一起跨電壓等級故障分析

蘇玉忠

（國網(wǎng)寧夏電力有限公司固原供電公司，寧夏 固原 756000）

0 引 言

某地發(fā)生330 kV甲變電站中一條110 kV某風(fēng)電線與110 kV乙變電站中1號主變同時跳閘事件，通過對兩變電站中的保護(hù)裝置跳閘信息及故障錄波數(shù)據(jù)調(diào)取分析，得出這是一起35 kV線路與110 kV線路跨越處短路且站內(nèi)開關(guān)設(shè)備受損的復(fù)雜電網(wǎng)故障。

1 故障前運(yùn)行方式

330 k V甲變電站：110 kV母線并列運(yùn)行，116某風(fēng)電線運(yùn)行于110 kVⅡ母。

110 kV乙變電站：110 kV母線分列運(yùn)行，111甲乙線帶全站負(fù)荷，共1臺主變，35 kV采用單母線接線，311某泵站線、312某光伏線及35 kVⅠ母電壓互感器間隔運(yùn)行35 kVⅠ母。

2 故障跳閘信息及分析

2.1 故障跳閘信息

XX年4月2日17 ：32，312某光伏線差動、過流Ⅰ段保護(hù)動作，跳開312斷路器；311某泵站線差動保護(hù)動作，跳開311斷路器；1號主變中后備過流V段保護(hù)動作，跳開1號主變301斷路器。

XX年4月2日17時32分，110 kV某風(fēng)電線差動、距離Ⅰ段、零序過流Ⅰ段保護(hù)動作，跳開116斷路器。

2.2 故障分析

（1）查看35 kV某光伏線312保護(hù)裝置故障錄波，發(fā)現(xiàn)故障時先發(fā)生AB相間短路，后轉(zhuǎn)換為B相接地故障，故障電流3 340 A，同時A相電壓也有所降低，由此可以證明A相還存在接地點(diǎn)。

（2）查看35 kV某泵站線311保護(hù)裝置故障錄波，發(fā)現(xiàn)故障時發(fā)生A相接地故障，故障電流4 000 A，同時B相電壓有所降低。由此可以得出乙變電站35 kV系統(tǒng)發(fā)生311某泵站線A相、312某光伏線間B相異名相相間短路接地故障。

（3）查看1號主變中后備保護(hù)裝置故障錄波，發(fā)現(xiàn)故障時先發(fā)生AB相間短路故障，后發(fā)展為ABC三相短路故障，故障電流4 600 A。

（4）對110 kV乙變電站35 kV某泵站線311、某光伏線312、母聯(lián)300I隔離手車、301開關(guān)柜外觀進(jìn)行檢查，無異常。打開35 kV母線電壓互感器柜前柜門，有明顯放電燒損痕跡，拉出手車隔離開關(guān)后發(fā)現(xiàn)35 kV I母避雷器A、B 相炸裂，如圖1所示。

圖1 35 kV母線電壓互感器手車柜損傷情況現(xiàn)場圖

（5）查看110 kV某風(fēng)電線116保護(hù)裝置故障錄波，發(fā)現(xiàn)故障時發(fā)生A相接地故障，故障電流3 340 A。通過查看330 kV甲變電站110 kV故障器錄波報告可知，某風(fēng)電線發(fā)生A相接地故障，跳開116斷路器。

（6）對311某泵站線、312某光伏線保護(hù)動作行為分析如下。

由311某泵站線、312某光伏線保護(hù)裝置故障錄波圖可知，某泵站線311發(fā)生A相接地、某光伏線312發(fā)生B相接地，造成乙變電站35 kV異名相相間短路，311某泵站線差動保護(hù)動作，跳開311斷路器；312某光伏線差動、過流Ⅰ段保護(hù)動作，跳開312斷路器，保護(hù)動作行為正確[1]。

經(jīng)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)311某泵站線A相避雷器擊穿，312某光伏線B相與某風(fēng)電線A相交跨處有放電痕跡，如圖2、圖3所示。

圖2 311某泵站線1號塔A相避雷器擊穿現(xiàn)場圖

圖3 某光伏線與某風(fēng)電線交跨處有放電痕跡

（7）對1號主變中后備保護(hù)動作分析如下。

經(jīng)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)110 kV乙變電站35 kV母線AB相避雷器炸裂，乙變電站35 kV母線先發(fā)生AB相間短路，107 ms后發(fā)展為ABC三相短路，1號主變中后備保護(hù)過流V段保護(hù)動作，跳開1號主變301斷路器，保護(hù)動作行為正確。

（8）對本次故障綜合分析如下：通過調(diào)取330 kV甲變電站主變故障錄波器波形，330 kV甲變電站1、2號主變中壓側(cè)有零序電流流過，結(jié)合312某光伏線、311某泵站線、116某風(fēng)電線故障錄波可知，312某光伏線B相與116某風(fēng)電線A相短路導(dǎo)致312某光伏線A相避雷器擊穿，312某光伏線發(fā)生AB相間短路故障，因312某光伏線A相避雷器計(jì)數(shù)器接地虛接，故此時AB相間短路電流為452 A[2]。10 ms后，311某泵站線1號塔A相避雷器擊穿，乙變電站35 kV系統(tǒng)通過311某泵站線A相接地點(diǎn)—某光伏線B相與某風(fēng)電線A相短路點(diǎn)—甲變電站110 kV系統(tǒng)中性點(diǎn)形成異名相短路故障，故障電流為3 400 A[3]。乙變電站某光伏線、某泵站線保護(hù)動作跳開311、312斷路器。同時甲變電站116某風(fēng)電線通過某光伏線B相與某風(fēng)電線A相短路點(diǎn)—311某泵站線A相接地點(diǎn)發(fā)生A相接地故障，甲變電站116某風(fēng)電線保護(hù)動作跳開116斷路器，切除故障。

查看乙變電站1號主變中后備保護(hù)裝置故障錄波圖，在某光伏線B相與某風(fēng)電線A相短路時，乙變電站35 kV母線電壓升高（最高電壓42.5 kV），導(dǎo)致母線避雷器損傷，在乙變電站311斷路器、312斷路器、甲變電站116斷路器跳閘11 ms后乙變電站35 kV母線避雷器炸裂，形成AB相間短路，并在113 ms后發(fā)展為ABC三相短路，持續(xù)666 ms。1號主變中后備保護(hù)動作跳開301斷路器，切除故障。

通過調(diào)取330 kV甲變電站110 kV線路故障錄波器錄波圖，乙變電站電源甲乙線與某風(fēng)電線電流同時突變，116某風(fēng)電線反映為A相接地故障，111甲乙線A相電流反應(yīng)35 kV某泵站線A相電流，B相電流反應(yīng)35 kV某光伏線B相電流，故障切除11 ms后111甲乙線電流反映為乙變電站35 kV系統(tǒng)AB相間故障后發(fā)展為ABC三相故障，故障發(fā)展過程及時序如圖4所示[4]。

圖4 故障過程時序圖

綜上所述，本次故障為35 kV某光伏線B相與110 kV某風(fēng)電線A相短路導(dǎo)致35 kV某泵站線A相避雷器擊穿接地所致。

3 結(jié) 論

以上故障相別及故障過程分析，對現(xiàn)場運(yùn)維人員的故障點(diǎn)查找提供了很大幫助。對今后的設(shè)備運(yùn)維及不同電壓等級線路交跨距離設(shè)計(jì)方面提出了意見，為電力系統(tǒng)復(fù)雜故障分析提供了新的方法。