是Ⅱ母，潮流從東母流向西母)，北仿2、仿221、Ⅰ盤仿2運(yùn)行于東母，仿鶴1、仿222、Ⅱ盤仿2運(yùn)行于西母，Ⅰ盤仿線、Ⅱ盤仿線對(duì)側(cè)為電廠。110 kV：110 kV聯(lián)絡(luò)運(yùn)行(西母是Ⅰ母，東母是Ⅱ母，潮流從東母流向西母)，Ⅰ仿矩1、仿111、Ⅰ仿高1運(yùn)行于西母，Ⅱ仿矩1、仿112、Ⅱ仿高1運(yùn)行于東母。10 kV：?jiǎn)文阜侄芜\(yùn)行，仿101、1號(hào)站用變、1號(hào)、2號(hào)電容器運(yùn)行于10 kV南母，仿102、2號(hào)站用變、3號(hào)、4號(hào)電容器運(yùn)行于10 kV北母。仿1號(hào)主變中性點(diǎn)不接地運(yùn)行，仿2號(hào)主變中性點(diǎn)接地運(yùn)行。站用電系統(tǒng)： 1號(hào)站用變供Ⅰ段母線，2號(hào)站用變供Ⅱ段母線，母聯(lián)400備用，備自投投入。一次主接線如圖1所示。

圖1 220 kV仿真站一次主接線

1.2 220 kV仿真站110 kV線路保護(hù)

仿真變電站110 kV線路保護(hù)配置如表1所示。

表1 110 kV線路保護(hù)配置

1.3 220 kV仿真站主變保護(hù)

220 kV仿真站主變保護(hù)配置及型號(hào)如表2所示。

表2 主變保護(hù)配置及型號(hào)

1號(hào)、2號(hào)主變保護(hù)定值如表3所示，因不涉及主變低后備保護(hù)(10 kV側(cè))，表3中省去主變低后備保護(hù)定值。表3中，仿110是中壓側(cè)母聯(lián)斷路器，仿220是高壓側(cè)母聯(lián)斷路器[1]。

2 110 kV線路越級(jí)跳閘事故

2.1 事故現(xiàn)象

220 kV變電站110 kV線路越級(jí)跳閘事故，110 kV線路故障，110 kV斷路器拒動(dòng)，由于110 kV側(cè)斷路器未配置斷路器失靈保護(hù)，會(huì)發(fā)生主變后備保護(hù)動(dòng)作跳閘，繼而切除故障[2-3]。110 kV線路故障類型主要包括單相接地、兩相短路接地、兩相短路、三相短路[4]。發(fā)生單相接地、兩相短路接地故障時(shí)，會(huì)啟動(dòng)主變中后備零序保護(hù)動(dòng)作，根據(jù)表3主變保護(hù)配置可以得出，會(huì)啟動(dòng)零序方向過流Ⅰ段，1.5 s跳仿110，2 s跳中壓側(cè)斷路器。發(fā)生兩相短路、三相短路故障時(shí)，會(huì)啟動(dòng)主變后備過流保護(hù)動(dòng)作，根據(jù)表3主變保護(hù)配置可以得出，會(huì)啟動(dòng)復(fù)壓閉鎖方向過流 Ⅰ 段，3.3 s跳仿110，3.6 s跳中壓側(cè)斷路器。

表3 1號(hào)、2號(hào)主變保護(hù)定值

110 kV線路發(fā)生單相接地、兩相短路接地故障時(shí)，由于仿111開關(guān)運(yùn)行于110 kV西母，仿112開關(guān)運(yùn)行于110 kV東母，仿1號(hào)主變中性點(diǎn)不接地運(yùn)行，仿2號(hào)主變中性點(diǎn)接地運(yùn)行。如果故障線路在110 kV東母運(yùn)行，會(huì)直接啟動(dòng)2號(hào)主變110 kV側(cè)零序方向過流 Ⅰ 段，1.5 s跳仿110，跳開仿110的同時(shí)，110 kV母線分列運(yùn)行。由于2號(hào)主變中性點(diǎn)接地運(yùn)行，仿112開關(guān)與故障線路開關(guān)在同一條母線運(yùn)行，2 s跳2號(hào)主變仿112開關(guān)，110 kV東母失壓，切除故障。如果故障線路在110 kV西母運(yùn)行，會(huì)直接啟動(dòng)2號(hào)主變110 kV側(cè)零序方向過流 Ⅰ 段，1.5 s跳仿110，跳開仿110的同時(shí)，110 kV母線分列運(yùn)行。由于1號(hào)主變中性點(diǎn)不接地運(yùn)行，仿111開關(guān)與故障線路開關(guān)在同一條母線運(yùn)行，1號(hào)主變110 kV側(cè)間隙保護(hù)，跳開1號(hào)主變?nèi)齻?cè)斷路器，110 kV西母、10 kV南母失壓，切除故障。110 kV線路越級(jí)跳閘事故過程如圖2所示。

圖2 110 kV線路越級(jí)跳閘事故過程

2.2 事故處理分析

Ⅰ 仿高線路單相接地故障保護(hù)動(dòng)作、斷路器拒動(dòng)，故障類型符合圖2所示第2種事故現(xiàn)象，處理步驟如下。

a. 解除音響，查看并記錄事故信息，將變位斷路器復(fù)位，匯報(bào)調(diào)度。

b. 檢查保護(hù)信號(hào)，復(fù)歸信號(hào)。

c. 帶上工器具檢查站內(nèi)設(shè)備，發(fā)現(xiàn) Ⅰ 仿高1斷路器故障，斷路器拒動(dòng)，其他設(shè)備正常，匯報(bào)調(diào)度。

d. 判斷Ⅰ仿高線路故障，斷路器拒動(dòng)，越級(jí)造成主變后備保護(hù)動(dòng)作，匯報(bào)調(diào)度。

e. 依調(diào)度令，斷開Ⅰ仿高1控制電源，將Ⅰ仿高1斷路器、Ⅰ仿高線路解備。

f. 退出仿110 kV西母各線路重合閘，拉開仿110 kV西母各分路斷路器。

g. 投入110 kV母線充電保護(hù)壓板，用仿110斷路器對(duì)仿110 kV西母充電，充電正常后退出此功能壓板。恢復(fù)仿110 kV西母及分路運(yùn)行。

h. 投入110 kV西母各線路重合閘。

i. 1號(hào)主變恢復(fù)正常送電、10 kV南母恢復(fù)正常送電。

j. 將Ⅰ仿高2斷路器解備。

k. 填寫各項(xiàng)記錄，匯報(bào)調(diào)度及相關(guān)人員。

事故分析：依據(jù)動(dòng)作報(bào)文，判斷Ⅰ仿高線路故障，斷路器拒動(dòng)，越級(jí)造成主變后備保護(hù)動(dòng)作，從而造成110 kV西母、10 kV南母嚴(yán)重停電故障。

3 斷路器拒動(dòng)原因及應(yīng)對(duì)措施

3.1 高壓斷路器拒動(dòng)原因

a. 操作機(jī)構(gòu)內(nèi)部有問題，如卡槽變形、傳動(dòng)桿錯(cuò)位等。

b. 斷路器合閘位置有問題，繼而影響分閘。

c. 氣體壓力降低或液壓機(jī)構(gòu)油壓低，閉鎖該斷路器控制回路。

d. 電氣二次回路出現(xiàn)故障，如分合閘接線端子松動(dòng)、斷線；動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)接觸不良；分合閘繞組燒斷；分閘電壓過低等[5-6]。

3.2 高壓斷路器拒動(dòng)應(yīng)對(duì)措施

a. 因電氣方面故障而發(fā)生拒動(dòng)，在排除故障后可繼續(xù)操作，不能排除時(shí)則可進(jìn)行手動(dòng)操作，應(yīng)根據(jù)五防規(guī)定執(zhí)行相關(guān)解鎖。

b. 若是機(jī)械方面原因，運(yùn)行人員大多不能處理，應(yīng)立即匯報(bào)調(diào)度和檢修，進(jìn)行停電處理。

c. 當(dāng)發(fā)生緊急突發(fā)事故時(shí)需立即分閘，若此時(shí)無法分閘，應(yīng)迅速斷開上一級(jí)斷路器，然后再用機(jī)械分閘裝置斷開，如果機(jī)械分閘不能操作，需要解五防，盡快將該故障斷路器解備。

d. 斷路器出現(xiàn)油變質(zhì)或油不足，氣體壓力過低等情況時(shí)，禁止操作。

e. 運(yùn)行人員加強(qiáng)巡視，開展站內(nèi)巡視工作，及早發(fā)現(xiàn)缺陷。

4 結(jié)束語

220 kV變電站110 kV線路越級(jí)跳閘通常是因?yàn)?10 kV線路在發(fā)生故障時(shí)不能及時(shí)跳開斷路器切除故障，引起主變后備保護(hù)動(dòng)作跳閘。本文針對(duì)高壓斷路器拒動(dòng)問題，采取有效措施，避免越級(jí)跳閘發(fā)生，提高電網(wǎng)供電可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1] 東 蔚.220 kV變電站運(yùn)行與仿真培訓(xùn)教程[M].北京：中國(guó)電力出版社，2014：4-6.

[2] 蘇海霞.變電站微機(jī)保護(hù)入門原理及程序邏輯[M].北京：中國(guó)電力出版社，2014：21-22.

[3] 李 爽,趙義松,張 巍,等.一起220 kV變壓器短路事故分析[J].東北電力技術(shù),2012,33(9):32-34.

[4] 王 勇,洪 鶴,田慶陽,等.一起550 kV斷路器跳閘原因分析[J].東北電力技術(shù),2015,36(10):34-35.

[5] 梁華貴.一臺(tái)550 kV斷路器拒動(dòng)的分析與處理[J].高壓電器，2006，42(6):477-480.

[6] 劉楊名,江福官,顧愛斌.高壓斷路器拒動(dòng)原因分析及解決方案[J].高壓電器，2012，48(2):90-98.