一起10 kV II段母線失壓故障分析

孔 健，宮 靜，薛 莉，趙 娜

（國網(wǎng)山東省電力公司曲阜市供電公司，山東 曲阜273100)

1 故障情況

2020年8月14日夜，雷雨天氣，110 kV 某變電站10 kV II 段TV 三相一次保熔斷，10 kV 59019 線路過流I段速斷跳閘，10 kV備自投裝置動作跳開#2主變10 kV 側(cè)5902 開關(guān)，但未能正確合上10 kV 母聯(lián)5900 開關(guān)，備自投失敗，導(dǎo)致10 kV II 母失壓，10 kV II 段母線所帶3 條10 kV 線路線失去電源，損失負(fù)荷約1.7 MW。

2 故障原因分析

2.1 基本情況

變電站10 kV 母線為單母線分段，當(dāng)時運(yùn)行方式為分列運(yùn)行，#1主變10 kV側(cè)5901開關(guān)合閘，#2主變10 kV 側(cè)5902 開關(guān)合閘，10 kV 母聯(lián)5900 開關(guān)分閘。10 kV備自投裝置型號為CSC-246，裝置能實(shí)現(xiàn)母聯(lián)保護(hù)和10 kV 備自投保護(hù)功能，母聯(lián)保護(hù)未設(shè)定值不使用，裝置設(shè)有“備自投合5901”“備自投跳5901”“備自投合5902”“備自投跳5902”“保護(hù)合閘”“保護(hù)跳閘”跳合閘開出硬壓板。

2020 年7 月1 日備自投邏輯傳動試驗(yàn)后正式將備自投功能投入運(yùn)行，在當(dāng)時運(yùn)行方式時10 kV 備自投裝置方式1充電，即母聯(lián)備自投方式充電。

根據(jù)此備自投裝置定值，母聯(lián)備自投方式邏輯為：正常運(yùn)行時，I、II 母均有壓，#2 主變10 kV 側(cè)5902 開 關(guān) 合 位，#1 主 變10 kV 側(cè)5901 開 關(guān)合位，10 kV 母聯(lián)5900 開關(guān)分位，當(dāng)10 kV II 母線電壓低于30 V，判母線失壓，延時5.5 s 跳開#2 主變10 kV側(cè)5902 開關(guān)；檢測10 kV I 母線電壓大于70 V，即判10 kV I母線有電壓，經(jīng)0.3 s延時合上10 kV母聯(lián)5900 開關(guān)，保證正常供電。為防止TV 斷線時備自投誤動，取主變10 kV 側(cè)測量電流作為母線失壓的閉鎖判據(jù)，閉鎖電流值為0.1 A。

2.2 故障現(xiàn)場排查情況

因雷雨天氣造成10 kV II 段TV 過電壓故障，21:12:20，A、C相一次保險熔斷，1 s后B相一次保險熔斷，造成10 kV備自投裝置內(nèi)10 kV II段母線電壓為零，滿足10 kV備自投II母檢無壓的條件。

圖1 10 kV II段TV一次保險熔斷時故障波形圖

31 min后，10 kV 59019線因線路上配網(wǎng)開自動化TV遭雷擊造成ABC三相短路，過流I段保護(hù)動作（定值：15 A，0.12 s），動作值為Ia為34.25 A，Ib為50 A，Ic為30.75 A，并且重合閘動作成功。故障電流波形如圖2所示。

結(jié)合圖2以及由錄波器倒出的采樣數(shù)據(jù)表，如表1所示，進(jìn)行分析。10 kV備自投有流閉鎖二次接線是串接的#1、#2主變10 kV側(cè)測量A相電流，10 kV II段母線所帶3條10 kV線路平常負(fù)載很小，在10 kV 59019 線保護(hù)動作前，10 kV II 母A 相二次電流為0.22 A，稍大于#2進(jìn)線無流電流定值0.1 A，10 kV備自投不啟動，在10 kV 59019線跳閘且重合之后，部分負(fù)荷暫時未能啟動恢復(fù)，導(dǎo)致II母A相二次電流為減小至0.06 A，滿足10 kV備自投II母檢無流的條件，10 kV備自投啟動，經(jīng)5.5 s的延時跳開5902開關(guān)，并經(jīng)0.3 s的延時發(fā)出合10 kV母聯(lián)5900的命令，由于備自投合母聯(lián)硬壓板未在合閘投用狀態(tài)，造成合母聯(lián)5900開關(guān)失敗，10 kV II母電源未能得到恢復(fù)。

圖2 10 kV59019線三相短路時故障電流波形圖

表1 故障錄波采樣數(shù)據(jù)表

2.3 故障現(xiàn)場處置情況

人員對現(xiàn)場的一二次設(shè)備進(jìn)行了檢查，對TV三相一次保險進(jìn)行了更換，23:17，合上#2 主變10 kV側(cè)5902 開關(guān)，10 kV II 段母線帶電壓，隨后對3 條10 kV配電線路進(jìn)行恢復(fù)送電。

3 暴露問題及責(zé)任分析

雷擊造成10 kV II 母TV 一次保險熔斷，導(dǎo)致10 kV 備自投II 段母線檢無壓條件成立，是此次故障的誘因。10 kV II母所帶負(fù)荷小僅為1700 kW，正常時二次電流數(shù)值就比較接近母線檢無流定值0.1 A，一旦有別的原因負(fù)荷再減少，有造成低于0.1 A的可能，不能實(shí)現(xiàn)有流閉鎖，會造成10 kV 備自投誤動。由于運(yùn)維人員業(yè)務(wù)素質(zhì)不強(qiáng)，不明白壓板含義，且壓板名稱不直觀易懂，是造成備自投合母聯(lián)開關(guān)壓板未能正常合閘投用是本次故障的主要原因。

4 防范措施

為減少變電站配出線路上落雷引入變電站的情況出現(xiàn)，就要合理設(shè)計配電線路避雷裝置的布局，加強(qiáng)配電線路避雷器的運(yùn)維管理，定期校驗(yàn)、更換。

合理分配10 kV I、II 段母線所帶負(fù)荷，避免由于負(fù)載電流過小，而小于閉鎖電流值不能實(shí)現(xiàn)有流閉鎖的情況出現(xiàn)。

將不直觀、不易理解的壓板名稱改成直觀易懂的名稱。將“保護(hù)合閘”壓板名稱改為“備自投合10 kV分段5900開關(guān)”，清晰直觀，避免運(yùn)維運(yùn)檢人員錯誤理解，減少誤操作，并將相鄰“保護(hù)分閘”壓板改名字為“分段保護(hù)跳、備自投跳10 kV 分段5900開關(guān)”壓板。

針對現(xiàn)在保護(hù)及自動裝置需要定值、控制字、軟壓板、goose 軟壓板、SV 軟壓板，出口矩陣配置等多種設(shè)定的情況，需要把這些設(shè)定準(zhǔn)確無誤的記錄到紙面上，以定值單的形式或者以其他配置單的形式做好記錄，照單執(zhí)行投用，定期照單檢查，這樣就能很好地避免工作人員在操作中漏項(xiàng)情況的出現(xiàn)。