某110千伏變電站10千伏兩條線路相繼跳閘分析

徐建友，鮑曉菲，孫振興

(國網(wǎng)淮北供電公司，安徽 淮北 235000)

0 引言

繼電保護(hù)的動作正確性是衡量繼電保護(hù)專業(yè)工作質(zhì)量的最重要的指標(biāo)，影響著繼電保護(hù)正確動作的關(guān)鍵因素比較多[1]。如果有某一個方面異常將導(dǎo)致繼電保護(hù)誤動或拒動，可能導(dǎo)致事故擴(kuò)大。因此對各種繼電保護(hù)動作行為進(jìn)行分析找出其中保護(hù)裝置跳閘原因也是本專業(yè)的工作之一。如何對故障錄波的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而正確，快速地判斷出系統(tǒng)故障類型、故障位置、是對繼電保護(hù)專業(yè)人員的重要技能要求[2]。

1 運(yùn)行方式及故障現(xiàn)象

2019年8月30日某110千伏變電站運(yùn)行方式：2號主變帶10千伏II段各間隔(包括116開關(guān)及108開關(guān))；1號主變帶10千伏I段各間隔，100分段開關(guān)熱備用。

2019年8月30日，某110千伏變電站調(diào)控運(yùn)行值班操作人員反應(yīng)該站10千伏116及108開關(guān)在凌晨1時36分31秒116開關(guān)B相過流I段跳閘，重合閘成功。緊接著1時36分33秒108開關(guān)AB相過流I段跳閘，重合閘動作重合于AB故障加速跳閘?，F(xiàn)場檢查10千伏116、108開關(guān)保護(hù)動作正確；GPS對時正常；2號主變低壓側(cè)102開關(guān)后備保護(hù)啟動正確；故障錄波器錄波啟動正常。

2 故障錄波收集與分析

2.1 對116開關(guān)保護(hù)故障報告及錄波圖分析

圖1是技術(shù)人員收集的116開關(guān)保護(hù)跳閘報告。從錄波圖可以了解到，01時36分31秒439毫秒116開關(guān)保護(hù)B相過流I段動作跳閘，經(jīng)過1100毫秒重合閘動作B相接地故障消失，從116開關(guān)保護(hù)故障時電流IA為0.723A，IB為47.449A，IC為1.081A情況看，只僅僅出現(xiàn)B相故障電流，A、C相電流未出現(xiàn)故障電流。對于10kV不接地系統(tǒng)故障時單相接地時電流能達(dá)到一次電流9489.8A(47.449*1000/5)，讓大家覺得保護(hù)采樣不正確可能是誤動，但進(jìn)一步分析看出116開關(guān)保護(hù)在2019年8月30日1時36分31秒408毫秒啟動跳閘前10千伏II段母線A相電壓UA為0V，UB為104V，UC為96V,說明10千伏II段A相有接地故障。但116開關(guān)保護(hù)A相沒有故障電流，說明10千伏II段A相接地點(diǎn)應(yīng)不在116線路側(cè)，可能在母線側(cè)或其它地點(diǎn)。結(jié)合當(dāng)時該站保護(hù)動作情況可以斷定其它10kV線路和主變低壓側(cè)沒有接地現(xiàn)象只能斷定是10kV母線側(cè)接地，待進(jìn)一步結(jié)合主變低壓側(cè)102開關(guān)電流情況證明。

圖1 116線路保護(hù)裝置動作報告及錄波圖

2.2 對108開關(guān)保護(hù)故障報告及錄波圖分析

圖2、圖3是從現(xiàn)場收集的108開關(guān)保護(hù)跳閘報告及錄波圖。從圖2、圖3可以了解到，108開關(guān)在2019年8月30日1時36分33秒136毫秒啟動前10千伏II段A相電壓UA為0V，UB為104V，UC為96V。說明10千伏II段A相接地未消失，也就是說116線路保護(hù)跳閘后10kV系統(tǒng)B相接地消失但A相接地未消失。1時36分33秒551毫秒108開關(guān)AB相過流I段動作跳閘，經(jīng)過1182毫秒重合閘動作，重合于AB故障加速跳閘短路故障消失(事后一次運(yùn)維檢查發(fā)現(xiàn)108電纜有外破)，同時10千伏II段母線A相接地也消失。從故障時間能看出108線路跳閘與116線路故障沒有必然聯(lián)系。消除了116線路B相故障跳閘與108線路外破有關(guān)的懷疑。

圖2 108線路保護(hù)裝置報告

圖3 108線路保護(hù)裝置錄波圖

2.3 對102開關(guān)故障啟動報告及相關(guān)的錄波圖分析

圖4、圖5是故障錄波器主變低壓側(cè)102開關(guān)錄波圖，從圖四錄波可以了解到8月30日1:36:24.224ms時10千伏II段母線A相電壓UA為0V，UB為104V，UC為96V，說明10千伏II段A相接地。從圖5可以了解到在2019年8月30日1時36分31秒406毫秒102開關(guān)A相和B相電流增大且相位反向，說明因10千伏II段母線A相已經(jīng)接地，B、C相電壓升高，導(dǎo)致116線路B相瞬時接地進(jìn)而導(dǎo)致10千伏系統(tǒng)有AB接地短路故障，116保護(hù)過流I段動作跳閘，故障消失經(jīng)過1000毫秒重合閘動作B相接地短路故障消失，但10千伏II段母線A相接地未消失。

從主變低壓側(cè)102開關(guān)電流可以證明116線路保護(hù)B相接地產(chǎn)生故障電流時伴隨著10千伏II段母線A相接地從而形成AB短路導(dǎo)致116只有單相電流；主變低壓側(cè)102開關(guān)由AB兩相短路電流。這也證明了116線路接地前10kV母線有接地故障。

圖4 8月30日01∶36∶24.224ms時 102開關(guān)電流及電壓錄波圖

圖5 8月30日01∶36∶31.408ms時 102開關(guān)電流及電壓錄波圖

2.4 對108線路手動合閘故障錄波圖的說明

圖6為調(diào)度監(jiān)控人員在8月30日03∶35∶56.756ms時手合108開關(guān)時108線路保護(hù)錄波報告，從報告了解到108線路的三相永久短路故障未處理或未隔離就送電，且從二次電流達(dá)到過流I段定值動作情況說明故障是比較嚴(yán)重的出口三相短路故障。對主變的沖擊比較大。

圖6 8月30日03∶35∶56.756ms時手合 108開關(guān)電流及電壓錄波圖

3 問題分析總結(jié)

通過對以上的錄波圖及動作報告分析總結(jié)出如下幾個問題：

(1)在線路116開關(guān)B相接地短路前10kV母線A相已經(jīng)發(fā)生接地。

(2)線路116開關(guān)保護(hù)出現(xiàn)單相(B相)電流是正確的，116線路保護(hù)動作是正確的。同時也證明了116線路跳閘與108線路故障無關(guān)。

(3)線路108開關(guān)保護(hù)因外破導(dǎo)致永久故障，因此AB相短路過流I段動作跳閘重合后加速跳閘。

(4)線路108開關(guān)保護(hù)因外破導(dǎo)致永久故障跳閘后，應(yīng)對108線路進(jìn)行檢查及實(shí)驗(yàn)工作后方可送電，避免近距離短路對主變沖擊影響比較大。同時建議立即對2號主變進(jìn)行油樣化驗(yàn)分析，確保主變不帶病運(yùn)行。

(5)建議近期結(jié)合檢修停電計劃對該站10kV母線進(jìn)行檢查，找出10kVII段母線A相接地原因，避免類似事故再次發(fā)生。

(6)建議立即對該站10kV母線接地自動化信號進(jìn)行檢查，找出10kVII段母線接地信號未上送調(diào)度的原因，確保自動化信號正確。