一起特殊跳閘事故的分析

范春燕 任東光

摘要：對一起500kV主變壓器在投產(chǎn)充電過程中發(fā)生的跳閘事故及原因進(jìn)行分析，提出對主變送電過程中應(yīng)采取的一些措施。

關(guān)鍵詞：接地故障;零序電流;充電保護(hù);

在500kV忻州變電站投產(chǎn)送電階段，發(fā)生過一起特殊的跳閘事故。之所以說是“特殊”，一是因為這次跳閘發(fā)生在電閃雷鳴傾盆大雨階段正在對變電站內(nèi)最主要的設(shè)備主變壓器進(jìn)行啟動送電過程中;二是因為這次主變跳閘事故是由500kV線路接地故障引起的，但由于線路是瞬時故障所以重合成功，而主變跳閘后又導(dǎo)致35kV母線失壓引起電容器失壓保護(hù)動作跳閘。這就是由于線路瞬時接地故障導(dǎo)致變電站內(nèi)500kV、220kV和35kV三個電壓等級的開關(guān)同時跳閘的特殊之處，在正常運行中發(fā)生的可能性是非常小的。

1.事故經(jīng)過

1.1系統(tǒng)運行方式

1號主變?nèi)齻?cè)正常運行;2號主變高壓側(cè)5012、5013斷路器熱備用，中壓側(cè)2002斷路器上C母經(jīng)2020串帶運行，低壓側(cè)3002斷路器帶35kV?B母線運行;

500kV：500kV?I、II段母線運行;500kV第一串5011斷路器，第三串5031、5032、5033斷路器、第四串5041、5042、5043斷路器、第五串5051、5052斷路器運行;220kV：2201、2303、2304上A母運行，?2001、2202上B母運行，?2002上C母運行;母聯(lián)2010、2020運行，分段2000熱備，2020斷路器充電保護(hù)投入。35kV：3001上A母運行，3002上B母運行，3023斷路器運行;3013、3014、3024、3012、3021、3022斷路器熱備用;1號站用變帶Ⅰ段負(fù)荷運行，2號站用變帶Ⅱ段負(fù)荷運行，0號站用變空載運行。

1.2現(xiàn)象和信息

報警音響響，后臺機(jī)主接線畫面5051、5052、2020、3023斷路器閃光報警;監(jiān)控系統(tǒng)事故報警窗顯示：500kV第五串故障錄波器柜錄波動作，5052、5051斷路器CZX-22R第一二組控制回路斷線、5052、5051斷路器CZX-22R第一二組出口跳閘、5052、5051斷路器RCS-921A保護(hù)跳閘動作;5052斷路器CZX-22R閉鎖重合閘動作;忻侯I(lǐng)線RCS-931A保護(hù)動作跳閘;忻侯I(lǐng)線光差L90差動保護(hù)A相跳閘、起動重合閘、中開關(guān)A相斷開、邊開關(guān)A相斷開;5052、5051斷路器保護(hù)聯(lián)動、重合閘動作;忻侯I(lǐng)線光差931A電流差動保護(hù)動作、最大故障電流2.6最大零序電流2.39、短路位置50.1;2020保護(hù)動作、2020一二組控制回路斷線、2020一二出口跳閘、2020A、B、C相跳閘、2020開關(guān)分閘、AC母聯(lián)CSC122B零序過流I?段出口、3023保護(hù)動作、3023開關(guān)分閘、3號電容器9633A1低電壓動作、3號電容器9633A1事故總信號動作、220kV故錄柜一二錄波啟動、220kV母線BP-2BⅢPT斷線。監(jiān)控系統(tǒng)忻侯I(lǐng)線光字牌分畫面顯示：“L90保護(hù)動作”、“RCS931A保護(hù)動作”“RCS921A保護(hù)跳閘”、“RCS921A重合閘動作”;5052斷路器光字牌分畫面“CZX-22R第一二組出口跳閘”、“CZX-22R第一二組控制回路斷線”、“A相跳位”光字牌亮;?5051斷路器光字牌分畫面“CZX-22R第一二組出口跳閘”、“CZX-22R第一二組控制回路斷線”、“A相跳位”光字牌亮;忻侯I(lǐng)線電壓遙測值正常為513kV，電流、有功、無功遙測值正常;2020母聯(lián)光字牌分畫面“A相跳位”，“B相跳位”，“C相跳位”、“一二組出口跳閘”，?“?一二組控制回路斷線”“保護(hù)動作裝置告警”光字牌亮;3號電容器光字牌分畫面“裝置動作”“保護(hù)動作”光字牌亮。

2.原因分析

電網(wǎng)運行實踐表明，在大電流接地系統(tǒng)中電網(wǎng)中線路接地故障發(fā)生的機(jī)率很高，占線路全部故障的80%--90%。在大接地電流系統(tǒng)中，發(fā)生單相或兩相接地故障時，在接地故障點就會出現(xiàn)零序電壓，同時產(chǎn)生零序電流和零序功率，利用這些零序分量構(gòu)成的保護(hù)稱為零序保護(hù)。零序分量的特點：1、系統(tǒng)任一點接地短路時，網(wǎng)絡(luò)中任何地點的三倍零序電流都等于該處三相電流的向量和;2、零序電流的分布與變壓器中性點接地的多少及位置有關(guān)而與電源的多少無關(guān)，零序電流是沿線路、變壓器中性點、大地和接地點形成回路的，變壓器中性點是否接地直接影響零序阻抗的大小和零序通路。;3、故障點零序電壓最高，變壓器中性點接地處的零序電壓為零;4、故障點零序功率最大，變壓器中性點接地處的零序功率最小;5、零序電流超前零序電壓，零序功率的方向由線路指向母線，零序阻抗和零序網(wǎng)絡(luò)不受系統(tǒng)運行方式的影響。

根據(jù)以上現(xiàn)象，經(jīng)分析研究，初步判斷為500kV忻侯I(lǐng)線線路A相瞬時故障，5051、5052斷路器A相跳閘，單相跳閘單相重合成功，在500kV系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，2020斷路器充電保護(hù)通過500kV母線→5031、5032斷路器→1號主變→2001斷路器→220kVB母→2010斷路器→220kVA母→2020斷路器的路徑感受到500kV的零序電流，由于2020斷路器充電保護(hù)零序整定值較小;該零序電流啟動了充電保護(hù)，零序I段動作將2020斷路器跳開;由于2號主變僅由中壓側(cè)2002斷路器帶，高壓側(cè)5012、5013熱備用，而2020又串帶2002斷路器，所以當(dāng)2020斷路器跳閘后，2號主變失壓，35kV?3號電容器組失壓保護(hù)動作，跳開3023斷路器。

3.結(jié)論

3.1為避免主設(shè)備在送電過程中跳閘，充電保護(hù)在設(shè)備充電正常后應(yīng)立即退出;

3.2新設(shè)備在啟動過程中任何保護(hù)動作導(dǎo)致開關(guān)跳閘特別是涉及各個電壓等級的保護(hù)同時動作在客觀上和實踐中檢測了新投保護(hù)裝置、自動化裝置、故障錄波器、監(jiān)控系統(tǒng)等動作的正確性。