一起跨电压等级故障分析

苏玉忠

（国网宁夏电力有限公司固原供电公司，宁夏 固原 756000）

0 引 言

某地发生330 kV甲变电站中一条110 kV某风电线与110 kV乙变电站中1号主变同时跳闸事件，通过对两变电站中的保护装置跳闸信息及故障录波数据调取分析，得出这是一起35 kV线路与110 kV线路跨越处短路且站内开关设备受损的复杂电网故障。

1 故障前运行方式

330 k V甲变电站：110 kV母线并列运行，116某风电线运行于110 kVⅡ母。

110 kV乙变电站：110 kV母线分列运行，111甲乙线带全站负荷，共1台主变，35 kV采用单母线接线，311某泵站线、312某光伏线及35 kVⅠ母电压互感器间隔运行35 kVⅠ母。

2 故障跳闸信息及分析

2.1 故障跳闸信息

XX年4月2日17 ：32，312某光伏线差动、过流Ⅰ段保护动作，跳开312断路器；311某泵站线差动保护动作，跳开311断路器；1号主变中后备过流V段保护动作，跳开1号主变301断路器。

XX年4月2日17时32分，110 kV某风电线差动、距离Ⅰ段、零序过流Ⅰ段保护动作，跳开116断路器。

2.2 故障分析

（1）查看35 kV某光伏线312保护装置故障录波，发现故障时先发生AB相间短路，后转换为B相接地故障，故障电流3 340 A，同时A相电压也有所降低，由此可以证明A相还存在接地点。

（2）查看35 kV某泵站线311保护装置故障录波，发现故障时发生A相接地故障，故障电流4 000 A，同时B相电压有所降低。由此可以得出乙变电站35 kV系统发生311某泵站线A相、312某光伏线间B相异名相相间短路接地故障。

（3）查看1号主变中后备保护装置故障录波，发现故障时先发生AB相间短路故障，后发展为ABC三相短路故障，故障电流4 600 A。

（4）对110 kV乙变电站35 kV某泵站线311、某光伏线312、母联300I隔离手车、301开关柜外观进行检查，无异常。打开35 kV母线电压互感器柜前柜门，有明显放电烧损痕迹，拉出手车隔离开关后发现35 kV I母避雷器A、B 相炸裂，如图1所示。

图1 35 kV母线电压互感器手车柜损伤情况现场图

（5）查看110 kV某风电线116保护装置故障录波，发现故障时发生A相接地故障，故障电流3 340 A。通过查看330 kV甲变电站110 kV故障器录波报告可知，某风电线发生A相接地故障，跳开116断路器。

（6）对311某泵站线、312某光伏线保护动作行为分析如下。

由311某泵站线、312某光伏线保护装置故障录波图可知，某泵站线311发生A相接地、某光伏线312发生B相接地，造成乙变电站35 kV异名相相间短路，311某泵站线差动保护动作，跳开311断路器；312某光伏线差动、过流Ⅰ段保护动作，跳开312断路器，保护动作行为正确[1]。

经现场检查发现311某泵站线A相避雷器击穿，312某光伏线B相与某风电线A相交跨处有放电痕迹，如图2、图3所示。

图2 311某泵站线1号塔A相避雷器击穿现场图

图3 某光伏线与某风电线交跨处有放电痕迹

（7）对1号主变中后备保护动作分析如下。

经现场检查发现110 kV乙变电站35 kV母线AB相避雷器炸裂，乙变电站35 kV母线先发生AB相间短路，107 ms后发展为ABC三相短路，1号主变中后备保护过流V段保护动作，跳开1号主变301断路器，保护动作行为正确。

（8）对本次故障综合分析如下：通过调取330 kV甲变电站主变故障录波器波形，330 kV甲变电站1、2号主变中压侧有零序电流流过，结合312某光伏线、311某泵站线、116某风电线故障录波可知，312某光伏线B相与116某风电线A相短路导致312某光伏线A相避雷器击穿，312某光伏线发生AB相间短路故障，因312某光伏线A相避雷器计数器接地虚接，故此时AB相间短路电流为452 A[2]。10 ms后，311某泵站线1号塔A相避雷器击穿，乙变电站35 kV系统通过311某泵站线A相接地点—某光伏线B相与某风电线A相短路点—甲变电站110 kV系统中性点形成异名相短路故障，故障电流为3 400 A[3]。乙变电站某光伏线、某泵站线保护动作跳开311、312断路器。同时甲变电站116某风电线通过某光伏线B相与某风电线A相短路点—311某泵站线A相接地点发生A相接地故障，甲变电站116某风电线保护动作跳开116断路器，切除故障。

查看乙变电站1号主变中后备保护装置故障录波图，在某光伏线B相与某风电线A相短路时，乙变电站35 kV母线电压升高（最高电压42.5 kV），导致母线避雷器损伤，在乙变电站311断路器、312断路器、甲变电站116断路器跳闸11 ms后乙变电站35 kV母线避雷器炸裂，形成AB相间短路，并在113 ms后发展为ABC三相短路，持续666 ms。1号主变中后备保护动作跳开301断路器，切除故障。

通过调取330 kV甲变电站110 kV线路故障录波器录波图，乙变电站电源甲乙线与某风电线电流同时突变，116某风电线反映为A相接地故障，111甲乙线A相电流反应35 kV某泵站线A相电流，B相电流反应35 kV某光伏线B相电流，故障切除11 ms后111甲乙线电流反映为乙变电站35 kV系统AB相间故障后发展为ABC三相故障，故障发展过程及时序如图4所示[4]。

图4 故障过程时序图

综上所述，本次故障为35 kV某光伏线B相与110 kV某风电线A相短路导致35 kV某泵站线A相避雷器击穿接地所致。

3 结 论

以上故障相别及故障过程分析，对现场运维人员的故障点查找提供了很大帮助。对今后的设备运维及不同电压等级线路交跨距离设计方面提出了意见，为电力系统复杂故障分析提供了新的方法。