一起110 kV同塔雙回線因風(fēng)舞導(dǎo)致跳閘的案例分析

馬小軍，邵永浩

(國網(wǎng)寧夏電力有限公司檢修公司，寧夏 銀川 750011)

0 引 言

近年來，隨著電網(wǎng)建設(shè)的快速推進(jìn)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)也越來越復(fù)雜，不同電壓等級輸電線路的跨越現(xiàn)象日趨嚴(yán)重。當(dāng)出現(xiàn)大風(fēng)、冰雪等惡劣天氣時，線路會因風(fēng)或覆冰舞動，此時跨越線路之間的垂直距離可能不夠，易導(dǎo)致不同電壓等級之間的跨越線路相互放電，造成多條線路之間的短路故障，最終跳閘，影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行[1]。下面以一起110 kV同塔雙回線因風(fēng)舞導(dǎo)致跳閘的事故為例，進(jìn)行分析，并提出一定的建議和應(yīng)對措施。

1 故障前運(yùn)行方式

330 kV A站：110 kV a線122斷路器運(yùn)行于110 kV Ⅱ B母，110 kV b線121斷路器運(yùn)行于110 kV ⅠB母，110 kV母線并列運(yùn)行。

110 kV B站：110 kV a線111斷路器運(yùn)行于 110 kV Ⅰ 母，110 kV b線121斷路器運(yùn)行于110 kVⅡ母，母聯(lián)斷路器100熱備用，110 kV母線分列運(yùn)行。

110 kV C站：110 kV a線帶全站負(fù)荷，35 kV d線、 e線運(yùn)行于35 kVⅡ母，35 kV 母線并列運(yùn)行，35 kV消弧線圈運(yùn)行于1號主變壓器。

系統(tǒng)運(yùn)行方式如圖1所示。

圖1 故障前系統(tǒng)運(yùn)行方式

2 跳閘事故原始信息

2.1 A站跳閘事故原始信息

某日06:57:26:214，A站110 kV b線16 ms差動保護(hù)動作，1082 ms 重合閘動作，重合于故障，1178 ms 差動保護(hù)動作，1200 ms距離加速動作，跳開b線121斷路器，故障測距28.55 km。

在06:57:26:225，110 kV a線9 ms差動保護(hù)動作，1074 ms 重合閘動作，重合于故障，1166 ms 差動保護(hù)再次動作，1189 ms 距離加速保護(hù)動作，跳開a線122斷路器，故障測距21.12 km。

2.2 B站跳閘事故原始信息

同日06：57：26：221，110 kV b線5 ms差動保護(hù)動作，1005 ms重合閘動作并重合成功，故障測距7.45 km。

在06：57：26：231，110 kV a線7 ms差動保護(hù)動作，35 ms距離Ⅰ段保護(hù)動作，1047 ms重合閘動作并重合成功，故障測距13.82 km。

2.3 現(xiàn)場調(diào)查及分析

保護(hù)人員接到命令后趕往現(xiàn)場進(jìn)行事故處理，到達(dá)現(xiàn)場后對保護(hù)動作信息進(jìn)行調(diào)取分析[2-3]。

1)查看330 kV A站110 kV b線保護(hù)裝置故障錄波(如圖2)，發(fā)現(xiàn)故障時A、C相電壓有不同程度降低，A相接地，故障電流如表1所示。

圖2 330 kV A站b線保護(hù)裝置故障錄波

2)查看110 kV B站110 kV b線保護(hù)裝置故障錄波(如圖3)，發(fā)現(xiàn)故障時A、C相電壓有不同程度降低，由于B站側(cè)為負(fù)荷側(cè)，且110 kV 2號主變壓器中性點(diǎn)未接地，故無電流流過。

圖3 110 kV B變電站b線保護(hù)裝置故障錄波

3)查看110 kV B站110 kV a線保護(hù)裝置故障錄波(如圖4)，發(fā)現(xiàn)故障時A、C相電壓有不同程度降低，因110 kV 1號主變壓器中性點(diǎn)直接接地，因此出現(xiàn)穿越性電流[4]。

圖4 110 kV B站a線保護(hù)裝置故障錄波

4)查看330 kV A站110 kV a線保護(hù)裝置故障錄波(如圖5)，發(fā)現(xiàn)故障時 A、C 相電壓有不同程度降低，C相接地，故障電流如表2所示。

圖5 330 kV A站a線保護(hù)裝置故障錄波

表2 330 kV A站a線故障電流

5)通過查看330 kV A站故障器錄波報告(如圖6)可知，a線與b線A、C相電流等大反相，且故障發(fā)生與切除時間相同，因此判斷a線122、b線121發(fā)生跨線C、A相間短路接地故障。

圖6 330 kV A站110 kV 故障錄波

6)通過查看C站保護(hù)動作信息，發(fā)現(xiàn)該日06:57:26時110 kV C站d線322保護(hù)過流Ⅰ段動作，調(diào)取d線故障錄波(如圖7)，故障電流如表3所示。

圖7 110 kV C站d線保護(hù)裝置錄波

表3 110 kV C站d線故障電流

7)由圖7和表3發(fā)現(xiàn)，故障時B、C相電壓均降低，但只有C相有故障電流，為C相接地故障。通過進(jìn)一步對d線檢查發(fā)現(xiàn)，35 kV d線C相避雷器擊穿。

由于35 kV系統(tǒng)屬于不接地系統(tǒng)，單相接地時保護(hù)不能跳閘，故還有其他接地點(diǎn)造成d線保護(hù)裝置動作。

8)調(diào)取C站1號主變壓器中后備保護(hù)裝置故障錄波，如圖8所示，發(fā)現(xiàn)故障時為BC相間短路故障，故另一接地點(diǎn)存在于B相，故障電流如表4所示。

圖8 C站 1號主變壓器中后備保護(hù)裝置錄波

表4 110 kV C站1號主變壓器中后備故障電流

9)調(diào)取C站2號主變壓器中后備保護(hù)裝置故障錄波，如圖9所示，發(fā)現(xiàn)故障時為BC相間短路故障，進(jìn)一步證實(shí)另一接地點(diǎn)存在于B相，故障電流如表5所示。

圖9 C站 2號主變壓器中后備保護(hù)裝置錄波

表5 110 kV C站2號主變壓器中后備故障電流

由C站1號主變壓器、2號主變壓器中后備保護(hù)裝置故障錄波可知，故障時B相故障電流一次值約為2 037.52 A，C相故障電流一次值約為1 982.24 A，故障電流如表6所示，達(dá)到d線保護(hù)過流Ⅰ段保護(hù)定值一次值(1300 A，0.05 s)，未達(dá)到e線保護(hù)過流Ⅰ段保護(hù)定值一次值(2300 A，0.05 s)，所以C站d線保護(hù)動作、e線保護(hù)不動作行為正確。

整個事故經(jīng)過先后時間順序的坐標(biāo)圖如圖10所示。

圖10 事故經(jīng)過時間軸

3 故障過程與保護(hù)動作行為分析

對本次多條線路故障及保護(hù)動作過程分析如下：

1)根據(jù)氣象預(yù)警與現(xiàn)場工作人員的描述得知，短路時該地區(qū)存在10級西北風(fēng)，據(jù)此環(huán)境條件和故障濾波的動作順序以及現(xiàn)場事故檢查結(jié)果，可以推測、分析出整個事故的經(jīng)過：大風(fēng)造成e線大幅度擺動，首先擺向110 kV b線96號桿塔，由于桿塔弧垂較高，未造成短路，當(dāng)e線擺至95號桿塔方向時，造成110 kV b線、e線相互放電，并且e線距離b線較近，對在故障初期前10 ms，110 kV b線A相與35 kV e線B相短路，造成b線A相接地后，故障發(fā)展為110 kV a線C相與e線B相短路，最終造成b線A相、a線C相經(jīng)e線B相跨線接地短路，現(xiàn)場a線、b線、e線線路布置如圖11所示。

圖11 a、b、e線放電示意圖

2)故障持續(xù)3個周波，此時，b線、a線兩側(cè)保護(hù)裝置光差保護(hù)動作，切除故障，因?qū)蓷l線而言均為單相故障，斷路器經(jīng)重合閘延時重合(重合閘整定為單相重合閘方式)。B站側(cè)111、121斷路器重合閘延時較A站側(cè)122、121斷路器短，故B站側(cè)斷路器重合后無故障電流，重合成功；而A站側(cè)122、121斷路器合閘時b線C相、a線A相與e線B相依然短路，故重合閘失敗，跳開b線、a線斷路器，切除故障。

3)e線B相與a線C相、b線A相短路，加之d線C相線路避雷器被擊穿，造成兩相短路，故d線保護(hù)動作，切除故障。

4 整改及建議

1)加強(qiáng)線路運(yùn)維管理，核實(shí)35 kV e線與 110 kV a線、b線線路交跨距離。另外在線路設(shè)計(jì)階段也應(yīng)充分考慮或適當(dāng)增大線路的交跨距離。

2)加強(qiáng)保護(hù)人員技術(shù)培訓(xùn)，提高對電網(wǎng)故障分析處理能力，尤其對于涉及多條線路、多個變電站的復(fù)雜故障，應(yīng)優(yōu)先從分析故障錄波圖入手。

3)設(shè)備跳閘后應(yīng)對相應(yīng)的避雷器進(jìn)行特殊巡視、測溫或試驗(yàn)，及早排除較隱蔽的故障點(diǎn)。

4)加強(qiáng)電網(wǎng)復(fù)雜故障的事故預(yù)想與事故演習(xí)，增強(qiáng)工作人員在復(fù)雜事故發(fā)生時的應(yīng)變能力。

5 結(jié) 語

上面通過對一起110 kV同塔雙回線因風(fēng)舞導(dǎo)致永久性故障的線路跳閘事故，從故障現(xiàn)象、錄波信息、保護(hù)行為等方面進(jìn)行分析，并對運(yùn)維管理、技術(shù)培訓(xùn)、事故預(yù)想等方面提出了幾點(diǎn)建議，以提高運(yùn)維、保護(hù)人員的事故處理效率。