一起110kV智能化變電站送電過程中的跳閘事故分析

福建省送變電工程有限公司 盛 明

一起110kV智能化變電站送電過程中的跳閘事故分析

福建省送變電工程有限公司 盛 明

文章介紹了在一起關于110kV智能化變電站啟動送電過程中，110kV備投保護不成功后的運行誤操作導致了110kV線路避雷器氣室擊穿防爆膜爆裂，造成主變高后備保護動作跳閘。對事故原因進行了分析，同時提出了運行操作上存在的一些問題以及處理意見。

避雷器；擊穿；保護動作；倒送電

1.工程概括

110kV XX智能化變電站，本期含兩臺主變，110kV兩條進線（春江Ⅰ回111、春江Ⅱ回112），三段母線分別設置兩個內橋（100、190），擴大內橋運行方式；10kV三段母線，#1主變單分支（901），#2主變雙分支（992、994），#1、#2主變間設置1個母聯分段開關（900）。主變高壓側均無斷路器，采用110kV進線開關作為主變的高壓側開關。

2.事故描述

2016年7月，110kV XX智能化變電站啟動送電。04:00，啟動送電進線至備投試驗階段，在成功完成第一種備投方式試驗后進行第二種方式下的備投試驗時，110kV備投沒有成功（備投未動作），10kV備投正確動作，試驗成功。04:15，經過現場調試人員分析后要求重新恢復到試驗前狀態再試驗一遍，運行人員向地調申請后，調度要求現場運行人員自行恢復。此時，#2主變低一分支992開關在分位，10kV母聯分段900開關在合位， 110kV側內橋二190開關、進行二112開關均在合位，對側變電站春江Ⅱ回斷路器在分位。04:27，運行人員自行恢復運行狀態時將992開關遙控合閘，04:28監控報#2主變保護動作跳閘，190、992開關由合變分，110kV春江Ⅱ回112線路避雷器氣室氣壓低報警，同時110kV GIS室伴隨劇烈異響。GIS室全部被白色氣體籠罩，有明顯的臭雞蛋氣味。主變保護裝置顯示：“跳閘”，自產零序電壓41.35V。待GIS室氣體回收并充分通風30分鐘后進入現場，初步檢查發現：110kV春江Ⅱ回112線路避雷器防爆膜爆裂，A、C相避雷器監測儀均動作一次，B相監測器全部發黑。

3.故障原因分析

3.1對110kV備投未動作的原因分析

在進行110kV備投試驗第一種方式時，根據本站備投保護邏輯，110kV的備投情況為：備投動作應跳開內橋一100開關，合內橋二190開關；10kV的備投情況為：備投動作應跳開901開關，合900開關。實際動作情況正確。在進行第二次備投試驗時，即對側變電站110kV春江Ⅱ回開關斷開后，根據本站備投保護邏輯，110kV的備投情況為：備投動作應跳開進線二112開關，同時聯跳內橋二190開關，合內橋一100開關；10kV的備投情況為：備投動作應跳開992開關，合900開關。然而110kV備投沒有動作，10kV備投正確動作。經查發現110kV備投保護裝置未充電。因為在此種方式下，110kV備投保護裝置充電條件需要判190開關的合位（HWJ）以及合后位（KKJ），然后190開關是前一次備投試驗時備投保護動作合上去的，190智能終端只將HWJ發送到備投裝置，而KKJ并不會閉合，備投保護在未接收到智能終端的KKJ開入的情況下不會充電，故而備投保護不會動作。需要人工對位，即在進線一次手合或遙合190開關，使190開關智能終端操作箱KKJ閉合。

3.2對#2主變保護動作的原因分析

運行人員自行恢復運行狀態時，#1主變尚處于運行狀態，在#2主變110kV側開關、110kV進線開關以及10kV母聯分段開關均在合位，均未斷開的情況下，遙控合上992開關時，形成了#2主變通過#1主變通過10kV側開關對其倒送電至110kV開關、110kVⅡ、Ⅲ段母線以及110kV春江Ⅱ回整條線路。110kV春江Ⅱ回、110kV春江Ⅰ回兩條線路均采用全程高壓電纜，線路全長約7.6KM，線路較長，容性阻抗很大，根據主變保護動作報文顯示，A相二次故障電流0.08A，B相3.27A，C相3.16A，CT變比為1200/5，折算成一次電流分別為19.2A，784.8A，758.4A。#2主變保護定值單中“高復流Ⅱ段1時限”整定為2.1A，2.2s。達到#2主變高后備保護動作條件，故而造成#2主變“高復流Ⅱ段1時限” 正確動作跳閘，跳開190、992開關（見圖1）。

圖1　

3.3對線路避雷器氣室擊穿的原因分析

事故發生后，現場查看，未發生事故的110kV春江Ⅰ回避雷器監測儀放電次數是5次，而發生事故的110kV春江Ⅱ回線路避雷器監測儀放電次數是6次，顯然發生事故的避雷器多經歷了一次內部過電壓。考慮到避雷器下方的連接盆子為不通的死盆子，且其他相鄰氣室表壓沒有任何變化，判斷僅為避雷器氣室發生了內部擊穿，很可能是B、C相間擊穿或B、C相同時對地擊穿。現場能看到的只有B相檢測儀全部變黑。監測儀發生擊穿的可能性只有一個，就是內部的電阻片全部擊穿，導致內部電流經導線傳導至監測儀。通過#2主變保護裝置報文顯示，故障發生時高壓側自產零序電壓UH0=41.35V，說明當時的線路母線電壓嚴重不平衡且其中某一相或兩相幅值相當高，避雷器一定是經歷了一次無法承受的過電壓。根據國網招標技術參數中對避雷器應能承受的工頻暫態過電壓的幅值及持續時間明確要求：1.2Ur、0.1s；1.15Ur、1s；1.1Ur、10s（查閱避雷器出廠試驗報告以及現場交接試驗報告相關數據均滿足要求）。因變電站未設計故障錄波裝置，無法直接調取波形圖確認事故發生時的線路電壓。后通過故障信息系統裝置中調取故障時的文件進行解析形成波形圖，發現故障時的二次電壓有效值達到80V左右，而峰值超過了150V。嚴重超出避雷器能夠承受的電壓，故而造成避雷器內部擊穿，防爆膜爆裂，導致事故跳閘（見圖2）。