一起10 kV II段母线失压故障分析

2021-03-24孔健，宫静，薛莉，赵娜

农村电气化 2021年3期

孔健，宫静，薛莉，赵娜

（国网山东省电力公司曲阜市供电公司，山东曲阜273100)

1 故障情况

2020年8月14日夜，雷雨天气，110 kV 某变电站10 kV II 段TV 三相一次保熔断，10 kV 59019 线路过流I段速断跳闸，10 kV备自投装置动作跳开#2主变10 kV 侧5902 开关，但未能正确合上10 kV 母联5900 开关，备自投失败，导致10 kV II 母失压，10 kV II 段母线所带3 条10 kV 线路线失去电源，损失负荷约1.7 MW。

2 故障原因分析

2.1 基本情况

变电站10 kV 母线为单母线分段，当时运行方式为分列运行，#1主变10 kV侧5901开关合闸，#2主变10 kV 侧5902 开关合闸，10 kV 母联5900 开关分闸。10 kV备自投装置型号为CSC-246，装置能实现母联保护和10 kV 备自投保护功能，母联保护未设定值不使用，装置设有“备自投合5901”“备自投跳5901”“备自投合5902”“备自投跳5902”“保护合闸”“保护跳闸”跳合闸开出硬压板。

2020 年7 月1 日备自投逻辑传动试验后正式将备自投功能投入运行，在当时运行方式时10 kV 备自投装置方式1充电，即母联备自投方式充电。

根据此备自投装置定值，母联备自投方式逻辑为：正常运行时，I、II 母均有压，#2 主变10 kV 侧5902 开关合位，#1 主变10 kV 侧5901 开关合位，10 kV 母联5900 开关分位，当10 kV II 母线电压低于30 V，判母线失压，延时5.5 s 跳开#2 主变10 kV侧5902 开关；检测10 kV I 母线电压大于70 V，即判10 kV I母线有电压，经0.3 s延时合上10 kV母联5900 开关，保证正常供电。为防止TV 断线时备自投误动，取主变10 kV 侧测量电流作为母线失压的闭锁判据，闭锁电流值为0.1 A。

2.2 故障现场排查情况

因雷雨天气造成10 kV II 段TV 过电压故障，21:12:20，A、C相一次保险熔断，1 s后B相一次保险熔断，造成10 kV备自投装置内10 kV II段母线电压为零，满足10 kV备自投II母检无压的条件。

图1 10 kV II段TV一次保险熔断时故障波形图

31 min后，10 kV 59019线因线路上配网开自动化TV遭雷击造成ABC三相短路，过流I段保护动作（定值：15 A，0.12 s），动作值为Ia为34.25 A，Ib为50 A，Ic为30.75 A，并且重合闸动作成功。故障电流波形如图2所示。

结合图2以及由录波器倒出的采样数据表，如表1所示，进行分析。10 kV备自投有流闭锁二次接线是串接的#1、#2主变10 kV侧测量A相电流，10 kV II段母线所带3条10 kV线路平常负载很小，在10 kV 59019 线保护动作前，10 kV II 母A 相二次电流为0.22 A，稍大于#2进线无流电流定值0.1 A，10 kV备自投不启动，在10 kV 59019线跳闸且重合之后，部分负荷暂时未能启动恢复，导致II母A相二次电流为减小至0.06 A，满足10 kV备自投II母检无流的条件，10 kV备自投启动，经5.5 s的延时跳开5902开关，并经0.3 s的延时发出合10 kV母联5900的命令，由于备自投合母联硬压板未在合闸投用状态，造成合母联5900开关失败，10 kV II母电源未能得到恢复。

图2 10 kV59019线三相短路时故障电流波形图

表1 故障录波采样数据表

2.3 故障现场处置情况

人员对现场的一二次设备进行了检查，对TV三相一次保险进行了更换，23:17，合上#2 主变10 kV侧5902 开关，10 kV II 段母线带电压，随后对3 条10 kV配电线路进行恢复送电。

3 暴露问题及责任分析

雷击造成10 kV II 母TV 一次保险熔断，导致10 kV 备自投II 段母线检无压条件成立，是此次故障的诱因。10 kV II母所带负荷小仅为1700 kW，正常时二次电流数值就比较接近母线检无流定值0.1 A，一旦有别的原因负荷再减少，有造成低于0.1 A的可能，不能实现有流闭锁，会造成10 kV 备自投误动。由于运维人员业务素质不强，不明白压板含义，且压板名称不直观易懂，是造成备自投合母联开关压板未能正常合闸投用是本次故障的主要原因。