浅谈沙角C 电厂500 kV 沙东乙线异常跳闸事件分析及处理

2019-04-11杨青

科技与创新 2019年6期

杨青

（广东省粤电集团有限公司沙角C 电厂，广东东莞 523936）

2018-09-21T00：00 时左右，500 kV 沙角C 厂两回电缆沟交叉点起火，引起该区域内的通信用光缆、直流电缆、稳控、PMU、测控、保护用交流及控制电缆等受损。

电缆沟起火燃烧过程中，C 厂GIS 室内两个低压配电空开跳闸（用于加热器和照明），GIS 室区域两套直流电源系统报直流接地、交流窜入告警，至网控变送器屏的220 V 直流电源空开跳闸；两套稳控装置出现装置异常报警，稳控装置一黑屏死机、有继电器频繁动作声音；500 kV 沙东乙线辅B 保护动作跳闸并给对侧发远跳信号，本侧5051 开关跳闸；500 kV 沙东甲线主一主二保护、辅A 辅B 保护PT 回路断线，PT 空开跳开，保护一路专用光纤通道（48 芯）中断，甲线紧急转冷备用；500 kV 一母母差保护一5081 开关支路CT 断线，保护闭锁，5081 开关紧急停运。#1 发变组与变高侧开关联跳电缆故障，1 号主变紧急停运。

1 事件前运行方式

故障发生前，沙角C 电厂1、2、3 号机组（3*660 MW）正常运行，500 kV 母线I、II 母线分列运行，500 kV 第四串5041、5042、第五串5052、5053、第六串5062、第七串5072、第八串5082 开关均处于热备用状态。其中1 号机组带310 MW 负荷运行，2 号机组带350 MW 负荷运行，3 号机组带350 MW 负荷运行。500 kV 沙东甲、乙线、沙广乙线、B/C 联络线运行。

2 沙东乙线异常跳闸原因

根据故障录波波形可看出，沙东甲线及乙线二次侧电压、电流突变频繁出现，自00：15 开始沙东乙线CT 二次回路相继B 相接地—BC 相接地—三相开路，00：30 起沙东甲线保护装置开始出现PT 断线报警，沙东乙线故障录波启动，随后00：47 沙东乙线保护装置开始出现PT 断线报警，判断这些异常现象均由电缆沟起火导致电缆受损引起。

故障录波与稳控装置、行波测距装置共用沙东甲乙线出线CT 绕组回路。由故障录波可以看出，沙东甲乙线出线CT绕组回路受影响严重。在乙线辅B 保护动作时，乙线出线CT 绕组无流。判断此时CT 回路电缆已经受损，存在短路故障。

00：48：14，由于沙东乙线辅B 保护PT 二次电压回路串入外部交流电压，导致电压异常，达到沙东乙线辅B 过压保护定值（定值82.5 V，延时0.5 s），沙东乙线辅B 保护过电压动作跳5051 开关，发远跳令，因此，障相别为A、B相，A 相动作电压为116.1 V。从沙东乙线辅B 保护动作报告波形分析得出，沙东乙线辅B 过压保护正确动作。

3 保护动作行为分析

保护动作时序如表1 所示。

表1 保护动作时序

4 电缆起火原因分析

4.1 起火区域电缆布置情况

沙角C 电厂500 kV GIS 升压站至网控继保室的两回电缆沟交叉点起火位置下如图1 所示。

图1 起火位置

电缆沟一是20 世纪90 年代电厂投运时设计建设的，电缆沟紧凑，桥架单侧双层，桥架内电缆层叠敷设，退役设备的电缆不易抽取。电缆沟二是12 年母差保护改造时新建（全长20 余米）。

从电缆沟二南端至网控继保室的电缆共有37 根，其中两条母线的母差电流回路电缆共20 根，三台机组联跳500 kV 断路器的联跳电缆共6 根，沙东甲、乙线出线电流至安稳装置电缆2 根，220 V 直流电源系统至网控变送器屏直流电源箱电缆2 根，第八串GIS 就地控制柜至远动中转柜1根，5043 开关、5051 开关合闸位置开入至稳控装置信号电缆2 根，沙东甲、乙线电压至稳控主机柜（PT 回路）电缆共2 根，500 kV 第四、五串断路器监控系统通讯光纤共2根。从电缆沟三向西穿过电缆沟二进入电缆沟一有沙东甲、乙线出线PT 至网控继保室的共10 根电缆。沙东甲乙线保护及通信专用光缆（48 芯）1 根。

在该起火区域还有沙角B 电厂新路灯和旧路灯照明用电缆各1 根，沙东甲、乙线出线PT 就地端子柜加热器电缆各1 根。

此交叉区域电缆分三层布置，上层电缆包括沙角B 电厂新路灯照明电缆，另外两条电缆为沙角C 电厂220 V 直流电源至网控变送器屏电源箱电缆。中间层电缆主要为沙角C 电厂的沙东甲、乙线出线PT 至网控继保室的电缆，沙角B 电厂旧路灯照明电缆（普通橡胶电缆，白色外皮，三芯多股线，非阻燃电缆）。沙东甲、乙线出线PT 就地端子柜加热器电缆等。最底层电缆主要是母差保护用CT 回路电缆，第四、第五串断路器至安稳装置、沙东甲、乙线出线PT、CT 回路至安稳、故障录波等电缆。

4.2 电缆起火原因

现场起火电缆沟电缆逐层分离电缆后的检查情况及结合报警发生时序进行综合分析，电缆沟起火原因为敷设在中间层的沙角B 电厂旧路灯电缆（普通橡胶电缆，白色外皮，三芯多股线，非阻燃电缆）过热起火，使得同层的沙东甲、乙线出线CT 至稳控、录波、行波测距（共用线路出线CT绕组）、沙东甲、乙线PT 回路电缆受到外部热源影响而使绝缘逐步损坏，导致行波测距装置、故障录波装置采样的沙东乙线二次电流由于电缆绝缘损坏而出现异常变化，行波测距装置、故障录波装置启动，发出告警信号，相应保护装置发出“PT 回路失压”报警，发出通信通道中断告警信号等；随后逐步扩展至上层电缆，同时由于2012 年电缆沟二施工时施工单位用木质模板现场浇筑混凝土盖板（其他电缆沟采用铁质盖板），起火位置电缆沟盖板的木质模板未拆除助燃火势，电缆沟内敷设的非阻燃光缆也起到一定的助燃作用，引起220 V直流电源至网控变送器屏电源箱的两条直流电缆和B 厂的新路灯电源电缆绝缘损坏，直流电源空开跳闸和B 厂新路灯电源跳闸。火势扩展至底层电缆，使得1 号发变组与变高侧开关联跳电缆、I 母母差保护一的5081 支路CT 电缆受到外部热源影响而使绝缘逐步损坏，导致#1 发变组非电量保护的两个110 V 空开跳闸，母线I 的母差保护一闭锁报警。火势发展与监控、保护装置发出的异常报警信号出现的时序相。

5 风险排查及处理

当前由于电网结构及电源需求，沙角C 厂继续保持运行状态，但此次受损电缆仍存在较大的安全隐患，全面完成整改前，系统风险不容轻视。通过对起火电缆沟区域的相关电缆进行排查并制定后续整改计划，具体风险及处理措施如下：①1 号机组2 根至网控楼的联跳发送与接收电缆已受损，存在接地故障。将会导致1 号主变故障时电量保护无法跳开变高侧开关或误跳变高开关。2 号、3 号机组的4 根从机组至网控楼的联跳发送与接收电缆绝缘测试结果大于100 MΩ，但仍存在隐患，可能导致2 号、3 号主变故障时电量保护因联跳电缆故障而无法跳开变高侧开关，导致故障范围扩大，也存在误跳的可能性。处理措施为紧急停运1 号主变，敷设6 根从机组至网控楼的联跳发送与接收电缆，替换现在存在隐患的电缆。②20 根500 kV 母线差动保护CT 电缆存在短路或接地隐患（包括已确认受损的5081 开关CT 支路），可能引起母差保护闭锁或导致母线差动保护误动作。处理措施为敷设20 根从开关站至网控楼的母线差动保护CT 电缆，替换现在存在隐患的电缆。③500 kV 第八串508227 地刀状态反馈电缆故障。处理措施为敷设1 根从开关站至网控楼的电缆，替换现在存在隐患的电缆。④沙角A、B、C 厂电缆沟运行较长的低压配电电缆、可能存在木质板件的电缆沟盖板。处理措施为全面排查梳理三个厂区电缆沟，更换运行超过15～20 年的低压配电电缆，更换存在木质板件的电缆沟盖板。