220 kV母線及線路保護(hù)均跳閘的事故分析

楊 松，張永生

（國網(wǎng)江蘇省電力公司檢修分公司蘇州分部，江蘇 蘇州 215004)

1 事故經(jīng)過

某日，某220 kV變電站的Ⅰ母差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，Ⅰ母線所有開關(guān)均跳開；此時(shí)接于I母線的220 kV甲線兩側(cè)線路保護(hù)縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作出口，由于重合閘未投，開關(guān)均3跳；其他接于I母線的220 kV線路均遠(yuǎn)跳對(duì)側(cè)開關(guān)。

該變電站一次接線如圖1所示，220 kV母線并列運(yùn)行，220 kV甲線由對(duì)側(cè)變電站空充線路，本側(cè)開關(guān)熱備用。其他220 kV線路合環(huán)運(yùn)行，1，2號(hào)主變均投入運(yùn)行。

圖1 變電站一次接線

在該變電站中，220 kV甲線線路保護(hù)配置為：PCS931GM+PSL603U雙套光纖差動(dòng)保護(hù)，其余220 kV線路保護(hù)配置均為：RCS931A+PSL603G

雙套光纖差動(dòng)保護(hù)；220 kV母差保護(hù)配置的型號(hào)為國電南京自動(dòng)化股份有限公司生產(chǎn)的SGB750。

本側(cè)甲線保護(hù)PCS931GM動(dòng)作信息如表1所示，故障發(fā)生時(shí)刻為14:15:41。

表1 本側(cè)甲線保護(hù)PCS931GM動(dòng)作信息

本側(cè)甲線保護(hù)PSL603U動(dòng)作信息如表2所示，故障發(fā)生時(shí)刻為14:15:41。

表2 本側(cè)甲線保護(hù)PSL603U動(dòng)作信息

對(duì)側(cè)甲線保護(hù)PCS931GM動(dòng)作信息如表3所示，故障發(fā)生時(shí)刻為14:15:41。

表3 對(duì)側(cè)甲線保護(hù)PCS931GM動(dòng)作信息

對(duì)側(cè)甲線保護(hù)PSL603U動(dòng)作信息如表4所示，故障發(fā)生時(shí)刻為14:15:41。

表4 對(duì)側(cè)甲線保護(hù)PSL603U動(dòng)作信息

2 事故分析

甲線線路保護(hù)及I母差動(dòng)保護(hù)故障錄波如圖2、圖3所示。

圖2 甲線PSL603U線路保護(hù)故障錄波

由圖2可知：對(duì)側(cè)C相故障電流比本側(cè)C相故障電流提前約10 ms出現(xiàn)，且10 ms后故障波形與本側(cè)故障波形基本同相，屬于區(qū)內(nèi)故障特征；但是對(duì)側(cè)保護(hù)采集的故障電流提前30～40 ms消失。

由圖3可知：甲線電流比其他支路電流提前10 ms左右出現(xiàn)，且10 ms后與其他Ⅰ母線各支路電流同相，亦屬于區(qū)內(nèi)故障特征；但是甲線電流比其他支路提前30～40 ms消失。

根據(jù)上述分析可知：甲線線路保護(hù)及該站母差保護(hù)都發(fā)生了區(qū)內(nèi)故障，故障點(diǎn)應(yīng)該在母差保護(hù)TA與線路保護(hù)TA之間。該變電站220 kV系統(tǒng)為GIS設(shè)備，TA的布置如圖1中所示，母差保護(hù)TA在開關(guān)斷口的線路側(cè)，線路保護(hù)TA在開關(guān)斷口的母線側(cè)。故障發(fā)生時(shí)，甲線本側(cè)開關(guān)為熱備用，對(duì)照?qǐng)D2和圖3發(fā)現(xiàn)：以母線C相電壓下降為時(shí)間基準(zhǔn)，該站甲線線路的保護(hù)對(duì)側(cè)電流與本側(cè)母差保護(hù)的甲線電流是同時(shí)提前出現(xiàn)的。因此，可以判定故障首先發(fā)生在母差保護(hù)TA與開關(guān)斷口之間的線路側(cè)。

由于甲線本側(cè)開關(guān)為熱備用狀態(tài)，因此該站220 kV系統(tǒng)與故障點(diǎn)是隔離的。即使母差保護(hù)中有差流產(chǎn)生，由于復(fù)合電壓的閉鎖作用，母差保護(hù)也不會(huì)動(dòng)作，而只是由甲線線路縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳開甲線對(duì)側(cè)開關(guān)即可隔離故障。但是10 ms后，線路保護(hù)本側(cè)C相故障電流出現(xiàn)，同時(shí)Ⅰ母其他支路C相也出現(xiàn)故障電流且C相母線電壓下降，這表明甲線本側(cè)開關(guān)C相斷口擊穿。

圖3 SGB750母差保護(hù)故障錄波

220 kVⅠ母母差保護(hù)滿足區(qū)內(nèi)故障特征且復(fù)合電壓閉鎖滿足條件，此時(shí)母差保護(hù)動(dòng)作跳開Ⅰ母線所有開關(guān)。

由于線路故障先出現(xiàn)，10 ms后開關(guān)斷口擊穿，因此線路保護(hù)與母差保護(hù)動(dòng)作有先后順序，甲線對(duì)側(cè)開關(guān)跳閘時(shí)間比本側(cè)母差保護(hù)跳閘時(shí)間提前30～40 ms，這也印證了線路保護(hù)和母差保護(hù)故障錄波中的電流特征，即：線路保護(hù)對(duì)側(cè)C相故障電流比本側(cè)C相故障電流提前10 ms出現(xiàn)，但是對(duì)側(cè)保護(hù)采集的故障電流提前30～40 ms消失；母線差動(dòng)保護(hù)甲線電流比其他支路電流提前10 ms左右出現(xiàn)，但是甲線電流比其他支路電流提前30～40 ms消失。因此，該故障點(diǎn)位于母差保護(hù)TA與開關(guān)斷口之間的線路側(cè)，10 ms后甲線本側(cè)開關(guān)C相斷口擊穿，造成甲線線路保護(hù)與I母母線差動(dòng)保護(hù)均動(dòng)作的事故。

事后工作人員對(duì)GIS筒體進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)故障的根本原因?yàn)椋杭拙€線路遭受雷擊，避雷器殘壓過高，造成筒體內(nèi)氣體絕緣被擊穿，最終導(dǎo)致甲線C相接地并引起甲線本側(cè)開關(guān)C相斷口擊穿，此時(shí)線路保護(hù)及母差保護(hù)都是正確動(dòng)作。

3 結(jié)束語

在本次事故中，故障錄波圖在故障分析中起了重要作用，通過對(duì)線路保護(hù)裝置錄波及母差保護(hù)故障錄波圖的綜合分析，推理判斷出故障點(diǎn)的所處理，為故障處理提供很好的參考。