220 kV變電站110 kV線路越級跳閘事故研究

閆炳耀，王 鵬

(1.國網焦作供電公司，河南 焦作 454001；2.國網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仿真站運行方式，220 kV：220 kV母線聯絡運行(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運行于東母，仿鶴1、仿222、Ⅱ盤仿2運行于西母，Ⅰ盤仿線、Ⅱ盤仿線對側為電廠。110 kV：110 kV聯絡運行(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運行于西母，Ⅱ仿矩1、仿112、Ⅱ仿高1運行于東母。10 kV：單母分段運行，仿101、1號站用變、1號、2號電容器運行于10 kV南母，仿102、2號站用變、3號、4號電容器運行于10 kV北母。仿1號主變中性點不接地運行，仿2號主變中性點接地運行。站用電系統： 1號站用變供Ⅰ段母線，2號站用變供Ⅱ段母線，母聯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

仿真變電站110 kV線路保護配置如表1所示。

表1 110 kV線路保護配置

1.3 220 kV仿真站主變保護

220 kV仿真站主變保護配置及型號如表2所示。

表2 主變保護配置及型號

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

2 110 kV線路越級跳閘事故

2.1 事故現象

220 kV變電站110 kV線路越級跳閘事故，110 kV線路故障，110 kV斷路器拒動，由于110 kV側斷路器未配置斷路器失靈保護，會發生主變后備保護動作跳閘，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]。發生單相接地、兩相短路接地故障時，會啟動主變中后備零序保護動作，根據表3主變保護配置可以得出，會啟動零序方向過流Ⅰ段，1.5 s跳仿110，2 s跳中壓側斷路器。發生兩相短路、三相短路故障時，會啟動主變后備過流保護動作，根據表3主變保護配置可以得出，會啟動復壓閉鎖方向過流 Ⅰ 段，3.3 s跳仿110，3.6 s跳中壓側斷路器。

表3 1號、2號主變保護定值

110 kV線路發生單相接地、兩相短路接地故障時，由于仿111開關運行于110 kV西母，仿112開關運行于110 kV東母，仿1號主變中性點不接地運行，仿2號主變中性點接地運行。如果故障線路在110 kV東母運行，會直接啟動2號主變110 kV側零序方向過流 Ⅰ 段，1.5 s跳仿110，跳開仿110的同時，110 kV母線分列運行。由于2號主變中性點接地運行，仿112開關與故障線路開關在同一條母線運行，2 s跳2號主變仿112開關，110 kV東母失壓，切除故障。如果故障線路在110 kV西母運行，會直接啟動2號主變110 kV側零序方向過流 Ⅰ 段，1.5 s跳仿110，跳開仿110的同時，110 kV母線分列運行。由于1號主變中性點不接地運行，仿111開關與故障線路開關在同一條母線運行，1號主變110 kV側間隙保護，跳開1號主變三側斷路器，110 kV西母、10 kV南母失壓，切除故障。110 kV線路越級跳閘事故過程如圖2所示。

圖2 110 kV線路越級跳閘事故過程

2.2 事故處理分析

Ⅰ 仿高線路單相接地故障保護動作、斷路器拒動，故障類型符合圖2所示第2種事故現象，處理步驟如下。

a. 解除音響，查看并記錄事故信息，將變位斷路器復位，匯報調度。

b. 檢查保護信號，復歸信號。

c. 帶上工器具檢查站內設備，發現 Ⅰ 仿高1斷路器故障，斷路器拒動，其他設備正常，匯報調度。

d. 判斷Ⅰ仿高線路故障，斷路器拒動，越級造成主變后備保護動作，匯報調度。

e. 依調度令，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母線充電保護壓板，用仿110斷路器對仿110 kV西母充電，充電正常后退出此功能壓板。恢復仿110 kV西母及分路運行。

h. 投入110 kV西母各線路重合閘。

i. 1號主變恢復正常送電、10 kV南母恢復正常送電。

j. 將Ⅰ仿高2斷路器解備。

k. 填寫各項記錄，匯報調度及相關人員。

事故分析：依據動作報文，判斷Ⅰ仿高線路故障，斷路器拒動，越級造成主變后備保護動作，從而造成110 kV西母、10 kV南母嚴重停電故障。

3 斷路器拒動原因及應對措施

3.1 高壓斷路器拒動原因

a. 操作機構內部有問題，如卡槽變形、傳動桿錯位等。

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構油壓低，閉鎖該斷路器控制回路。

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

3.2 高壓斷路器拒動應對措施

a. 因電氣方面故障而發生拒動，在排除故障后可繼續操作，不能排除時則可進行手動操作，應根據五防規定執行相關解鎖。

b. 若是機械方面原因，運行人員大多不能處理，應立即匯報調度和檢修，進行停電處理。

c. 當發生緊急突發事故時需立即分閘，若此時無法分閘，應迅速斷開上一級斷路器，然后再用機械分閘裝置斷開，如果機械分閘不能操作，需要解五防，盡快將該故障斷路器解備。

d. 斷路器出現油變質或油不足，氣體壓力過低等情況時，禁止操作。

e. 運行人員加強巡視，開展站內巡視工作，及早發現缺陷。

4 結束語

220 kV變電站110 kV線路越級跳閘通常是因為110 kV線路在發生故障時不能及時跳開斷路器切除故障，引起主變后備保護動作跳閘。本文針對高壓斷路器拒動問題，采取有效措施，避免越級跳閘發生，提高電網供電可靠性。

參考文獻：

[1] 東 蔚.220 kV變電站運行與仿真培訓教程[M].北京：中國電力出版社，2014：4-6.

[2] 蘇海霞.變電站微機保護入門原理及程序邏輯[M].北京：中國電力出版社，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,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,2015,36(10):34-35.

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

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