220kV線路故障分析與處理

一、事故經(jīng)過及恢復(fù)過程

2008年12月6日甲、乙兩座220kV變電站均按正常運(yùn)行方式運(yùn)行，各站用電負(fù)荷無明顯波動(dòng)，站內(nèi)設(shè)備無問題。14時(shí)30分，甲220kV變電站鐵軋Ⅰ線2211開關(guān)掉閘，母聯(lián)開關(guān)2245掉閘。同一時(shí)間，乙220kV變電站鐵軋Ⅰ線2214開關(guān)掉閘，母聯(lián)開關(guān)2245掉閘。事故發(fā)生以后甲、乙兩座220kV變電站第一時(shí)間報(bào)告給調(diào)度。經(jīng)過現(xiàn)場檢查，線路及高壓設(shè)備無損壞。17：50乙站合2214開關(guān)、2245開關(guān)；17：55甲站合2211開關(guān)、2245開關(guān)。恢復(fù)送電后兩變電站運(yùn)行一切正常。

二、事故分析

1、系統(tǒng)當(dāng)時(shí)的運(yùn)行方式

（1）甲變電站

曹鐵Ⅰ線經(jīng)2214開關(guān)上220kV4#母線，曹鐵Ⅱ線經(jīng)2213開關(guān)上220kV5#母線，2245母聯(lián)在合位，鐵軋Ⅰ線經(jīng)2211開關(guān)上220kV5#母線，鐵軋Ⅱ線經(jīng)2212開關(guān)上220kV4#母線。

（2）乙變電站

曹軋Ⅰ線經(jīng)2212開關(guān)上220kV4#母線，曹軋Ⅱ線經(jīng)2211開關(guān)上220kV5#母線，2245母聯(lián)在合位，鐵軋Ⅰ線經(jīng)2214開關(guān)上220kV4#母線，鐵軋Ⅱ線經(jīng)2213開關(guān)上220kV5#母線。

2、現(xiàn)場調(diào)查分析

事故發(fā)生后，經(jīng)多方人員對(duì)現(xiàn)場認(rèn)真勘查發(fā)現(xiàn)，在甲站外、鐵軋Ⅰ線架空線路下方有一輛吊車正在施工。經(jīng)聯(lián)合檢查小組詢問得知：在吊裝過程中，吊臂曾與220kV鐵軋Ⅰ線架空線路A相之間產(chǎn)生巨大的放電聲響。此外，發(fā)現(xiàn)距鐵軋Ⅰ線3#桿塔15米處架空線A相有輕微弧光灼閃痕跡。聯(lián)合檢查小組初步認(rèn)定是由于線路對(duì)該吊車放電，導(dǎo)致事故發(fā)生。

3、保護(hù)動(dòng)作的原因及正確性

我方對(duì)鐵軋Ⅰ線兩開關(guān)（甲站2211、乙站2214）及兩站2245母聯(lián)開關(guān)配套的保護(hù)、錄波裝置內(nèi)的故障動(dòng)作報(bào)告及故障波形做出分析，得出故障電流流向如附表一所示，具體分析內(nèi)容如下：

（1）從甲站RCS-931AML、CSC103B的動(dòng)作報(bào)告及故障錄波裝置中綜合得出：

保護(hù)裝置啟動(dòng)的確切時(shí)間為2008年12月6日14：30：52：835。以此為0時(shí)刻（原點(diǎn)），11ms時(shí)刻電流差動(dòng)保護(hù)A相動(dòng)作元件啟動(dòng)、2211開關(guān)A相跳閘，60ms時(shí)刻啟動(dòng)A相重合閘，故障切除。

故障差動(dòng)電流、制動(dòng)電流二次值分別為4.844A、0.9297A（CT變比2500/1），滿足電流差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作方程（Icd>0.75Ir且Icd>Ih（0.4A）），可以實(shí)現(xiàn)選相跳閘，電流差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳開2211開關(guān)A相為正確行為。

608ms時(shí)刻，RCS-931AML裝置中開入量變位，啟動(dòng)閉重三跳。此動(dòng)作行為是由于本裝置中投入了“非全相故障閉重”控制字而造成，是正常邏輯行為。

89ms時(shí)刻，CSC103B單相重合閘啟動(dòng)，590ms時(shí)刻，A相重合閘動(dòng)作，重合延時(shí)與保護(hù)中整定的單相重合閘時(shí)間（0.5s）基本吻合，亦為正確動(dòng)作行為；但故障并未消失，兩套裝置中各種保護(hù)相繼動(dòng)作（電流差動(dòng)保護(hù)、距離加速、零序加速等），其中RCS-931AML電流差動(dòng)反應(yīng)最快，在652ms時(shí)刻，保護(hù)再次動(dòng)作跳開2211開關(guān)ABC三相。故障相別為A相，故障相電流二次值為2.86A，故障零序電流二次值為2.80A。其中：

1）單相重合于故障線路時(shí)，RCS-931AML裝置中重合后加速跳閘的保護(hù)有距離加速和零序加速。根據(jù)該裝置的特性：經(jīng)60ms零序加速跳閘。

由動(dòng)作報(bào)告可知：2211開關(guān)于640ms時(shí)刻重合出口，698ms零序過流加速段動(dòng)作，且故障零序電流二次值為2.80A，遠(yuǎn)大于零序過流加速定值0.15A。故零序加速跳閘符合邏輯。由此得出，2211開關(guān)于638ms時(shí)刻重合出口，668ms距離加速段動(dòng)作。且裝置中的“三重加速Ⅱ段距離”、“三重加速Ⅲ段距離”控制字均為投入，故距離加速跳閘亦符合邏輯。

2）單相重合于故障線路時(shí)，CSC-103B裝置中重合后加速跳閘的保護(hù)為距離Ⅲ加速。由于裝置投入了瞬時(shí)加速距離Ⅲ段控制字和加速零序Ⅳ段控制字，根據(jù)該裝置的特性：重合于接地故障后，加速距離Ⅲ段瞬時(shí)動(dòng)作，加速零序Ⅳ段帶100ms延時(shí)跳閘。此特性從動(dòng)作報(bào)告中可以的到證實(shí)：590ms重合閘出口，682ms瞬時(shí)加速距離Ⅲ段動(dòng)作切除故障，延時(shí)100ms的加速零序Ⅳ段未動(dòng)作而返回。

（2）從軋鋼站RCS-931AML、CSC103B的動(dòng)作報(bào)告及故障錄波裝置中綜合得出：

通過分析軋鋼站RCS-931AML、CSC103B的動(dòng)作報(bào)告及故障錄波文件，發(fā)現(xiàn)軋鋼站這三個(gè)裝置的動(dòng)作內(nèi)容、動(dòng)作順序、動(dòng)作邏輯關(guān)系和鐵鋼站基本一致，均對(duì)故障做出正確反應(yīng)，符合邏輯。

（3）從鐵鋼、軋鋼站RCS-923C裝置的動(dòng)作報(bào)告及故障錄波裝置中的故障波形綜合得出：

1）鐵鋼站2245開關(guān)的保護(hù)裝置啟動(dòng)的確切時(shí)間為2008年12月6日14：30：53：629。零序過流一段、過流一段分別在10ms、11ms后有跳閘信號(hào)輸出，2245母聯(lián)開關(guān)掉閘。從故障波形可以看出，故障相電流（IA）和零序電流（I0）均在1.5A（二次值）左右，分別超過過流一段、零序過流一段整定值0.52A/0s、0.4A/0s作用于跳閘，就裝置而言為正確動(dòng)作行為。但該裝置的定值單有明確的說明：過流Ⅰ段、零序過流Ⅰ段定值為220kV母線充電保護(hù)，正常運(yùn)行時(shí)退出。實(shí)際卻未將過流Ⅰ段、零序過流Ⅰ段保護(hù)壓板退出，而造成2245開關(guān)誤動(dòng)作。

2）軋鋼站2245開關(guān)保護(hù)裝置動(dòng)作情況和鐵鋼站基本一致，不再贅述。

三、結(jié)論

通過分析得出以下結(jié)論：

在故障線路上發(fā)現(xiàn)了輕微的弧光灼閃痕跡而無劃痕及導(dǎo)線斷股現(xiàn)象，加上現(xiàn)場目擊者對(duì)放電聲響的描述，可以推斷：事故為吊車在吊裝過程中機(jī)械臂與故障線路之間的距離小于安全距離而導(dǎo)致線路對(duì)吊車放電，即線路經(jīng)弧光電阻接地引起。

針對(duì)該故障，鐵軋Ⅰ線線路保護(hù)裝置作出了正確的反應(yīng)，迅速切除了故障線路，避免事故進(jìn)一步擴(kuò)大，各下級(jí)站所供電未受影響，系統(tǒng)保持穩(wěn)定。

針對(duì)該故障，母聯(lián)開關(guān)2245保護(hù)裝置保護(hù)誤動(dòng)作。系保護(hù)裝置充電保護(hù)壓板未退出造成。

四、整改措施

1、加強(qiáng)對(duì)線路的管理，嚴(yán)禁在架空線下進(jìn)行大物吊裝工作，并對(duì)線路加強(qiáng)巡檢，以防類似事故發(fā)生。

2、繼電保護(hù)專業(yè)技術(shù)人員須認(rèn)真核對(duì)定值、分析、總結(jié)，制定一套嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦^電保護(hù)及自動(dòng)化裝置管理辦法，明確裝置的運(yùn)行狀態(tài)，壓板投退、操作流程等；并明確各崗位人員的權(quán)責(zé)，保證繼電保護(hù)及自動(dòng)化裝置安全、正常運(yùn)行。

作者簡介

沙澎（1984.5- ）：男，漢族，吉林省吉林市人，大學(xué)本科學(xué)歷，首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司，助理工程師，主要從事電力系統(tǒng)運(yùn)行管理工作。