一起220kV變電站10kV出線故障的動(dòng)作分析

(廣東電網(wǎng)公司佛山供電局，佛山,528000)

一起220kV變電站10kV出線故障的動(dòng)作分析

朱冬波,謝達(dá)成

(廣東電網(wǎng)公司佛山供電局，佛山,528000)

本文通過(guò)對(duì)某220kV變電站主變低壓側(cè)線路短路對(duì)中壓側(cè)母線電壓的影響進(jìn)行分析得出：220kV主變低壓側(cè)10kV線路發(fā)生接地故障時(shí)會(huì)嚴(yán)重拉低主變中壓側(cè)母線電壓，從而影響該站所供的110kV變電站高壓側(cè)母線電壓。

220kV變電站；10kV線路；接地故障

1　故障前運(yùn)行方式

我局某220kV變電站兩臺(tái)同為SFsZ10—240000／220型變壓器于2008年12月投入運(yùn)行。該變壓器額定容量為240／240／80MVA， 額定電壓為(220±8×1.5%)／115／10.5kV，額定電流為629.8／1204.9／4398.9A，聯(lián)結(jié)組別為YNyn0dl1，冷卻方式ONAN／ONAF(192／240MVA)，該站變壓器通常運(yùn)行在6檔，短路阻抗(額定容量，并按分接9計(jì)算)高一中14.06%、高一低35.89% 、中一低21.05%。

兩臺(tái)主變變高側(cè)220kV母線并列運(yùn)行，變中側(cè)110kV母線并列運(yùn)行，變低側(cè)10kV母線分列運(yùn)行，10kV 1M母線運(yùn)行在#1主變變低，10kV2M、5M母線（2M、5M短接）

運(yùn)行在＃2主變變低，10kV出線701～710運(yùn)行在1M母線，711～720運(yùn)行在2M、5M母線。＃1主變變高中性點(diǎn)經(jīng)隔置裝置接地，變中直接接地，＃2主變變高和變中均不接地。

2　保護(hù)配置

兩臺(tái)主變變高側(cè)CT變比為800/1，變中側(cè)CT變比為2400/1,變低側(cè)CT變比為4000/1。主變變低側(cè)后備保護(hù)過(guò)流定值為1.6A，1.1S跳變低并閉鎖分段備自投，1.4S跳主變各側(cè)；10kV出線CT變比為600/1，瞬時(shí)電流速斷保護(hù)退出，限時(shí)電流定值為3A，時(shí)限0.3S，定時(shí)限電流定值為1.5A，時(shí)限0.5S。

3　10kV線路動(dòng)作報(bào)告

02:30，線路保護(hù)動(dòng)作；保護(hù)動(dòng)作情況：10kV716三江口線限時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作，重合閘動(dòng)作，重合成功，Ib=20.15A；10kV1M、2M、5M母線PT接地。

03:53，線路保護(hù)動(dòng)作；保護(hù)動(dòng)作情況：10kV703銀一百線限時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作，重合閘動(dòng)作，重合成功，Ia=19.35A；10kV1M、2M、5M母線PT接地。

02:30，線路保護(hù)動(dòng)作；保護(hù)動(dòng)作情況：10kV703銀一百線限時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作，重合閘動(dòng)作，重合成功，Ia=18.01A；10kV1M、2M、5M母線PT接地。

02:30，線路保護(hù)動(dòng)作；保護(hù)動(dòng)作情況：10kV716三江口線限時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作，重合閘動(dòng)作，重合成功，Ib=20.40A；10kV1M、2M、5M母線PT接地。

02:30，線路保護(hù)動(dòng)作；保護(hù)動(dòng)作情況：10kV717美科線限時(shí)電流速斷保護(hù)動(dòng)作，重合閘動(dòng)作，重合成功，Ib=19.65A；10kV1M、2M、5M母線PT接地。

故障期間主變變中電壓逐漸下降，導(dǎo)致由該站供電的110kV變電站電壓降低。

4　錄波圖形分析

該220kV變電站主變錄波裝置記錄了當(dāng)時(shí)的故障情況，生成多個(gè)故障錄波文件，均由10kV母線3U0啟動(dòng)，故障過(guò)程基本一樣，這里以02:30:00錄波文件為例進(jìn)行分析，錄波圖形見(jiàn)下圖，圖1為＃2主變變低電流及10kV 2M電壓波形，圖2為＃2主變變中電流及110kV母線電壓波形，錄波文件中的電壓電流值均為二次值。

圖1?。?主變變低電流及10kV 2M電壓錄波波形

圖2　＃2主變變中電流及110kV母線電壓波形

先是10kV 2M母線A相電壓開(kāi)始降低，到6ms左右，A相電壓由正常的59V降至13V左右，B相和C相電壓由正常59V升至91V左右，但此時(shí)并未出現(xiàn)故障電流；171ms左右， A、B相出現(xiàn)逐漸增大的故障電流，由正常的0.25A增大到3.0A左右，B、C相電壓也逐漸下降；到225.4ms，三相均出現(xiàn)故障電流，并增至4.2A左右，三相電壓均降至15V左右，682ms左右故障消除。

10kV 1M母線A相電壓在274ms時(shí)開(kāi)始下降，到402ms時(shí)A、C相出現(xiàn)故障電流，709ms時(shí)A、B、C三相均出現(xiàn)故障電流，763ms故障消除。

110kV母線三相電壓正常為60.7V左右，從165ms開(kāi)始下降，10kV 2M有故障點(diǎn)時(shí)最低下降至52V左右，10kV 1M、2M同時(shí)有故障點(diǎn)時(shí)最低下降到47.8V，到665.4ms開(kāi)始恢復(fù)，764ms時(shí)才恢復(fù)正常，持續(xù)時(shí)間大概600ms左右。

5　故障分析

10kV 716三江口線、10kV 703銀一百線、10kV 717美科線為同桿并架的三條10kV線路，716和717均運(yùn)行在＃2主變變低，703運(yùn)行在＃1主變變低。由錄波圖和保護(hù)動(dòng)作報(bào)告，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際接線可以得出以下分析結(jié)果。

由于南方氣候原因，最近空氣中雜質(zhì)和水份含量較高，先是10kV 716發(fā)生A相閃絡(luò)，導(dǎo)致A相接地短路，A相電壓二次值降低到14V左右，由于主變變低為三角形接線，單相接地故障時(shí)未形成回路，所以此時(shí)無(wú)故障電流；閃絡(luò)越來(lái)越嚴(yán)重，導(dǎo)致A、B相發(fā)生短路接地， A、B相電壓二次值只有17V左右，此時(shí)A、B相已構(gòu)成回路，A、B相故障電流明顯增大，由于10kV線路限時(shí)電流保護(hù)時(shí)限為0.3S，故障不能瞬時(shí)切除，之后故障進(jìn)一步擴(kuò)大，導(dǎo)致最后發(fā)生三相短路接地故障。發(fā)生A、B相短路接地時(shí)110kV側(cè)電壓開(kāi)始下降。

10kV 716發(fā)生兩相短路接地故障后，同桿并架的10kV 703也受到影響，先是發(fā)生A相接地短路，再發(fā)生A、C相短路接地故障，最后擴(kuò)大到三相短路接地故障。

當(dāng)10kV 703發(fā)生兩相短路接地故障時(shí)，#1主變變低和#2主變變低分別有一個(gè)故障點(diǎn)存在，110kV側(cè)電壓受到更嚴(yán)重的影響，下降幅度增大。

從故障錄波圖中可以看到110kV側(cè)電壓正常值為60.5V左右，#2主變變低發(fā)生故障后110kV側(cè)電壓A相最低下降到52.4V左右，下降了13.4%左右。兩臺(tái)主變變低都發(fā)生故障后110kV側(cè)電壓A相最低下降到48.7V左右，下降了19.7%左右。直到#2主變變低故障先被切除后，110kV側(cè)電壓開(kāi)始上升，#1主變變低故障也被切除后110kV側(cè)電壓才恢復(fù)正常。

6　結(jié)束語(yǔ)

從故障分析可以看出，一旦220kV變電站的10kV出線發(fā)生接地短路故障，會(huì)對(duì)主變變中110kV側(cè)電壓產(chǎn)生下降5.57%～24.7%的影響，故障點(diǎn)越近，影響會(huì)越大，如果不快速切除故障，故障就會(huì)更加嚴(yán)重，直到發(fā)生三相短路接地故障；同時(shí)如果分別運(yùn)行兩臺(tái)主變變低的兩條10kV線路同桿并架，則可能使故障進(jìn)一步擴(kuò)大到多個(gè)故障點(diǎn)，此時(shí)對(duì)110kV側(cè)電壓影響更大，有下降10.56%～39.66%的影響。如此大且長(zhǎng)時(shí)間的影響，勢(shì)必導(dǎo)致該站所供的110kV變電站高壓側(cè)母線電壓不穩(wěn)定，從而影響了10kV負(fù)荷端的供電。所以有必要將10kV線路保護(hù)中瞬時(shí)電流速斷保護(hù)投入運(yùn)行，當(dāng)10kV線路發(fā)生故障時(shí)，由10kV線路保護(hù)快速將故障切除，避免擴(kuò)大事故范圍。

王國(guó)光．二次回路及運(yùn)行維護(hù)[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2005．

朱冬波，1988-，女，本科，助工，從事電力系統(tǒng)繼電保護(hù)工作。謝達(dá)成，1984-，男，大專，助工，從事變電運(yùn)行工作。

Together 10kV 220kV substation failure to qualify motion analysis

Zhu Dongbo,XieDacheng
(Guangdong Power Grid Corporation Foshan Power Supply Bureau,Foshan,528000)

Based on a 220kV substation transformer short-circuit low voltage side effects of the pressure side of the bus voltage drawn from the analysis:220kV main transformer low-voltage side of the 10kV line ground fault occurs in the main transformer severely low pressure side of the bus voltage,thus affecting the high side 110kV substation bus voltage supplied to the station.

220kV substation;10kV line;ground fault