淺談沙角C 電廠500 kV 沙東乙線異常跳閘事件分析及處理

楊青

（廣東省粵電集團有限公司沙角C 電廠，廣東 東莞 523936）

2018-09-21T00：00 時左右，500 kV 沙角C 廠兩回電纜溝交叉點起火，引起該區域內的通信用光纜、直流電纜、穩控、PMU、測控、保護用交流及控制電纜等受損。

電纜溝起火燃燒過程中，C 廠GIS 室內兩個低壓配電空開跳閘（用于加熱器和照明），GIS 室區域兩套直流電源系統報直流接地、交流竄入告警，至網控變送器屏的220 V 直流電源空開跳閘；兩套穩控裝置出現裝置異常報警，穩控裝置一黑屏死機、有繼電器頻繁動作聲音；500 kV 沙東乙線輔B 保護動作跳閘并給對側發遠跳信號，本側5051 開關跳閘；500 kV 沙東甲線主一主二保護、輔A 輔B 保護PT 回路斷線，PT 空開跳開，保護一路專用光纖通道（48 芯）中斷，甲線緊急轉冷備用；500 kV 一母母差保護一5081 開關支路CT 斷線，保護閉鎖，5081 開關緊急停運。#1 發變組與變高側開關聯跳電纜故障，1 號主變緊急停運。

1 事件前運行方式

故障發生前，沙角C 電廠1、2、3 號機組（3*660 MW）正常運行，500 kV 母線I、II 母線分列運行，500 kV 第四串5041、5042、第五串5052、5053、第六串5062、第七串5072、第八串5082 開關均處于熱備用狀態。其中1 號機組帶310 MW 負荷運行，2 號機組帶350 MW 負荷運行，3 號機組帶350 MW 負荷運行。500 kV 沙東甲、乙線、沙廣乙線、B/C 聯絡線運行。

2 沙東乙線異常跳閘原因

根據故障錄波波形可看出，沙東甲線及乙線二次側電壓、電流突變頻繁出現，自00：15 開始沙東乙線CT 二次回路相繼B 相接地—BC 相接地—三相開路，00：30 起沙東甲線保護裝置開始出現PT 斷線報警，沙東乙線故障錄波啟動，隨后00：47 沙東乙線保護裝置開始出現PT 斷線報警，判斷這些異常現象均由電纜溝起火導致電纜受損引起。

故障錄波與穩控裝置、行波測距裝置共用沙東甲乙線出線CT 繞組回路。由故障錄波可以看出，沙東甲乙線出線CT繞組回路受影響嚴重。在乙線輔B 保護動作時，乙線出線CT 繞組無流。判斷此時CT 回路電纜已經受損，存在短路故障。

00：48：14，由于沙東乙線輔B 保護PT 二次電壓回路串入外部交流電壓，導致電壓異常，達到沙東乙線輔B 過壓保護定值（定值82.5 V，延時0.5 s），沙東乙線輔B 保護過電壓動作跳5051 開關，發遠跳令，因此，障相別為A、B相，A 相動作電壓為116.1 V。從沙東乙線輔B 保護動作報告波形分析得出，沙東乙線輔B 過壓保護正確動作。

3 保護動作行為分析

保護動作時序如表1 所示。

表1 保護動作時序

4 電纜起火原因分析

4.1 起火區域電纜布置情況

沙角C 電廠500 kV GIS 升壓站至網控繼保室的兩回電纜溝交叉點起火位置下如圖1 所示。

圖1 起火位置

電纜溝一是20 世紀90 年代電廠投運時設計建設的，電纜溝緊湊，橋架單側雙層，橋架內電纜層疊敷設，退役設備的電纜不易抽取。電纜溝二是12 年母差保護改造時新建（全長20 余米）。

從電纜溝二南端至網控繼保室的電纜共有37 根，其中兩條母線的母差電流回路電纜共20 根，三臺機組聯跳500 kV 斷路器的聯跳電纜共6 根，沙東甲、乙線出線電流至安穩裝置電纜2 根，220 V 直流電源系統至網控變送器屏直流電源箱電纜2 根，第八串GIS 就地控制柜至遠動中轉柜1根，5043 開關、5051 開關合閘位置開入至穩控裝置信號電纜2 根，沙東甲、乙線電壓至穩控主機柜（PT 回路）電纜共2 根，500 kV 第四、五串斷路器監控系統通訊光纖共2根。從電纜溝三向西穿過電纜溝二進入電纜溝一有沙東甲、乙線出線PT 至網控繼保室的共10 根電纜。沙東甲乙線保護及通信專用光纜（48 芯）1 根。

在該起火區域還有沙角B 電廠新路燈和舊路燈照明用電纜各1 根，沙東甲、乙線出線PT 就地端子柜加熱器電纜各1 根。

此交叉區域電纜分三層布置，上層電纜包括沙角B 電廠新路燈照明電纜，另外兩條電纜為沙角C 電廠220 V 直流電源至網控變送器屏電源箱電纜。中間層電纜主要為沙角C 電廠的沙東甲、乙線出線PT 至網控繼保室的電纜，沙角B 電廠舊路燈照明電纜（普通橡膠電纜，白色外皮，三芯多股線，非阻燃電纜）。沙東甲、乙線出線PT 就地端子柜加熱器電纜等。最底層電纜主要是母差保護用CT 回路電纜，第四、第五串斷路器至安穩裝置、沙東甲、乙線出線PT、CT 回路至安穩、故障錄波等電纜。

4.2 電纜起火原因

現場起火電纜溝電纜逐層分離電纜后的檢查情況及結合報警發生時序進行綜合分析，電纜溝起火原因為敷設在中間層的沙角B 電廠舊路燈電纜（普通橡膠電纜，白色外皮，三芯多股線，非阻燃電纜）過熱起火，使得同層的沙東甲、乙線出線CT 至穩控、錄波、行波測距（共用線路出線CT繞組）、沙東甲、乙線PT 回路電纜受到外部熱源影響而使絕緣逐步損壞，導致行波測距裝置、故障錄波裝置采樣的沙東乙線二次電流由于電纜絕緣損壞而出現異常變化，行波測距裝置、故障錄波裝置啟動，發出告警信號，相應保護裝置發出“PT 回路失壓”報警，發出通信通道中斷告警信號等；隨后逐步擴展至上層電纜，同時由于2012 年電纜溝二施工時施工單位用木質模板現場澆筑混凝土蓋板（其他電纜溝采用鐵質蓋板），起火位置電纜溝蓋板的木質模板未拆除助燃火勢，電纜溝內敷設的非阻燃光纜也起到一定的助燃作用，引起220 V直流電源至網控變送器屏電源箱的兩條直流電纜和B 廠的新路燈電源電纜絕緣損壞，直流電源空開跳閘和B 廠新路燈電源跳閘。火勢擴展至底層電纜，使得1 號發變組與變高側開關聯跳電纜、I 母母差保護一的5081 支路CT 電纜受到外部熱源影響而使絕緣逐步損壞，導致#1 發變組非電量保護的兩個110 V 空開跳閘，母線I 的母差保護一閉鎖報警。火勢發展與監控、保護裝置發出的異常報警信號出現的時序相。

5 風險排查及處理

當前由于電網結構及電源需求，沙角C 廠繼續保持運行狀態，但此次受損電纜仍存在較大的安全隱患，全面完成整改前，系統風險不容輕視。通過對起火電纜溝區域的相關電纜進行排查并制定后續整改計劃，具體風險及處理措施如下：①1 號機組2 根至網控樓的聯跳發送與接收電纜已受損，存在接地故障。將會導致1 號主變故障時電量保護無法跳開變高側開關或誤跳變高開關。2 號、3 號機組的4 根從機組至網控樓的聯跳發送與接收電纜絕緣測試結果大于100 MΩ，但仍存在隱患，可能導致2 號、3 號主變故障時電量保護因聯跳電纜故障而無法跳開變高側開關，導致故障范圍擴大，也存在誤跳的可能性。處理措施為緊急停運1 號主變，敷設6 根從機組至網控樓的聯跳發送與接收電纜，替換現在存在隱患的電纜。②20 根500 kV 母線差動保護CT 電纜存在短路或接地隱患（包括已確認受損的5081 開關CT 支路），可能引起母差保護閉鎖或導致母線差動保護誤動作。處理措施為敷設20 根從開關站至網控樓的母線差動保護CT 電纜，替換現在存在隱患的電纜。③500 kV 第八串508227 地刀狀態反饋電纜故障。處理措施為敷設1 根從開關站至網控樓的電纜，替換現在存在隱患的電纜。④沙角A、B、C 廠電纜溝運行較長的低壓配電電纜、可能存在木質板件的電纜溝蓋板。處理措施為全面排查梳理三個廠區電纜溝，更換運行超過15～20 年的低壓配電電纜，更換存在木質板件的電纜溝蓋板。

6 結束語

沙角C 電廠500 kV 沙東乙線異常跳閘事件搶修工作以恢復沙東甲乙線雙線運行為首要目標，首先梳理受影響電纜范圍，并對檢查發現問題的電纜、光纜盡快進行更換，盡快排查、消除電廠目前及可能存在的異常、隱患和告警，最終保證整個電網的安全運行。