110 kV線路故障引起跳閘分析

王沁洋

(國網江蘇省電力有限公司海安市供電分公司，江蘇 南通 226600)

1 事故概況

1.1 故障前的運行方式

故障前，220 kV A 變電站經AB 線向110 kV B 變電站110 kVI母供電，110 kV B 變電站經BC線向110 kV C 變電站110 kVI母供電。B 變電站110 kV 1 號主變運行于110 kVI母，變壓器35 kV側運行于35 kVI母，連接35 kV 電廠D。

系統一次聯結如圖1 所示。

圖1 系統一次聯結

1.2 動作報告

220 kV A 變電站110 kV AB 線發生C 相永久性接地故障，AB 線光差保護動作跳A 變電站側AB 開關，重合閘成功。110 kV B 變電站側BA 線開關為線路受電側開關，在正常運行時保護功能啟用，但跳自身跳閘出口壓板退出，BA 開關光差保護動作，本側開關未跳。110 kV B 變電站，1 號主變高后備間隙過壓保護動作，跳開1 號主變三側701，301，101 開關。110 kV C 變電站，1 號主變高后備間隙過壓保護動作，跳1 號主變兩側701，301，101 開關。

2 事故分析

該線路保護使用光纖分相縱差成套保護裝置，其中差動元件的突變量電力比率差動判據為：

式中，為“突變量比率門檻值”，動作值分別是保護安裝處、a 通道、b 通道對側三側的電流突變量。兩個判據同時滿足時，差動元件才可以觸發。該裝置有兩個光纖通道，即A 通道與B 通道，兩個通道完全獨立，分別與其他側的裝置進行通信互聯，并分別受“a 通道投入”“b通道投入”的功能軟壓板控制。根據需要，該保護是兩端差動，“a 通道投入”和“b 通道投入”只投入其中一個，兩個功能不同時使用，不影響計算邏輯，只是可將退出的通道的交流量記為“0”并參與計算。

因為故障點在該線路上，此時線路兩端故障電流都流向區內故障點。線路電流互感器測量的故障電流遠大于啟動值，且線路兩端電流互感器極性相反，測量電流的方向也均為正方向，代入以上突變量電力比率差動判據，公式(1)、(2)恒成立，滿足動作條件。該線路保護動作邏輯正確。

(2) 根據《國家電網公司輸配電工程典型設計110 kV 二次部分》規程要求，每回110 kV 線路的電源側變電站一般宜配置一套線路保護裝置，線路受電側變電站可以不配。由于B 變電站屬于該線路受電側變電站，110 kV 出線AB 線受電側線路開關雖然配置了線路保護裝置，按照設計規程要求和整定原則，線路受電側開關保護本身跳閘出口壓板正常為退出狀態，所以110 kV 出線AB 線受電側開關在線路故障時保護動作，但開關并未跳開。因此造成35 kV 電廠D 經B 變電站1 號主變由35 kV 側向110 kV 側I母倒送電，再通過110 kV出線AB 線向故障點倒送電(見圖2)。

圖2 小電源系統反送電的電流流向

(3) 對110 kV 1 號主變的中性點進行分析，其中性點間隙電壓為電壓互感器二次側，的相量和，即：

大電流接地系統為中性點直接接地系統。在這種接地方式下，當發生C 相單相接地的情況時，中性點不會偏移，則保持原有大小、方向不變，為0，代入公式得：測

但在本次事故中，這一段的110 kV 電力系統沒有中性點接地，則中性點發生了偏移。因此：

你消費者不是討厭商家挺著胸膛直著脖子扯著嗓子，大夸特夸自家所賣物品如何物美價廉超值享受嘛，好，聽“上帝”的，咱不那樣做，咱改弦更轍另辟蹊徑，把昔日的自夸，轉型、改版，升級為讓顧客給產品找不足，指缺點，挑毛病。只要你“不足”找得對，“缺點”指得準，“毛病”挑得好，我們就感謝，就給予一定物質獎勵。有的還從“挑刺兒”者中選出有代表性的人物，披紅戴花，頒發證書，聘你為本廠本公司本商貿集團本行業的“產品質量社會監督員”。實踐證明，這招兒很奏效：敢于“懸賞捉劣”，已經證明其商品過硬了，再加上對優秀“挑刺兒”“挑錯”者的物質獎勵和精神犒賞，雙管齊下，廣大消費者自然就會對該商品另眼相看，信任有加。

和的幅值擴大至原來的倍，由原來的相電壓變為線電壓，夾角為60°，和相加后，測得的電壓值為原先相電壓幅值的3倍，即300 V。

根據DL/T 5222—2005《導體和電器選擇設計技術規定》，變壓器的選擇應按照三相短路接地時的短路電流為標準，所以系統中單相接地故障電流要小于等于三相短路接地故障電流，即：

一般認為Z1=Z2，則得出Z1=Z2 ≤Z0/3取Z0=3Z1=3Z2， 當 單 相 接 地 故 障 時，U0=0.6Ux=60 V，則3U0=180 V。由此可見，間隙電壓保護整定的啟動值遠小于單相接地短路故障引起的開口三角電壓測量值。

查看現場高后備保護裝置后發現，B 變電站1號主變零序過壓第I時限的控制字設置為退出，故造成間隙零序過壓第I時限0.3 s 時未動作，35 kV電廠BD 線切除失敗，且此時AB 線C 相接地故障一直存在，形成一個局部110 kV 不接地系統的一個接地故障；故在110 kV B 變電站1 號主變中性點產生零序過電壓，110 kV B 變電站經BC 線向110 kV C 變電站110 kVI母供電，與110 kV C 變電站1 號主變并列運行。因此經0.6 s 延時后，造成110 kV B 變電站1 號主變間隙過壓保護動作跳1 號主變三側701，301，101 開關，以及110 kV C變電站1 號主變A，B 套保護間隙過壓動作跳1 號主變兩側701，301，101 開關，造成了兩個變電站內分別有一個主變停運的事故。

3 暴露問題

事故發生后輸電運檢人員通過查找發現，這是一起由輸電線路鳥糞引起的線路永久性故障事件。引起事故的直接原因是定值單中聯跳小電源功能未正確投入，導致小電源反送電至永久性故障，從而引起主變中性點后備保護跳主變各側。從技術邏輯上來看，各保護裝置動作邏輯都按照其下裝的定值動作正確，這暴露了以下幾個問題。

(1) 小電源未及時聯跳。當前切除B 變電站35 kV 小電源D 處理方法是由主變后備間隙保護動作切除，但先要小電源反送電至故障點，形成中性點過電壓擊穿間隙后，才能切除小電源，對變壓器間隙絕緣能力有一定影響。

(2) 相關定值整定及審核人員責任心不強、把關不到位，試驗用定值單與投運用定值單使用同一定值單號，在工作現場造成混淆。

(3) 繼電保護整定失誤，驗收時誤用試驗用定值單。

(4) 現場整定人員沒有能力判斷定值單的準確性，未提出疑問。

4 改進對策

針對上述問題，提出了相應的改進對策，并進行及時整改。

(1) 在受電側線路保護中增設聯跳小電源出口壓板。在故障發生后的受電側線路保護動作后，直接聯跳受電側變電站內的小電源，避免小電源反送電的發生。

(2) 加強繼電保護專職技能、責任心的培養。在繼保整定的工作中，就應該綜合考量該區域的電網結構、整定原則和上下級配合等情況，尤其注意系統中存在小電源系統時，更是要從極端事故情況下考慮小電源的聯跳情況。定值單編制完成后，要經過專業人士把關審核，層層簽字批準，責任落實后才可以下達。在下達定值單時，要完全區分試驗用定值單與投運用定值單，過期作廢的定值單要及時提醒回收銷毀，從源頭保證現場使用的為最新定值單。

(3) 優化現場定值單慣例流程。驗收過程時，現場驗收人員應使用投運用定值單進行驗收，這樣才能模擬保護裝置投運后的正常運行狀態下應對各類故障的動作邏輯，而不是忽略運行狀態僅驗證該裝置功能的完好性。現場應保證作業環境的整潔和定值單交接工作有序進行，不能拿錯定值單。

(4) 加強現場作業人員技能培訓。對變電運行和二次檢修人員不僅要求完成下裝定值工作流程，各類聯跳回路也應該熟練掌握，對定值單內的整定內容要有了解，如有疑問，應暫停整定工作，及時向上級溝通反饋，確認無誤后再繼續完成整定工作。

5 結束語

繼電保護是電網安全平穩運行的“防護墻”，因此繼電保護的運維工作顯得尤其重要，每一個環節應該環環相扣，但現實工作中仍然有很多隱患，比如人員責任心不強、作業次序安排不當、作業人員的素質不高等，在大型工作中還會出現工作交接混亂、工作敷衍了事的情況。因此，需要從每一次經驗教訓中，不斷優化工作管理流程，提高人員技能水平和責任心，用秩序去約束制衡這些現象，這樣才能確保電網安全穩定運行。