输电线路故障引起主变保护动作过程分析及措施

发布时间:2021-12-07 13:05:49

输电线路故障引起主变保护动作过程分析及措施 摘要:2007 年 2 月 11 日 7 点 45 分,某 220kV 变电站一条 110kV 线路发生 A 相单相接地故障,线路保护动作出口,开关跳闸,重合闸动作,重合成功。后 巡视站内设备, 发现 220kV 变电站直接接地运行的 1#主变 110kV 侧中性点 1019 接地刀闸从刀口处熔断 5 厘米左右,掉在了地上。而该线路所供的两个 110kV 变电站的主变压器因间隙过流零序过压保护动作第 I 时限出口跳闸,导致两个 110kV 变电站全站失压。 这起事故是否与中性点失去而导致主变间隙过流零序过 压有关呢?作为运行人员我们应该如何及时发现变压器中性点接地是否可靠 呢? 关键词:线路;故障;主变;保护动作;失压分析 一、网络运行方式 220kVA 变电站:1#、2#主变并列运行,1#主变 220kV、110kV 侧中性点直 接接地运行,2#主变间隙接地运行,220kV、110kV 双母线并列运行,110kV 母 线上有七回出线,其中 110kV AB 线 127 开关运行在 110kV I 母。而 A 站的两台 主变高、中压侧的零序电流保护和间隙过流零序过压保护正常时全部在投入位 置,仅依靠中性点接地刀闸进行切换。 110kVB 站: 是个终端站, 站内仅一台两圈主变压器间隙接地运行, 由 110kV AB 线线路作为供电电源点。 110kVC 站: 有两台三圈主变压器, 一台检修, 一台间隙接地运行, 在其 35kV 侧有个 0.8 万 KW 的小风电,由 110kVAB 线线路作为主供电源点。 以 220kV A 变电站为电源中心呈辐射状向各负荷 110kV 变电站供电,该 110kV 网络仅有 A 变电站的 I#主变 110kV 侧一个接地点。 二、事故经过 2007 年 2 月 11 日 7 点 45 分,A 变电站 110kV AB 线线路发生 A 相单相接 地故障,接地距离 II 段及零序 II 段保护动作出口,1.4 秒后 127 开关跳闸,开关 重合闸启动,1 秒后,127 开关重合成功。后巡视站内设备,发现 A 变电站直接 接地运行的 I#主变 110kV 侧中性点 1019 接地刀闸从刀口处熔断 5 厘米左右,掉 在了地上。 而 AB 线路所供的两个 110kV 变电站的主变压器因间隙过流零序过压 保护动作第 I 时限出口跳闸,导致两个 110kV 变电站全站失压。 经线路巡视人员巡视反馈信息, 是 110kV AB 线线路上一只鹰造成 A 相单相 接地(靠* 110kV B 站侧线路)所引起的。 三、事故过程分析 2007 年 2 月 11 日 7 点 45 分,当 110kV AB 线线路发生 A 相单相接地故障 时(靠* 110kV B 站侧线路), 这个范围属于 A 站的 AB 线线路 II 段保护范围, 接 地距离 II 段、零序 II 段保护动作出口,1.4 秒后,127 开关跳闸,重合闸启动。 此时, AB 线线路所供两座 110kV B 和 C 变电站与主网脱离, 由于 110kV C 站 I# 主变 35kV 侧有一小风电站电源,B、C 两座 110kV 变电站变成了孤立的不接地 系统在运行,由于单相接地故障点还没消失,在该不接地系统产生了 3U0 的零 序电压,超过变压器“不接地零序电压”整定值,于是该保护动作,0.5 秒出口, 使 B、C 变电站的两台运行主变各侧开关跳闸,从而使 B、C 两座 110kV 变电站 全站失压。 而 110kV AB 线线路上的鹰也掉在了地上, 此时故障点消失, 于是 127 开关的重合闸时间达到 1.0 秒后,重合成功,但 B、C 变电站主变各侧开关已跳 闸,其所供负荷全部损失。 四、对此次事故所产生的疑问 1、如果 110kV C 站没有那小电源或小电源 512 开关比该站主变先跳闸,则 127 开关重合成功后,两个变电站就恢复供电了,就不会造成两站用户停电了。 2、另外,从 220kV 变电站巡视人员反馈信息,线路开关跳闸后,在巡视到 主变中性点时, 发现 A 站直接接地运行的 I#主变 110kV 侧中性点 1019 刀闸从刀 口处熔断 5 厘米左右,掉在了地上。经笔者分析,2006 年夏天,该 A 站 110kV 线路曾经有三次接地故障发生(在 I 段保护范围) ,两次重合成功,一次不成功, 1#主变 110kV 侧中性点 1019 接地刀闸已经过三次零序电流的考验,但巡视时未 发现 1019 接地刀闸外观有缺陷。而此次 110kV AB 线线路接地故障发生后,直 接导致了 I#主变 110kV 侧中性点 1019 刀闸熔断一节,不管这一节是在什么时候 断的,但至少还确保了线路接地距离和零序 II 段保护的可靠动作出口,还算比 较幸运。否则,后果不堪设想。 同时,由于以该 220kVA 站为电源中心呈辐射状向各负荷变电站供电,在一 个供区内仅有在 A 变电站内一台主变的 220kV 和 110kV 侧中性点直接接地运行, 其余主变中性点均经间隙接地方式运行。通过以上对零序电压分量的特点分析, 若 A 变电站的 I#主变 110kV 侧中性点 1019 接地刀闸接地有效性失去, 当 110kV 线路单相接地故障发生时,线路的接地距离和零序保护将不会动作,此时整个 110kV 系统变成了不接地系统运行,产生 3U0 的零序电压,将会导致变压器的 间隙过流零序过压保护动作,若间隙击穿就是间隙过流保护动作,都是 0.5 秒出 口,使主变各侧开关跳闸,这势必扩大了事故的范围,A 变电站的两台主变一跳 闸,就会导致大面积的停电事故,后果非常严重。 五、解决的措施 1、 笔者在查阅 2011 年继电保护定值卡时, 发现 110kVC 站定值卡已经调整, “不接地零序电压第 I 时限”为 0.2 秒跳 512 开关,0.5 秒才跳主变三侧。 这样调整后若再遇到类似事故后,主电源跳闸后,小

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