某变电站全站停电故障分析

【摘 要】某变电站在倒闸操作过程中突然全站停电，本文在概述故障过程的基础上分析了其全站停电的原因，给出了改进措施为今后工作提供了理论依据。

【关键词】变电站；倒闸操作；全站停电；故障过程

1 故障过程简述

XXXX年XX月XX日19时10分，110kV XX站合环倒负荷，运行人员需要合上110kV甲线断路器，并拉开110kV乙线断路器。

19时10分，当运行人员拉开110kV乙线断路器时，0.5秒后1号主变零压保护动作跳闸。

1号主变跳闸后，主变三侧电压不正常，判断为110kV甲线断线故障，应恢复初始运行方式。运行人员需要合上中性点接地刀闸，并使110kV甲线断路器断开，110kV乙线断路器合上。

20时26分，运行人员合上2号变中性点接地刀闸，此时主变三侧电压均恢复正常。

故障前运行方式：110kVXX变电站1、2号变高压侧并列运行， 1、2号变高压侧中性点接地刀闸均在断位。

疑点：

（1）1号主变保护为什么动作，2号主变保护为什么不动作？

（2）110kV甲线断线故障，主变三侧电压波形为什么畸变？

（3）为什么合上主变中地刀后，主变三侧电压波形恢复正常？

（4）主变零压保护是否应当动作跳闸？

（5）对类似故障情况有什么预防措施？

2 故障原因分析

2.1 故障前系统运行状况介绍

故障前系统运行方式如图1所示。

通过录波图，可知故障发生时，高压侧零序电压为156V，由于1号变零压保护定值为150V，2号变零压保护定值为180V，所以发生故障时，1号主变保护513ms动作跳三侧，2号主变保护不动作跳闸。

2.2 故障情况分析

通过以上数据可见：110kV甲线发生了B相断线故障，由于1、2号主变保护中性点接地刀闸均在分位，所以城南变电站1号主变零序过压保护513ms动作跳开三侧断路器。

高压侧B相断线时，此时高压侧电压A、C相幅值及相位不变，B相电压幅值减半。

高压侧B相断线时，中压侧B相电压幅值接近0V，A、C相电压幅值有所降低，且相位相反。这是由于零序电压不参与传变引起的，高压侧正、负序分量，传变至中压侧，可得中压侧A、C相电压幅值基本相同，相位相反，B相电压为0。如表1所示。高压侧B相断线时，变压器低压侧电压A、B相电压降低且与C相电压反向，C相电压幅值不变，与实际故障情况结果一致。

3 中性点接地刀闸合上后的主变三侧电压分析

3.1 事故情况简述

1号主变零压保护动作跳开1号主变三侧断路器后，20时26分，运行人员合上2号变中性点接地刀闸，此时2号主变三侧电压均恢复正常。

3.2 事故原因分析

变压器中性点接地时，变压器高压侧B相断线，这是由于高压侧B相断线时，健全相A、C相电压幅值及相位保持不变，低压侧健全相a、c相得内部感应电动势Ea、Ec按正常关系传变，断线相B相的感应电动势Eb等于0.因此，在三角形绕组内产生零序电动势E0，且零序电动势正好反加b相二次绕组上，使b相绕组在低压侧产生励磁电流和磁通，该励磁电流和磁通与高压侧施加电压时效果一样，在高压侧同样产生感应电动势，使高压侧的三相电压也与断相前电压一样。因此，变压器的两侧电压及低压侧电流感觉不到断线的发生。

4 经验教训和措施、建议

应重视线路断线故障的危害，在线路发生断线故障时，终端变电站主变中性点过电压运行，此时主变保护应动作跳闸。在主变高压侧发生断线故障后，若主变未动作跳闸，此时中性点一次侧过电压幅值为3U0= + + =95kV，故此时若合中地刀有一定的危险。

措施和建议如下：

（1）考虑到主变中性点不易长时间过电压运行，中性点过电压时主变保护应动作跳闸。因110kV主变高压侧断线故障时，零序电压在156V左右，故零压保护定值不易设置过高，可考虑设置为150V。

（2）在主变高压侧线路发生断线故障时，中性点过电压幅值为95kV，运行人员合主变中地刀时，存在一定的危险。故运行人员在合中地刀前，应确认中性点不存在过电压。

（3）本次故障中，在运行人员合上110kV甲线断路器后，应检查线路三相均有电流，确认三相确实均已合上，方可继续操作，防止出现断线故障。

参考文献：

[1]国家电力调度通信中心. 电力系统继电保护规定汇编（第二版）[M]. 北京：中国电力出版社，2000.

[2]国家电力调度通信中心. 继电保护培训教材（下册）[M]. 北京： 中国电力出版社，2009.

[3]杨利水. 继电保护及自动装置检验与调试200例 [M]. 北京： 中国电力出版社，2008.

作者简介：

牛勇（1983-），男，山西长治人，2006年毕业于上海理工大学电气工程及其自动化专业，工程师，从事继电保护工作