一起110 kV線路發展性故障導致220 kV主變保護動作的事故分析

黃 崗，鄧德茂，彭洪進，王開波，王 堃，金基偉

（貴州電網有限責任公司遵義供電局，貴州 遵義 563000）

220 kV某變電站的事故前運行方式如圖1所示。220 kV某變電站的220 kV雙母線及110 kV雙母線并列運行，110 kV某135線路運行于110 kVⅡ母，1號主變中壓側運行于110 kVⅠ母且110 kV及220 kV中性點接地，2號主變中壓側運行于110 kVⅡ母且110 kV及220 kV中性點未接地。110 kV某135線路發生發展性故障導致故障越級至220 kV主變保護，擴大了事故范圍，降低了電網的供電可靠性。本文詳細分析了故障越級原因并提出了整改建議。

圖1 110 kV某變運行方式圖

1 事件分析

1.1 110 kV某線路保護動作行為分析

2022年12月28日18:08，110 kV某135線路發生B相接地故障，故障波形如圖2所示。由波形分析可知，故障時110 kV某135線路B相電流增大，B相電壓降低，二次零序電流59 A，故障持續1106 ms后，110 kV某135線路保護裝置零序過流Ⅱ段動作、接地距離Ⅱ段動作跳開110 kV某135線路開關，4663 ms，110 kV某135線路重合閘動作，合上110 kV某135線路開關。保護動作行為正確。

重合成功后2189 ms，110 kV某135線路再次發生B相接地故障，故障波形如圖3所示。B相接地故障持續600 ms后發展為BC相間短路接地故障，BC相間短路接地故障持續約260 ms后發展為三相短路故障。110 kV某135線路由B相接地發展為三相短路故障持續時間約860 ms，其線路零序電流下降至0.67 A，小于線路零序啟動電流定值，而保護裝置型號為PCS-943N，當零序電流小于零序啟動電流定值時閉鎖接地距離Ⅱ段保護，加之接地距離Ⅱ段及零序過流Ⅱ段保護時間定值為1100 ms，故第二次故障時，線路保護裝置的接地距離Ⅱ段及零序過流Ⅱ段保護未動作。第二次故障持續約1700 ms，其相間距離Ⅱ段保護動作隔離線路故障。

圖3 110 kV某135線路第二次發生B相接地故障波形

通過以上分析可知，2次故障，線路保護裝置的保護動作行為正確。

1.2 1號主變保護裝置動作行為分析

由于110 kV某135線路第二次故障為發展性故障，先是B相接地故障持續600 ms后發展為BC相間短路接地故障，1號主變中性點接地，有零序電流流過，而2號主變中性點未接地，無零序電流流過，故只滿足1號主變中接地阻抗定值；故障持續至1400 ms時，1號主變中接地阻抗1時限動作跳110 kV母聯110斷路器。由于1號主變與110 kV某135線路運行于不同母線，當110 kV母聯110斷路器跳開后1號主變感受不到故障，保護返回。1號主變保護裝置的故障波形如圖4所示。第二次故障發展到1406 ms時的中后備保護測量阻抗如圖5所示。

圖4 1號主變保護裝置的故障波形

圖5 第二次故障發展到1406 ms時的中后備保護測量阻抗

故障轉換至相間接地短路時，滿足2號主變相間阻抗定值，但是故障持續時間約1100 ms，不滿足時間定值。

通過以上分析可知，第二次故障，1號主變的保護動作正確，2號主變保護不動作正確。

2 整改建議

通過以上分析可知，110 kV某135線路發生發展性故障時，線路保護和主變保護動作行為正確。但是故障點在110 kV線路，卻越級至220 kV主變保護，造成事故擴大。如果故障線路與中性點接地主變運行于同一母線將造成一條110 kV母線失壓，將造成更大的事故。

通過調查發現造成該情況的原因是由于當自產零序電流小于零序啟動電流定值時，南瑞繼保的線路保護裝置接地距離Ⅰ段和Ⅱ段保護被閉鎖。對比其他廠家發現：在線路上發生單相接地故障轉換成三相短路故障時，某些廠家的保護設備存在故障越級的風險。

為防止該類發展性故障導致的故障越級，造成事故擴大，建議將存在故障越級風險的線路保護裝置進行程序升級，取消零序電流閉鎖接地距離保護的邏輯；同時加快推進三端線路的光差保護配置，提高保護動作的可靠性及靈敏性。

3 結束語

本文詳細分析了110 kV線路先發生單相接地故障，后轉換為兩相短路接地故障，最后發展為三相短路故障時線路保護動作行為及主變保護動作行為，以及導致220 kV主變保護動作的原因，并提出了整改建議。整改建議有效地解決了該發展性故障下造成的故障越級及事故擴大，提高了電網的供電可靠性。