淺談沙角C 電廠500 kV 沙東乙線異常跳閘事件分析及處理

楊青

（廣東省粵電集團有限公司沙角C 電廠，廣東 東莞 523936）

2018-09-21T00：00 時左右，500 kV 沙角C 廠兩回電纜溝交叉點起火，引起該區(qū)域內(nèi)的通信用光纜、直流電纜、穩(wěn)控、PMU、測控、保護用交流及控制電纜等受損。

電纜溝起火燃燒過程中，C 廠GIS 室內(nèi)兩個低壓配電空開跳閘（用于加熱器和照明），GIS 室區(qū)域兩套直流電源系統(tǒng)報直流接地、交流竄入告警，至網(wǎng)控變送器屏的220 V 直流電源空開跳閘；兩套穩(wěn)控裝置出現(xiàn)裝置異常報警，穩(wěn)控裝置一黑屏死機、有繼電器頻繁動作聲音；500 kV 沙東乙線輔B 保護動作跳閘并給對側(cè)發(fā)遠跳信號，本側(cè)5051 開關(guān)跳閘；500 kV 沙東甲線主一主二保護、輔A 輔B 保護PT 回路斷線，PT 空開跳開，保護一路專用光纖通道（48 芯）中斷，甲線緊急轉(zhuǎn)冷備用；500 kV 一母母差保護一5081 開關(guān)支路CT 斷線，保護閉鎖，5081 開關(guān)緊急停運。#1 發(fā)變組與變高側(cè)開關(guān)聯(lián)跳電纜故障，1 號主變緊急停運。

1 事件前運行方式

故障發(fā)生前，沙角C 電廠1、2、3 號機組（3*660 MW）正常運行，500 kV 母線I、II 母線分列運行，500 kV 第四串5041、5042、第五串5052、5053、第六串5062、第七串5072、第八串5082 開關(guān)均處于熱備用狀態(tài)。其中1 號機組帶310 MW 負荷運行，2 號機組帶350 MW 負荷運行，3 號機組帶350 MW 負荷運行。500 kV 沙東甲、乙線、沙廣乙線、B/C 聯(lián)絡(luò)線運行。

2 沙東乙線異常跳閘原因

根據(jù)故障錄波波形可看出，沙東甲線及乙線二次側(cè)電壓、電流突變頻繁出現(xiàn)，自00：15 開始沙東乙線CT 二次回路相繼B 相接地—BC 相接地—三相開路，00：30 起沙東甲線保護裝置開始出現(xiàn)PT 斷線報警，沙東乙線故障錄波啟動，隨后00：47 沙東乙線保護裝置開始出現(xiàn)PT 斷線報警，判斷這些異常現(xiàn)象均由電纜溝起火導致電纜受損引起。

故障錄波與穩(wěn)控裝置、行波測距裝置共用沙東甲乙線出線CT 繞組回路。由故障錄波可以看出，沙東甲乙線出線CT繞組回路受影響嚴重。在乙線輔B 保護動作時，乙線出線CT 繞組無流。判斷此時CT 回路電纜已經(jīng)受損，存在短路故障。

00：48：14，由于沙東乙線輔B 保護PT 二次電壓回路串入外部交流電壓，導致電壓異常，達到沙東乙線輔B 過壓保護定值（定值82.5 V，延時0.5 s），沙東乙線輔B 保護過電壓動作跳5051 開關(guān)，發(fā)遠跳令，因此，障相別為A、B相，A 相動作電壓為116.1 V。從沙東乙線輔B 保護動作報告波形分析得出，沙東乙線輔B 過壓保護正確動作。

3 保護動作行為分析

保護動作時序如表1 所示。

表1 保護動作時序

4 電纜起火原因分析

4.1 起火區(qū)域電纜布置情況

沙角C 電廠500 kV GIS 升壓站至網(wǎng)控繼保室的兩回電纜溝交叉點起火位置下如圖1 所示。

圖1 起火位置

電纜溝一是20 世紀90 年代電廠投運時設(shè)計建設(shè)的，電纜溝緊湊，橋架單側(cè)雙層，橋架內(nèi)電纜層疊敷設(shè)，退役設(shè)備的電纜不易抽取。電纜溝二是12 年母差保護改造時新建（全長20 余米）。

從電纜溝二南端至網(wǎng)控繼保室的電纜共有37 根，其中兩條母線的母差電流回路電纜共20 根，三臺機組聯(lián)跳500 kV 斷路器的聯(lián)跳電纜共6 根，沙東甲、乙線出線電流至安穩(wěn)裝置電纜2 根，220 V 直流電源系統(tǒng)至網(wǎng)控變送器屏直流電源箱電纜2 根，第八串GIS 就地控制柜至遠動中轉(zhuǎn)柜1根，5043 開關(guān)、5051 開關(guān)合閘位置開入至穩(wěn)控裝置信號電纜2 根，沙東甲、乙線電壓至穩(wěn)控主機柜（PT 回路）電纜共2 根，500 kV 第四、五串斷路器監(jiān)控系統(tǒng)通訊光纖共2根。從電纜溝三向西穿過電纜溝二進入電纜溝一有沙東甲、乙線出線PT 至網(wǎng)控繼保室的共10 根電纜。沙東甲乙線保護及通信專用光纜（48 芯）1 根。

在該起火區(qū)域還有沙角B 電廠新路燈和舊路燈照明用電纜各1 根，沙東甲、乙線出線PT 就地端子柜加熱器電纜各1 根。

此交叉區(qū)域電纜分三層布置，上層電纜包括沙角B 電廠新路燈照明電纜，另外兩條電纜為沙角C 電廠220 V 直流電源至網(wǎng)控變送器屏電源箱電纜。中間層電纜主要為沙角C 電廠的沙東甲、乙線出線PT 至網(wǎng)控繼保室的電纜，沙角B 電廠舊路燈照明電纜（普通橡膠電纜，白色外皮，三芯多股線，非阻燃電纜）。沙東甲、乙線出線PT 就地端子柜加熱器電纜等。最底層電纜主要是母差保護用CT 回路電纜，第四、第五串斷路器至安穩(wěn)裝置、沙東甲、乙線出線PT、CT 回路至安穩(wěn)、故障錄波等電纜。

4.2 電纜起火原因

現(xiàn)場起火電纜溝電纜逐層分離電纜后的檢查情況及結(jié)合報警發(fā)生時序進行綜合分析，電纜溝起火原因為敷設(shè)在中間層的沙角B 電廠舊路燈電纜（普通橡膠電纜，白色外皮，三芯多股線，非阻燃電纜）過熱起火，使得同層的沙東甲、乙線出線CT 至穩(wěn)控、錄波、行波測距（共用線路出線CT繞組）、沙東甲、乙線PT 回路電纜受到外部熱源影響而使絕緣逐步損壞，導致行波測距裝置、故障錄波裝置采樣的沙東乙線二次電流由于電纜絕緣損壞而出現(xiàn)異常變化，行波測距裝置、故障錄波裝置啟動，發(fā)出告警信號，相應(yīng)保護裝置發(fā)出“PT 回路失壓”報警，發(fā)出通信通道中斷告警信號等；隨后逐步擴展至上層電纜，同時由于2012 年電纜溝二施工時施工單位用木質(zhì)模板現(xiàn)場澆筑混凝土蓋板（其他電纜溝采用鐵質(zhì)蓋板），起火位置電纜溝蓋板的木質(zhì)模板未拆除助燃火勢，電纜溝內(nèi)敷設(shè)的非阻燃光纜也起到一定的助燃作用，引起220 V直流電源至網(wǎng)控變送器屏電源箱的兩條直流電纜和B 廠的新路燈電源電纜絕緣損壞，直流電源空開跳閘和B 廠新路燈電源跳閘?；饎輸U展至底層電纜，使得1 號發(fā)變組與變高側(cè)開關(guān)聯(lián)跳電纜、I 母母差保護一的5081 支路CT 電纜受到外部熱源影響而使絕緣逐步損壞，導致#1 發(fā)變組非電量保護的兩個110 V 空開跳閘，母線I 的母差保護一閉鎖報警?；饎莅l(fā)展與監(jiān)控、保護裝置發(fā)出的異常報警信號出現(xiàn)的時序相。

5 風險排查及處理

當前由于電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及電源需求，沙角C 廠繼續(xù)保持運行狀態(tài)，但此次受損電纜仍存在較大的安全隱患，全面完成整改前，系統(tǒng)風險不容輕視。通過對起火電纜溝區(qū)域的相關(guān)電纜進行排查并制定后續(xù)整改計劃，具體風險及處理措施如下：①1 號機組2 根至網(wǎng)控樓的聯(lián)跳發(fā)送與接收電纜已受損，存在接地故障。將會導致1 號主變故障時電量保護無法跳開變高側(cè)開關(guān)或誤跳變高開關(guān)。2 號、3 號機組的4 根從機組至網(wǎng)控樓的聯(lián)跳發(fā)送與接收電纜絕緣測試結(jié)果大于100 MΩ，但仍存在隱患，可能導致2 號、3 號主變故障時電量保護因聯(lián)跳電纜故障而無法跳開變高側(cè)開關(guān)，導致故障范圍擴大，也存在誤跳的可能性。處理措施為緊急停運1 號主變，敷設(shè)6 根從機組至網(wǎng)控樓的聯(lián)跳發(fā)送與接收電纜，替換現(xiàn)在存在隱患的電纜。②20 根500 kV 母線差動保護CT 電纜存在短路或接地隱患（包括已確認受損的5081 開關(guān)CT 支路），可能引起母差保護閉鎖或?qū)е履妇€差動保護誤動作。處理措施為敷設(shè)20 根從開關(guān)站至網(wǎng)控樓的母線差動保護CT 電纜，替換現(xiàn)在存在隱患的電纜。③500 kV 第八串508227 地刀狀態(tài)反饋電纜故障。處理措施為敷設(shè)1 根從開關(guān)站至網(wǎng)控樓的電纜，替換現(xiàn)在存在隱患的電纜。④沙角A、B、C 廠電纜溝運行較長的低壓配電電纜、可能存在木質(zhì)板件的電纜溝蓋板。處理措施為全面排查梳理三個廠區(qū)電纜溝，更換運行超過15～20 年的低壓配電電纜，更換存在木質(zhì)板件的電纜溝蓋板。

6 結(jié)束語

沙角C 電廠500 kV 沙東乙線異常跳閘事件搶修工作以恢復(fù)沙東甲乙線雙線運行為首要目標，首先梳理受影響電纜范圍，并對檢查發(fā)現(xiàn)問題的電纜、光纜盡快進行更換，盡快排查、消除電廠目前及可能存在的異常、隱患和告警，最終保證整個電網(wǎng)的安全運行。