实例谈110kV变电站运行失电原因

【摘要】文章通过一起110kV变电站全站失电事故原因进行了简要分析

【关键词】110kV变电站；失电；特殊运行方式

一般导致110kV变电站全站失电原因有两种：一种是单电源供电，当线路故障等原因导致对侧110kV出线开关跳闸；另一种原因就是双电源供电，当主供电源消失后，备自投动作不成功导致全站失电。以上两种情况都较常见。还有一种情况，比较少见，就是由变电站内部或输出回路故障造成的。

1.事故经过

1.1 事故变电站运行方式简介

110kV变电站只有一台110/10kV的双圈主变，主变容量为80 MVA。变电站无110kV进线开关，主变高压侧有701开关，且主变10 kV侧有101A、101B两台开关，分别供10kV I段母线和10kV II、III段母线，这种接线方式比较特殊，如图1所示。

1.2 全站失电经过

2010年12月11日0:02:16.630，变电站主变701后备保护C相Ⅱ段复压方向过流保护动作，跳开主变高低侧三台开关，造成全站失电。

2.事故原因调查

2.1 问题提出

提出如下问题：主变高后备误动？主变差动保护失灵？主变低后备为什么不动作？10kV出线保护拒动，造成保护越级？

2.2 原因调查

2.2.1 主变高后备是否误动作

对于第一个问题，从701保护装置记录上检查很快得以排除，如表1所示。

主变后备保护II段复压过流保护定值为3.75A，1.5s。从表1（现场保护装置）上可以看到，故障是真实存在的，保护动作是正确的，排除了主变高后备保护误动的可能。

2.2.2 主变差动保护是否动作

主变高后备保护动作正确，是否在主变差动保护区内有故障？通过对差动保护装置的检查，没有发现动作记录，进一步检查主变低后备，在主变低压侧后备保护装置101A、101B的保护装置中都发现了较大的电流值，且故障电流方向与高压侧故障电流指向相近，排除了差动保护拒动的可能。

2.2.3 主变低后备保护为什么不动作

主变低压侧101A后备保护在高后备动作前曾经保护启动，但未出口，从装置录波记录中看到有故障电流，但持续时间没有达到动作时间（保护定值为8A，1.2s），如表2所示。从表2中可以看出，101A保护装置反映I段母线B、C相有短路故障发生，故障电流值都超过了保护定值，但故障持续时间都没有达到动作时间，故101A后备保护不动作是正确的。

再检查主变低压侧101B后备保护装置，在故障发生时保护没有启动过，故没有录波记录，但从保护装置越限记录中查到在高后备动作前曾持续出现较大电流值，且没有达到定值，故保护不动作也是正确的（保护定值为8 A，1.2 s），如表3所示。

2.2.4 出线保护装置检查分析

10kV出线保护装置装在开关柜上，共有5条，进入开关柜一检查，发现所有出线过流保护压板未投入，故没有一条出线保护装置动作，因保护未启动，保护装置也没有录波记录，但是通过对每一个保护装置越限记录的检查，很快发现由101A供电的I段母线上1D1出线在高后备动作前曾出现持续大电流，如表4所示。

1D1出线故障电流恰好在101A后备Ⅱ段复压定值（8A）附近，导致101A后备保护启动，但是故障持续的时间不满足101A后备Ⅱ段复压延时定值（1.2s）的要求，所以101A低后备保护Ⅱ段复压不动作。在由101B供电的III段母线上，10kV出线1DF保护装置也在此时刻采集到持续大电流，如表5所示。

1DF出线故障电流恰好在101B后备保护的相电流越限电流定值（6A）附近，但是不满足101B后备保护Ⅱ段复压定值（8A），所以101B后备保护Ⅱ段复压不动作，装置上查看到大量相电流越限而无保护录波记录。

2.3 调查结果

2010年12月11日0:1:53.793，10kVⅢ段母线上1DF出线先是发生A相接地故障，由于10kV过流保护功能压板未能投入，导致故障进一步扩大，接着引发AB相、直至ABC相故障。由于故障电流小于101B后备保护复压Ⅱ段定值，101B后备保护不动作，故障持续存在。2010年12月11日0:2:14.313，10kVⅠ段母线上1D1出线也发生B、C相故障，电流恰在101A后备保护Ⅱ段复压定值（8A）附近，101A后备保护启动但持续时间未达到Ⅱ段复压延时定值（1.2s）（中间有4次录波启动），101A后备保护不动作，故障未能及时切除。那么，正好1D1故障与1DF出线故障叠加，导致主变高后备C相故障电流持续大于701后备保护Ⅱ段复压方向过流定值（3.75A），且持续时间满足Ⅱ段复压方向过流时限（1.5s），故0:02:14.630，Ⅱ段复压方向保护动作，0:02:16.172，故障切除保护返回。

3.结束语

这次全站失电事故，是因为继电保护人员没有正确投入保护压板而造成的典型误整定事故。通过这次事故，发现在特殊运行方式下，高、低后备保护的配合，10kV出线与低后备之间的定值配合也存在着一定的缺陷。建议今后在电力规划中尽量不采用此种接线方式，如果已经存在这种接线方式的变电站，调度继电保护整定人员要充分考虑各种方式下的保护定值配合工作。为防止类似事故的再次发生，采取以下几点措施：第一，调度部门对该变电站的保护定值设置进行一次全面的复核计算，尤其是主变保护的整定计算；第二，根据101A、101B实际所带负荷的情况，重新设置了主变保护低压测定值，增加了分段110B的过流保护；第三，检修部门对所管辖变电站的保护压板投退情况进行了一次全面的排查；第四，加强继电保护人员对变电站保护设备相关知识的培训。