一起變電所全停事故的探討

邱兆建

阜寧縣供電公司，江蘇 鹽城 224400

0 引言

備自投裝置是保證正常供電，但在變電站備自投裝置正確動(dòng)作，導(dǎo)致整個(gè)電力系統(tǒng)停電，也造成對(duì)故障點(diǎn)的反復(fù)沖擊。針對(duì)這種現(xiàn)象，聯(lián)系網(wǎng)站的運(yùn)作方式，我把所有的解決方案，并詳細(xì)分析。該地區(qū)的這一操作模式，我們可以舉一反三，落實(shí)相關(guān)措施，避免類(lèi)似事故的發(fā)生。

事故案例：2010年9月23日，某變點(diǎn)所在110kV的II段母線壓變避雷器上因?yàn)槔讚舭l(fā)生了永久性故障，由于進(jìn)線開(kāi)關(guān)和自動(dòng)切換裝置的正常工作，造成故障點(diǎn)四次沖擊，并擴(kuò)大停電，造成灣頭的變電站停電事故。

1 現(xiàn)場(chǎng)情況

1.1 運(yùn)方說(shuō)明

該變電所當(dāng)時(shí)的運(yùn)行方式為兩條進(jìn)線分別供兩變電所，一內(nèi)橋的典型的內(nèi)橋接線方式，主供線路分別為：由777開(kāi)關(guān)和779開(kāi)關(guān)。

1LH、2LH為備自投裝置的電流回路接入位置，3LH、4LH分別為1號(hào)主變、2號(hào)主變差動(dòng)裝置高壓側(cè)電流回路接入位置。5LH、6LH分別為1號(hào)主變、2號(hào)主變差動(dòng)裝置低壓側(cè)電流回路接入位置。顯而易見(jiàn)，該主變保護(hù)接線采用的是小差接線方式。

該變電所全停事故前的運(yùn)方是，變電所由2條進(jìn)線分別供電，110kVⅠ、Ⅱ段母線分列運(yùn)行，110kV分段710開(kāi)關(guān)、10kV分段110開(kāi)關(guān)處于熱備用狀態(tài)，同時(shí)，110kV備自投投入運(yùn)行，滿足橋自投充電邏輯，充電狀態(tài)良好。

1.2 相關(guān)裝置定值

1）110kV側(cè)：（1）備自投裝置相關(guān)定值：3.5s跳故障開(kāi)關(guān)，4.5s合備用開(kāi)關(guān)（裝置型號(hào)為：RCS-9652II）；（2）110kV分段710開(kāi)關(guān)裝置相關(guān)定值：未投短充和長(zhǎng)充保護(hù)（裝置型號(hào)為：RCS-9631AII）；

2）777開(kāi)關(guān)電源廣陵變側(cè)相關(guān)定值：距離、零序I段時(shí)間0s；重合閘時(shí)間1.5s；

3）779開(kāi)關(guān)橫溝變側(cè)相關(guān)定值：距離、零序I段時(shí)間0s；重合閘時(shí)間1.5s。

1.3 故障情況和動(dòng)作過(guò)程

故障地點(diǎn)：110kVⅡ段母線壓變避雷器，為雷擊故障擊穿。

動(dòng)作1：由于本所采用小差方式，故障范圍不在主變差動(dòng)范圍內(nèi)，首先由779開(kāi)關(guān)（電源側(cè)），距離Ⅰ段保護(hù)、零序Ⅰ段保護(hù)動(dòng)作，動(dòng)作時(shí)間為25（ms）。此故障可以確定為永久性的故障，1.558（s）重合不成，1.607（s）動(dòng)作，線路再次失電。

動(dòng)作2：故障切除后，進(jìn)線779無(wú)壓無(wú)流，無(wú)閉鎖相關(guān)條件，同時(shí)，進(jìn)線777有壓，滿足了備自投的相關(guān)動(dòng)作條件，備自投可靠地動(dòng)作，3.5（s）后跳779開(kāi)關(guān)，4.5（s）合母聯(lián)710開(kāi)關(guān)。

動(dòng)作3：由于710開(kāi)關(guān)合上，故障仍然存在，同時(shí)710開(kāi)關(guān)并未投入短充保護(hù)。此時(shí)，一條線路供兩變電所的運(yùn)行方式，造成對(duì)線路的故障點(diǎn)重復(fù)沖擊， 777開(kāi)關(guān)動(dòng)作，27（ms）跳開(kāi)777開(kāi)關(guān)，因?yàn)榇_定了永久性的故障，777重合不成，再跳，線路再次失電，造成全變電所的失電。

2 現(xiàn)場(chǎng)情況分析

事故發(fā)生后，由于故障定位在所在母線上，不是在差動(dòng)保護(hù)范圍，同時(shí)備自投裝置動(dòng)作，造成多個(gè)故障點(diǎn)的反復(fù)沖擊，使該站失去電源，擴(kuò)大了故障范圍。

從動(dòng)作的過(guò)程中進(jìn)行如下的具體分析，事故主要方面原因有3點(diǎn)：1）電流回路安裝接線位置覆蓋不夠全面，這也是小差保護(hù)的不足，造成了差動(dòng)保護(hù)存在死區(qū)。不僅是針對(duì)這次的故障點(diǎn)，110kV母線均不在覆蓋范圍。同時(shí)，由于110kV線路考慮動(dòng)作靈敏度，根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行規(guī)程方面的要求，保護(hù)Ⅰ段的保護(hù)的范圍必須包括至電源側(cè)的主變的內(nèi)部，所以由電源側(cè)的帶保護(hù)延伸的線路開(kāi)關(guān)保護(hù)動(dòng)作；2）本變電所的保護(hù)沒(méi)有根據(jù)實(shí)際供電和現(xiàn)場(chǎng)接線情況，集備自投邏輯，采用的是對(duì)備自投邏輯，故障未能存?zhèn)渥酝?，因?dòng)作成功，710開(kāi)關(guān)被合上，故障點(diǎn)存在，引起再次沖擊；3）備自投動(dòng)作后，如果710的保護(hù)作用，可使一部分供應(yīng)，避免所有的電力損失情況。

3 措施和對(duì)策

初步分析原因，秉承嚴(yán)謹(jǐn)，一絲不茍，學(xué)習(xí)態(tài)度，對(duì)每一個(gè)項(xiàng)目，分析其可行性和優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，首先考慮母聯(lián)保護(hù)的投入。

優(yōu)點(diǎn)是：從理想的考慮，如果備自投動(dòng)作后，如果710保護(hù)動(dòng)作，可以保留1號(hào)主變的供電。

缺點(diǎn)：由于110kV母聯(lián)保護(hù)的長(zhǎng)充保護(hù)為0.6s，因此即使保護(hù)在投入位置，現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)作的情況仍然將一樣。考慮其短充保護(hù)的正確投入。（短充保護(hù)邏輯為710開(kāi)關(guān)從分至合后200ms以?xún)?nèi)動(dòng)作）但此時(shí)牽涉兩個(gè)問(wèn)題：（1）一般只在要進(jìn)行母線充電的時(shí)候才要求投入短充電保護(hù)，而在正常運(yùn)行的情況下，因?yàn)橐紤]到變壓器的勵(lì)磁涌流方面的影響，母聯(lián)保護(hù)一般放時(shí)間0.2S以上，此時(shí)，考慮到短充電需要經(jīng)間斷角進(jìn)行閉鎖（大多數(shù)的保護(hù)軟件沒(méi)有此項(xiàng)功能），要避免這方面問(wèn)題，還需要解決更多方面的問(wèn)題；（2）當(dāng)投入710短充保護(hù)，故障點(diǎn)發(fā)生在110kV母線上，此時(shí)，供電側(cè)的開(kāi)關(guān)的Ⅰ段保護(hù)與母聯(lián)的保護(hù)要求的都是瞬時(shí)性動(dòng)作，形成了保護(hù)互相排斥，并不能保證母聯(lián)的保護(hù)能夠正確的動(dòng)作。

結(jié)論：綜上兩點(diǎn)，投入母聯(lián)短充保護(hù)是不可取的，也不能完全根本解決故障擴(kuò)大化的問(wèn)題。

1）本次事故的源頭，就是因?yàn)楸Ｗo(hù)范圍的不夠全面。因此，我們考慮第二種方法，就是最簡(jiǎn)單直接的方法就是將差動(dòng)從小差方式改為大差方式；

2）針對(duì)這一現(xiàn)象，我們考慮采用第3種方法：自動(dòng)改變邏輯，判斷形勢(shì)，備自投能夠鎖定，避免710開(kāi)關(guān)合上，造成故障再次沖擊。這是通過(guò)使用兩組三相電流閉鎖的手段，獲取備自投裝置，當(dāng)情況閉鎖備自投裝置。這樣，799開(kāi)關(guān)電源側(cè)在存在永久性的故障情況下，在第二次被跳開(kāi)的情況下，因?yàn)檫壿嫽芈返拈]鎖，備自投就不會(huì)合上710開(kāi)關(guān)，保證了1臺(tái)主變的供電。

4 結(jié)論

對(duì)于110kV變電站，這樣的連接方式是普遍被人們采用的。通過(guò)分析，相關(guān)結(jié)論已提交專(zhuān)職作為參考，需要進(jìn)行進(jìn)一步的備自投和相關(guān)閉鎖回路的驗(yàn)證，保證保護(hù)的正確動(dòng)作，以便解決110kV母線故障死區(qū)的問(wèn)題。

[1]國(guó)家電力調(diào)度通信中心.繼電保護(hù)培訓(xùn)教材[M].北京：中國(guó)電力出版社，2009.

[2]電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問(wèn)答[M].北京：中國(guó)電力出版社，2000.