一起因主变中性点虚接引起的保护越级动作事故分析

王云拴，樊鹏华

(西藏电力有限公司，西藏 拉萨 850000)

1 引言

2011年5月17 日14时27分，110kV乙丙线发生B相故障，110kV乙变电站110kV乙丙线041开关距离Ⅰ段保护动作，同时，110kV甲变电站110kV甲乙线041开关零序过流I段保护动作，导致110kV乙、丙变电站失压。

2 故障前运行方式

110kV甲变电站为110kV单母接线方式，单台主变运行，主变中性点接地;110kV乙变电站为单母分段接线方式，110kVⅠ母、Ⅱ母通过0121刀闸硬连接，#1、#2主变并列运行，#1主变中性点接地;110kV丙变电站为终端变电站，为110kV单母接线方式，单台主变运行，主变中性点不接地。110kV甲乙线为110kV甲、乙变电站的联络线。电气一次设备联络图如图1所示。

图1 110kV电气一次设备联络图

3 事故经过及动作情况

2011年5月17 日14时27分，110kV乙丙线发生B相故障，110kV乙变电站110kV乙丙线041开关距离Ⅰ段保护动作，同时，110kV甲变电站110kV甲乙线041开关零序过流I段保护动作，导致110kV乙、丙变电站失压。

3.1 110kV乙丙线保护动作情况

110kV乙丙线发生B相瞬时接地故障，110kV乙站乙丙线041开关距离Ⅰ段保护动作跳闸，故障测距为40.3km(线路总长度110.46km)。经工作人员巡线发现线路的#102-#103杆塔之间发现因树木安全距离不够放电造成线路跳闸，树木上有电弧灼烧痕迹，B相导线上有放电痕迹。保护动作具体情况见表1。

表1 110kV乙变110kV乙丙线041开关保护动作报文(保护装置为RCS-941A)

3.2 110kV甲乙线保护动作情况

110kV乙丙线跳闸的同时，110kV甲变电站110kV甲乙线041开关零序过流Ⅰ段保护动作，开关跳闸，故障测距187.2km(线路长度为168.52km)。保护动作具体情况见表2。

表2 110kV甲变110kV甲乙线041开关保护动作报文(保护装置为RCS-941B)

4 继电保护保护分析

在本次事故中，110kV乙丙线发生B相接地故障，110kV乙变电站乙丙线041开关距离Ⅰ段保护快速正确动作，切除故障点。

110kV乙丙线故障、乙变110kV乙丙线041开关保护动作的同时，110kV甲变电站110kV甲乙线041开关零序过流Ⅰ段保护动作，甲乙线041开关跳闸。对此，结合当时的电网运行方式，及时进行了相关核查及故障模拟计算工作:

(1)经核查，110kV甲变电站110kV甲乙线现场定值及CT变比与下发的定值一致(041开关，CT变比300/5，零序过流Ⅰ段3.82A、0s)。

(2)根据整定计算程序上所布的全网110kV及以上主变中性点接地方式，对电网实际运行中主变中性点接地方式进行了核查，核查情况与调度文件要求一致。

(3)及时与运维单位联系，收集了相关故障信息。从保护报文及故录上显示，在110kV乙丙线40.3km处(距离乙站36.46%处)发生B相接地故障时，故障零序电流(3)的分布情况为:

表3 故障零序电流(3I0)的分布情况

(4)与运维单位多次核实事故当时110kV乙变主变运行方式及主变接地方式，核实情况为:#1、#2两台主变并列运行，且#1主变中性点接地运行。

(5)结合当时的电网运行方式，在整定计算软件上进行了相关模拟故障计算，计算情况:①校验定值情况:在电网最大方式下，110kV甲乙线末端发生单相及两相接地故障时，110kV甲变电站侧041开关流过的3为176A，即零序过流Ⅰ段保护定值为228.8A(二次值为3.81A)，基本与目前运行定值一致。②在110kV乙变电站#1主变中性点接地方式下，模拟当时的故障，故障零序电流(3I0)的分布情况为。

表4 故障零序电流(3I0)的分布情况

③在乙变电站两台主变中性点均未接地方式下，模拟当时的故障，故障零序电流(3I0)的分布情况。

表5

④对电网其它线路故障进行模拟计算，并进行比对故障零序电流大小情况。

表6

(6)了解110kV乙丙线故障情况。

表7

2011年，110kV乙丙线故障仅此一次。

5 计算结果分析及结论

结合以上的事故核查情况及故障模拟计算，不难分析到:

(1)通过对电网其它线路故障时，故障零序电流的校核显示，目前应用的整定计算软件无相应问题，计算结果基本符合电网实际运行。

(2)就运维单位核实的110kV乙变电站运行方式:#1、#2两台主变并列运行，且#1主变中性点接地运行情况，结合其保护报文及故录显示故障当时110kV乙变电站#1主变高压侧基本无3故障零序电流流过，乙丙线上流过的故障零序电流基本与甲乙线上流过的故障零序电流持平。同时结合110kV乙变电站#1主变中性点接地方式下模拟当时的故障时，从故障零序电流分布情况看，110kV乙丙线上的故障零序电流，大都流入110kV乙变电站#1主变，仅有110A(二次1.83A)流入甲乙线甲变电站041开关，根本无法达到该开关的零序过流Ⅰ段定值(二次3.82A)。

另外，经对110kV乙变电站两台主变中性点均未接地方式下，模拟当时的故障，故障零序电流的分布情况分析，110kV乙丙线上的故障零序电流，全部流入甲乙线上，其故障模拟结算结果基本与现场保护报文及波纹显示的情况基本吻合，甲乙线甲变电站041开关二次故障零序电流达到5.50A，才足以使该开关的零序过流Ⅰ段达到定值跳闸。

综合以上计算结果，同时结合以往110kV乙丙线的故障情况，就2010年发生的两次故障，基本都比此次故障更靠近110kV乙站，而从未引起上一级的甲乙线甲站侧保护越级出口，进一步说明目前的甲乙线甲站041开关的零序定值满足要求，不存在越级出口的情况。而此次事故中110kV乙丙线的故障，引起甲乙线甲站041开关的零序过流Ⅰ段保护越级出口，应是由于现场110kV乙变电站主变实际中性点接地方式与调度要求不一致所致，从动作原理分析应属于正确。故障分析如图2所示。

图2 故障分析示意图

根据上述计算分析结果，调度机构通知运维单位对110kV乙变电站#1主变接地回路进行仔细检查，2011年5月17日20时30分，检修人员发现其#1主变中性点刀闸引流铜丝带锈蚀松动出现虚接，导致#1主变失去中性点接地，使110kV乙变电站主变实际中性点接地方式与调度要求不一致，失去其原有的作用，致使甲乙线保护超范围动作，证实上述计算结果和动作原理分析完全正确，随即将110kV乙变电站#1主变由运行转冷备进行处理，22时23分处理完毕，#1主变恢复原运行方式，#1主变中性点接地正常。

6 总结

防止电力系统发生越级跳闸事故涵盖了电力系统一次、二次设备运行维护的全过程。为防止电力系统发生越级动作跳闸事故，我们必须要加强一次、二次设备的巡视和运行管理，加强对一次、二次设备的定期检验工作，同时加强检修专业人员的培训工作，提高检修工作的质量，对发现的问题，必须及时进行消缺处理，防止因设备故障使电网事故扩大，确保电网安全稳定运行。