一起220kV變電站母線失電事故的原因分析

孫儀 麥立 高衛恒 梁肖

摘? 要：對電網故障處置的一般規定及母線故障處置方法做了概述，針對一起220千伏變電站220千伏母線失電事故做了分析，總結了防止母線跳閘的相關措施，并提出了相應的解決方法。

關鍵詞：母線;跳閘;失電

中圖分類號：TM773? ? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）16-0132-02

Abstract： This paper summarizes the general provisions of power network fault disposal and bus fault disposal methods， analyzes a 220kV bus power loss accident in 220kV substation， summarizes the relevant measures to prevent bus tripping， and puts forward the corresponding solutions.

Keywords： bus; trip; power failure

1 電網故障處置的一般規定

在電網發生故障時，值班調度員處置故障應根據下列原則：及時發現故障，盡速限制故障的發展，消除故障的根源，盡速解除對人身和設備安全的威脅。盡可能保持設備繼續運行，保證對用戶連續供電。盡速恢復對已停電用戶的供電，特別需先恢復發電廠的廠用電、變電站的站用電和重要用戶的保安用電。盡速調整系統運行方式，使其恢復正常。本文通過某220千伏變電站220千伏Ⅰ、Ⅱ母線因站外樹木倒伏導致故障跳閘，造成雙母線失壓，對該變電站失電事故進行分析。

2 母線故障處置的規定

發生發電廠或變電站母線故障或失去電壓，值班調度員在接到現場值班人員的匯報后處置原則：應立即了解失電母線開關是否已全部跳開或拉開。若未拉開，則應立即令其拉開失電母線所有開關，發現故障點立即采取措施隔離，并對一、二次設備及繼電保護動作情況進行詳細檢查。立即判斷故障范圍，首先處置系統失穩、解列、過負荷及對重要用戶恢復送電問題，限制故障范圍，防止事故擴大。進一步了解現場詳細情況，確定處置方案，進行恢復操作。

發電廠和多電源變電站母線故障失電的處置步驟：

（1）若母差保護動作，或母差保護未動但某一開關失靈保護動作，母線失電，現場值班人員應及時將繼電保護動作、開關跳閘及故障情況向值班調度員匯報，并對失電母線進行外部檢查。

（2）經檢查判明失電母線確有故障時，首先隔離故障母線。若雙母線中的一組故障失電，則將故障母線上的全部或部分開關倒至運行母線上（操作應采用冷倒方式，即母線閘刀先拉后合）。如系單母線方式故障失電，應盡可能先隔離故障點，恢復部分運行（分段或啟用旁路母線等），應盡速恢復與系統并列。

（3）經過檢查，若未查出母線失電原因，進行試送電時，應首先考慮用外來電源送電，可用規定的主電源開關對母線試送。用外部電源對母線試送時，需將試送線路本側方向高頻保護（或高頻閉鎖保護）改停用，若線路配置雙光纖保護，線路兩側保護正常投入，將線路送電側后備保護距離Ⅱ段時間定值調至0.5秒。如必須用本側電源試送時，試送開關必須完好，并有完備的繼電保護，主變后備保護應有足夠的靈敏度，主變后備保護應盡量降低整定值和動作時限。

3 事故現場工作情況

3.1 故障前現場運行情況

某220千伏變電站220千伏系統運行方式：220千伏Ⅰ、Ⅱ母線并列運行，#1主變4701開關、2C99開關、線2C51開關運行在Ⅰ母線，#2主變4702開關、4756開關、2C52開關、2C54開關運行在Ⅱ母線，2C98開關（原2C53開斷線路開關）未投運。該變110千伏系統運行方式：110千伏Ⅰ、Ⅱ母線分列運行，653開關（光伏上網線路）、659開關、662開關、656開關、660開關（110千伏牽引站備用線路開關）、#1主變101開關運行于Ⅰ母線;658開關、661開關、655開關、654開關、#2主變102開關運行于Ⅱ母線。該變35千伏系統運行方式：35千伏Ⅰ、Ⅱ段母分列運行，#1主變帶35千伏Ⅰ段母線負荷運行，#2主變帶35千伏 Ⅱ段母線運行。

兩座鐵路牽引站受電方式如下：220千伏甲牽引站由該變經220千伏2C51/2C52雙線供電，2C52線為主供電源，2C51線充電運行。220千伏乙牽引站分別由該變經220千伏2C54線、經220千伏2C53線供電，2C53線為主供電源，2C54線充電運行。

3.2 故障經過情況

7月12日7時43分，該變220千伏第一套、第二套母差Ⅰ、Ⅱ母線保護先后動作，跳開220千伏#1主變4701開關、#2主變4702開關、母聯4700開關、2C99開關、4756開關、2C51開關、2C52開關、2C54開關。220千伏雙母失壓;110千伏Ⅰ母線失壓，所帶負荷備投至220千伏其它變，110千伏Ⅱ母線仍然帶電;35千伏Ⅰ母線失壓，35千伏Ⅱ母線帶電運行。

該變220千伏母線失電后，省調、地調分別通知運維站檢查現場故障情況。變電運行人員趕赴現場后立即檢查保護室保護動作情況，發現220千伏兩套母差保護動作，跳開運行于220千伏Ⅰ、Ⅱ母的所有開關，初步判斷220千伏母線范圍內存在故障。隨即運行人員對220千伏一次設備逐一進行檢查，發現變電站220千伏設備區圍墻外高大白楊樹倒伏在220千伏母線端部下方地面，并壓塌柵欄式圍墻。現場檢查倒伏大樹樹葉多處有電弧灼傷痕跡，220千伏Ⅱ母線B、C相管母端頭有明顯放電痕跡，220千伏2C99間隔（2C99開關運行于220千伏Ⅰ母線，且位于220千伏設備區第一個間隔位置）C相開關與刀閘之間引線有放電痕跡，檢查其它一次、二次設備未發現異常。

設備恢復情況：8時36分，現場運行人員匯報調度，向調度值班人員說明現場故障原因，并根據調度要求對現場設備是否具備運行條件進行分析。9時12分，運行人員向省調匯報現場220千伏母線及其它設備具備運行條件。根據省調指令9時33分試送XX線2C99開關對220千伏Ⅰ母沖擊并正常，9時37分合上母聯4700開關，對220千伏Ⅱ母送電，220千伏兩條母線恢復送電。10時15分，恢復220千伏2C51/2C52雙線、2C54線運行，220千伏甲牽引站和乙牽引站恢復正常供電。10時35分，恢復220千伏該變#1主變110千伏、35千伏側電網運行方式。

4 原因分析及現場處理情況

事故發生后，通過檢查保護裝置動作情況發現，7時43分05秒，220千伏Ⅰ母差流為零;220千伏Ⅱ母A相差流為0.04安，B相差流為34.588安，C相差流為34.515安，大于母差保護動作定值（4安），跳開運行于Ⅱ母的所有開關，故障相別為B、C相;7時43分06秒，220千伏Ⅰ母A相差流為0.025安，B相差流為0.013安，C相差流為18.135安， 大于母差保護定值（4安），差動保護動作，跳開運行于Ⅰ母的所有開關，故障相別為C相。故障電流采樣計算及出口動作邏輯正確，動作行為反應為220千伏母線區內故障，初步分析故障點在220千伏母線區域。

隨后，變電運行人員對全站一次設備進行檢查。發現變電站220千伏設備區圍墻外約20m高大白楊樹倒伏在220千伏母線端部下方地面，并壓塌柵欄式圍墻，大樹樹葉多處有電弧灼傷痕跡，220千伏Ⅱ母線B、C相管母端頭、220千伏2C99間隔C相開關與刀閘之間引線有放電痕跡，其它一次、二次設備未發現異常。

綜合上述分析，對本次事故原因分析如下：7月份該地區發生持續降雨，雨水充沛，變電站圍墻外白楊樹生長速度加快，樹冠枝葉茂盛，樹根、樹干承重負荷加大。7月12日清晨，該變圍墻外一棵白楊樹受當日強對流大風天氣影響，加之白楊樹材質疏松，被大風刮斷，并倒向站內。大樹在傾倒過程中，220千伏Ⅱ母B、C相管母端頭對樹枝放電造成220千伏Ⅱ母線故障;隨后在白楊樹繼續傾倒過程中，2C99間隔C相開關與母線刀閘之間引線又對樹放電，造成Ⅰ母線故障。事故過程及現象與保護動作行為記錄相吻合。

5 暴露的問題和經驗教訓

事故暴露了如下問題：一是惡劣天氣影響日趨嚴重。隨著全球環境的不斷變化，近年來，安徽省特別是大別山區很容易出現強對流天氣，在微地形、微氣候的共同作用下，自然災害給電網設備的運行安全也帶來較為嚴重的危害。二是變電運行人員對變電站圍墻外部超高樹木發生傾倒、折斷的可能性認識不足，對樹木傾倒給變電站內部設備造成的危害認識不到位。

事故防范和整改措施：

（1）及時開展變電站圍墻周圍超高樹排查清理工作。

結合“三查三強化”安全專項活動，立即組織對35千伏及以上變電站圍墻周邊高大樹木進行一輪專項隱患排查，發現樹木超高并可能危及變電站安全運行的，立即組織人員對超高樹木進行集中清理、修剪或砍伐。

（2）落實設備主人制，明確變電站運行管理范圍。變電站圍墻周邊高大樹木納入變電運維人員例行巡視工作范圍，定期對可能危及設備安全運行的超高樹木枝葉進行清理、修剪或砍伐。

（3）加強惡劣天氣來臨前電網設備及周邊環境特巡工作，根據地理特點充分分析影響山區變電站運行的不安全因素，提前做好應對防范措施，防止電網設備事件發生。

（4）加強對變電運行人員安全技能培訓，提高對變電站圍墻外安全隱患的辨識判斷能力，提高設備及周邊環境巡視質量。

（5）優化電網網架結構，對牽引站等重要用戶盡量避免電源點來自同一變電站，將存在類似供電隱患的用戶列入規劃項目，逐步完善供電方式，提高可靠性。

（6）舉一反三，開展變電站外部環境安全隱患排查專項整治工作。排查各電壓等級變電站周邊外部隱患，集中治理變電站周邊各類施工作業、塑料大棚、易漂浮物、魚塘、揚塵等易造成變電設施外破停運的各類因素隱患，進一步提升變電站外部運行環境。

6 結束語

本文對電網故障處置的一般規定及母線故障處置方法做了概述，針對一起220千伏變電站220千伏母線失電事故做了分析，總結了防止母線跳閘的相關措施，以及處置母線故障的一般步驟，并提出了相應的解決方法。

參考文獻：

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