一起跨電壓等級故障分析

蘇玉忠

（國網寧夏電力有限公司固原供電公司，寧夏 固原 756000）

0 引 言

某地發生330 kV甲變電站中一條110 kV某風電線與110 kV乙變電站中1號主變同時跳閘事件，通過對兩變電站中的保護裝置跳閘信息及故障錄波數據調取分析，得出這是一起35 kV線路與110 kV線路跨越處短路且站內開關設備受損的復雜電網故障。

1 故障前運行方式

330 k V甲變電站：110 kV母線并列運行，116某風電線運行于110 kVⅡ母。

110 kV乙變電站：110 kV母線分列運行，111甲乙線帶全站負荷，共1臺主變，35 kV采用單母線接線，311某泵站線、312某光伏線及35 kVⅠ母電壓互感器間隔運行35 kVⅠ母。

2 故障跳閘信息及分析

2.1 故障跳閘信息

XX年4月2日17 ：32，312某光伏線差動、過流Ⅰ段保護動作，跳開312斷路器；311某泵站線差動保護動作，跳開311斷路器；1號主變中后備過流V段保護動作，跳開1號主變301斷路器。

XX年4月2日17時32分，110 kV某風電線差動、距離Ⅰ段、零序過流Ⅰ段保護動作，跳開116斷路器。

2.2 故障分析

（1）查看35 kV某光伏線312保護裝置故障錄波，發現故障時先發生AB相間短路，后轉換為B相接地故障，故障電流3 340 A，同時A相電壓也有所降低，由此可以證明A相還存在接地點。

（2）查看35 kV某泵站線311保護裝置故障錄波，發現故障時發生A相接地故障，故障電流4 000 A，同時B相電壓有所降低。由此可以得出乙變電站35 kV系統發生311某泵站線A相、312某光伏線間B相異名相相間短路接地故障。

（3）查看1號主變中后備保護裝置故障錄波，發現故障時先發生AB相間短路故障，后發展為ABC三相短路故障，故障電流4 600 A。

（4）對110 kV乙變電站35 kV某泵站線311、某光伏線312、母聯300I隔離手車、301開關柜外觀進行檢查，無異常。打開35 kV母線電壓互感器柜前柜門，有明顯放電燒損痕跡，拉出手車隔離開關后發現35 kV I母避雷器A、B 相炸裂，如圖1所示。

圖1 35 kV母線電壓互感器手車柜損傷情況現場圖

（5）查看110 kV某風電線116保護裝置故障錄波，發現故障時發生A相接地故障，故障電流3 340 A。通過查看330 kV甲變電站110 kV故障器錄波報告可知，某風電線發生A相接地故障，跳開116斷路器。

（6）對311某泵站線、312某光伏線保護動作行為分析如下。

由311某泵站線、312某光伏線保護裝置故障錄波圖可知，某泵站線311發生A相接地、某光伏線312發生B相接地，造成乙變電站35 kV異名相相間短路，311某泵站線差動保護動作，跳開311斷路器；312某光伏線差動、過流Ⅰ段保護動作，跳開312斷路器，保護動作行為正確[1]。

經現場檢查發現311某泵站線A相避雷器擊穿，312某光伏線B相與某風電線A相交跨處有放電痕跡，如圖2、圖3所示。

圖2 311某泵站線1號塔A相避雷器擊穿現場圖

圖3 某光伏線與某風電線交跨處有放電痕跡

（7）對1號主變中后備保護動作分析如下。

經現場檢查發現110 kV乙變電站35 kV母線AB相避雷器炸裂，乙變電站35 kV母線先發生AB相間短路，107 ms后發展為ABC三相短路，1號主變中后備保護過流V段保護動作，跳開1號主變301斷路器，保護動作行為正確。

（8）對本次故障綜合分析如下：通過調取330 kV甲變電站主變故障錄波器波形，330 kV甲變電站1、2號主變中壓側有零序電流流過，結合312某光伏線、311某泵站線、116某風電線故障錄波可知，312某光伏線B相與116某風電線A相短路導致312某光伏線A相避雷器擊穿，312某光伏線發生AB相間短路故障，因312某光伏線A相避雷器計數器接地虛接，故此時AB相間短路電流為452 A[2]。10 ms后，311某泵站線1號塔A相避雷器擊穿，乙變電站35 kV系統通過311某泵站線A相接地點—某光伏線B相與某風電線A相短路點—甲變電站110 kV系統中性點形成異名相短路故障，故障電流為3 400 A[3]。乙變電站某光伏線、某泵站線保護動作跳開311、312斷路器。同時甲變電站116某風電線通過某光伏線B相與某風電線A相短路點—311某泵站線A相接地點發生A相接地故障，甲變電站116某風電線保護動作跳開116斷路器，切除故障。

查看乙變電站1號主變中后備保護裝置故障錄波圖，在某光伏線B相與某風電線A相短路時，乙變電站35 kV母線電壓升高（最高電壓42.5 kV），導致母線避雷器損傷，在乙變電站311斷路器、312斷路器、甲變電站116斷路器跳閘11 ms后乙變電站35 kV母線避雷器炸裂，形成AB相間短路，并在113 ms后發展為ABC三相短路，持續666 ms。1號主變中后備保護動作跳開301斷路器，切除故障。

通過調取330 kV甲變電站110 kV線路故障錄波器錄波圖，乙變電站電源甲乙線與某風電線電流同時突變，116某風電線反映為A相接地故障，111甲乙線A相電流反應35 kV某泵站線A相電流，B相電流反應35 kV某光伏線B相電流，故障切除11 ms后111甲乙線電流反映為乙變電站35 kV系統AB相間故障后發展為ABC三相故障，故障發展過程及時序如圖4所示[4]。

圖4 故障過程時序圖

綜上所述，本次故障為35 kV某光伏線B相與110 kV某風電線A相短路導致35 kV某泵站線A相避雷器擊穿接地所致。

3 結 論

以上故障相別及故障過程分析，對現場運維人員的故障點查找提供了很大幫助。對今后的設備運維及不同電壓等級線路交跨距離設計方面提出了意見，為電力系統復雜故障分析提供了新的方法。