一起220kV變電站母線失電事故的原因分析

孫儀 麥立 高衛(wèi)恒 梁肖

摘? 要：對電網(wǎng)故障處置的一般規(guī)定及母線故障處置方法做了概述，針對一起220千伏變電站220千伏母線失電事故做了分析，總結(jié)了防止母線跳閘的相關(guān)措施，并提出了相應(yīng)的解決方法。

關(guān)鍵詞：母線;跳閘;失電

中圖分類號：TM773? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2019）16-0132-02

Abstract： This paper summarizes the general provisions of power network fault disposal and bus fault disposal methods， analyzes a 220kV bus power loss accident in 220kV substation， summarizes the relevant measures to prevent bus tripping， and puts forward the corresponding solutions.

Keywords： bus; trip; power failure

1 電網(wǎng)故障處置的一般規(guī)定

在電網(wǎng)發(fā)生故障時，值班調(diào)度員處置故障應(yīng)根據(jù)下列原則：及時發(fā)現(xiàn)故障，盡速限制故障的發(fā)展，消除故障的根源，盡速解除對人身和設(shè)備安全的威脅。盡可能保持設(shè)備繼續(xù)運行，保證對用戶連續(xù)供電。盡速恢復(fù)對已停電用戶的供電，特別需先恢復(fù)發(fā)電廠的廠用電、變電站的站用電和重要用戶的保安用電。盡速調(diào)整系統(tǒng)運行方式，使其恢復(fù)正常。本文通過某220千伏變電站220千伏Ⅰ、Ⅱ母線因站外樹木倒伏導(dǎo)致故障跳閘，造成雙母線失壓，對該變電站失電事故進(jìn)行分析。

2 母線故障處置的規(guī)定

發(fā)生發(fā)電廠或變電站母線故障或失去電壓，值班調(diào)度員在接到現(xiàn)場值班人員的匯報后處置原則：應(yīng)立即了解失電母線開關(guān)是否已全部跳開或拉開。若未拉開，則應(yīng)立即令其拉開失電母線所有開關(guān)，發(fā)現(xiàn)故障點立即采取措施隔離，并對一、二次設(shè)備及繼電保護(hù)動作情況進(jìn)行詳細(xì)檢查。立即判斷故障范圍，首先處置系統(tǒng)失穩(wěn)、解列、過負(fù)荷及對重要用戶恢復(fù)送電問題，限制故障范圍，防止事故擴(kuò)大。進(jìn)一步了解現(xiàn)場詳細(xì)情況，確定處置方案，進(jìn)行恢復(fù)操作。

發(fā)電廠和多電源變電站母線故障失電的處置步驟：

（1）若母差保護(hù)動作，或母差保護(hù)未動但某一開關(guān)失靈保護(hù)動作，母線失電，現(xiàn)場值班人員應(yīng)及時將繼電保護(hù)動作、開關(guān)跳閘及故障情況向值班調(diào)度員匯報，并對失電母線進(jìn)行外部檢查。

（2）經(jīng)檢查判明失電母線確有故障時，首先隔離故障母線。若雙母線中的一組故障失電，則將故障母線上的全部或部分開關(guān)倒至運行母線上（操作應(yīng)采用冷倒方式，即母線閘刀先拉后合）。如系單母線方式故障失電，應(yīng)盡可能先隔離故障點，恢復(fù)部分運行（分段或啟用旁路母線等），應(yīng)盡速恢復(fù)與系統(tǒng)并列。

（3）經(jīng)過檢查，若未查出母線失電原因，進(jìn)行試送電時，應(yīng)首先考慮用外來電源送電，可用規(guī)定的主電源開關(guān)對母線試送。用外部電源對母線試送時，需將試送線路本側(cè)方向高頻保護(hù)（或高頻閉鎖保護(hù)）改停用，若線路配置雙光纖保護(hù)，線路兩側(cè)保護(hù)正常投入，將線路送電側(cè)后備保護(hù)距離Ⅱ段時間定值調(diào)至0.5秒。如必須用本側(cè)電源試送時，試送開關(guān)必須完好，并有完備的繼電保護(hù)，主變后備保護(hù)應(yīng)有足夠的靈敏度，主變后備保護(hù)應(yīng)盡量降低整定值和動作時限。

3 事故現(xiàn)場工作情況

3.1 故障前現(xiàn)場運行情況

某220千伏變電站220千伏系統(tǒng)運行方式：220千伏Ⅰ、Ⅱ母線并列運行，#1主變4701開關(guān)、2C99開關(guān)、線2C51開關(guān)運行在Ⅰ母線，#2主變4702開關(guān)、4756開關(guān)、2C52開關(guān)、2C54開關(guān)運行在Ⅱ母線，2C98開關(guān)（原2C53開斷線路開關(guān)）未投運。該變110千伏系統(tǒng)運行方式：110千伏Ⅰ、Ⅱ母線分列運行，653開關(guān)（光伏上網(wǎng)線路）、659開關(guān)、662開關(guān)、656開關(guān)、660開關(guān)（110千伏牽引站備用線路開關(guān)）、#1主變101開關(guān)運行于Ⅰ母線;658開關(guān)、661開關(guān)、655開關(guān)、654開關(guān)、#2主變102開關(guān)運行于Ⅱ母線。該變35千伏系統(tǒng)運行方式：35千伏Ⅰ、Ⅱ段母分列運行，#1主變帶35千伏Ⅰ段母線負(fù)荷運行，#2主變帶35千伏 Ⅱ段母線運行。

兩座鐵路牽引站受電方式如下：220千伏甲牽引站由該變經(jīng)220千伏2C51/2C52雙線供電，2C52線為主供電源，2C51線充電運行。220千伏乙牽引站分別由該變經(jīng)220千伏2C54線、經(jīng)220千伏2C53線供電，2C53線為主供電源，2C54線充電運行。

3.2 故障經(jīng)過情況

7月12日7時43分，該變220千伏第一套、第二套母差Ⅰ、Ⅱ母線保護(hù)先后動作，跳開220千伏#1主變4701開關(guān)、#2主變4702開關(guān)、母聯(lián)4700開關(guān)、2C99開關(guān)、4756開關(guān)、2C51開關(guān)、2C52開關(guān)、2C54開關(guān)。220千伏雙母失壓;110千伏Ⅰ母線失壓，所帶負(fù)荷備投至220千伏其它變，110千伏Ⅱ母線仍然帶電;35千伏Ⅰ母線失壓，35千伏Ⅱ母線帶電運行。

該變220千伏母線失電后，省調(diào)、地調(diào)分別通知運維站檢查現(xiàn)場故障情況。變電運行人員趕赴現(xiàn)場后立即檢查保護(hù)室保護(hù)動作情況，發(fā)現(xiàn)220千伏兩套母差保護(hù)動作，跳開運行于220千伏Ⅰ、Ⅱ母的所有開關(guān)，初步判斷220千伏母線范圍內(nèi)存在故障。隨即運行人員對220千伏一次設(shè)備逐一進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)變電站220千伏設(shè)備區(qū)圍墻外高大白楊樹倒伏在220千伏母線端部下方地面，并壓塌柵欄式圍墻?，F(xiàn)場檢查倒伏大樹樹葉多處有電弧灼傷痕跡，220千伏Ⅱ母線B、C相管母端頭有明顯放電痕跡，220千伏2C99間隔（2C99開關(guān)運行于220千伏Ⅰ母線，且位于220千伏設(shè)備區(qū)第一個間隔位置）C相開關(guān)與刀閘之間引線有放電痕跡，檢查其它一次、二次設(shè)備未發(fā)現(xiàn)異常。

設(shè)備恢復(fù)情況：8時36分，現(xiàn)場運行人員匯報調(diào)度，向調(diào)度值班人員說明現(xiàn)場故障原因，并根據(jù)調(diào)度要求對現(xiàn)場設(shè)備是否具備運行條件進(jìn)行分析。9時12分，運行人員向省調(diào)匯報現(xiàn)場220千伏母線及其它設(shè)備具備運行條件。根據(jù)省調(diào)指令9時33分試送XX線2C99開關(guān)對220千伏Ⅰ母沖擊并正常，9時37分合上母聯(lián)4700開關(guān)，對220千伏Ⅱ母送電，220千伏兩條母線恢復(fù)送電。10時15分，恢復(fù)220千伏2C51/2C52雙線、2C54線運行，220千伏甲牽引站和乙牽引站恢復(fù)正常供電。10時35分，恢復(fù)220千伏該變#1主變110千伏、35千伏側(cè)電網(wǎng)運行方式。

4 原因分析及現(xiàn)場處理情況

事故發(fā)生后，通過檢查保護(hù)裝置動作情況發(fā)現(xiàn)，7時43分05秒，220千伏Ⅰ母差流為零;220千伏Ⅱ母A相差流為0.04安，B相差流為34.588安，C相差流為34.515安，大于母差保護(hù)動作定值（4安），跳開運行于Ⅱ母的所有開關(guān)，故障相別為B、C相;7時43分06秒，220千伏Ⅰ母A相差流為0.025安，B相差流為0.013安，C相差流為18.135安， 大于母差保護(hù)定值（4安），差動保護(hù)動作，跳開運行于Ⅰ母的所有開關(guān)，故障相別為C相。故障電流采樣計算及出口動作邏輯正確，動作行為反應(yīng)為220千伏母線區(qū)內(nèi)故障，初步分析故障點在220千伏母線區(qū)域。

隨后，變電運行人員對全站一次設(shè)備進(jìn)行檢查。發(fā)現(xiàn)變電站220千伏設(shè)備區(qū)圍墻外約20m高大白楊樹倒伏在220千伏母線端部下方地面，并壓塌柵欄式圍墻，大樹樹葉多處有電弧灼傷痕跡，220千伏Ⅱ母線B、C相管母端頭、220千伏2C99間隔C相開關(guān)與刀閘之間引線有放電痕跡，其它一次、二次設(shè)備未發(fā)現(xiàn)異常。

綜合上述分析，對本次事故原因分析如下：7月份該地區(qū)發(fā)生持續(xù)降雨，雨水充沛，變電站圍墻外白楊樹生長速度加快，樹冠枝葉茂盛，樹根、樹干承重負(fù)荷加大。7月12日清晨，該變圍墻外一棵白楊樹受當(dāng)日強(qiáng)對流大風(fēng)天氣影響，加之白楊樹材質(zhì)疏松，被大風(fēng)刮斷，并倒向站內(nèi)。大樹在傾倒過程中，220千伏Ⅱ母B、C相管母端頭對樹枝放電造成220千伏Ⅱ母線故障;隨后在白楊樹繼續(xù)傾倒過程中，2C99間隔C相開關(guān)與母線刀閘之間引線又對樹放電，造成Ⅰ母線故障。事故過程及現(xiàn)象與保護(hù)動作行為記錄相吻合。

5 暴露的問題和經(jīng)驗教訓(xùn)

事故暴露了如下問題：一是惡劣天氣影響日趨嚴(yán)重。隨著全球環(huán)境的不斷變化，近年來，安徽省特別是大別山區(qū)很容易出現(xiàn)強(qiáng)對流天氣，在微地形、微氣候的共同作用下，自然災(zāi)害給電網(wǎng)設(shè)備的運行安全也帶來較為嚴(yán)重的危害。二是變電運行人員對變電站圍墻外部超高樹木發(fā)生傾倒、折斷的可能性認(rèn)識不足，對樹木傾倒給變電站內(nèi)部設(shè)備造成的危害認(rèn)識不到位。

事故防范和整改措施：

（1）及時開展變電站圍墻周圍超高樹排查清理工作。

結(jié)合“三查三強(qiáng)化”安全專項活動，立即組織對35千伏及以上變電站圍墻周邊高大樹木進(jìn)行一輪專項隱患排查，發(fā)現(xiàn)樹木超高并可能危及變電站安全運行的，立即組織人員對超高樹木進(jìn)行集中清理、修剪或砍伐。

（2）落實設(shè)備主人制，明確變電站運行管理范圍。變電站圍墻周邊高大樹木納入變電運維人員例行巡視工作范圍，定期對可能危及設(shè)備安全運行的超高樹木枝葉進(jìn)行清理、修剪或砍伐。

（3）加強(qiáng)惡劣天氣來臨前電網(wǎng)設(shè)備及周邊環(huán)境特巡工作，根據(jù)地理特點充分分析影響山區(qū)變電站運行的不安全因素，提前做好應(yīng)對防范措施，防止電網(wǎng)設(shè)備事件發(fā)生。

（4）加強(qiáng)對變電運行人員安全技能培訓(xùn)，提高對變電站圍墻外安全隱患的辨識判斷能力，提高設(shè)備及周邊環(huán)境巡視質(zhì)量。

（5）優(yōu)化電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，對牽引站等重要用戶盡量避免電源點來自同一變電站，將存在類似供電隱患的用戶列入規(guī)劃項目，逐步完善供電方式，提高可靠性。

（6）舉一反三，開展變電站外部環(huán)境安全隱患排查專項整治工作。排查各電壓等級變電站周邊外部隱患，集中治理變電站周邊各類施工作業(yè)、塑料大棚、易漂浮物、魚塘、揚塵等易造成變電設(shè)施外破停運的各類因素隱患，進(jìn)一步提升變電站外部運行環(huán)境。

6 結(jié)束語

本文對電網(wǎng)故障處置的一般規(guī)定及母線故障處置方法做了概述，針對一起220千伏變電站220千伏母線失電事故做了分析，總結(jié)了防止母線跳閘的相關(guān)措施，以及處置母線故障的一般步驟，并提出了相應(yīng)的解決方法。

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