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關(guān)于一次電網(wǎng)事故的繼電保護(hù)動(dòng)作分析
摘 要 220kV變電站110kV出線(xiàn)由于山火，引起一系列繼電保護(hù)裝置動(dòng)作跳閘，造成變電站 110kV母線(xiàn)失壓。針對(duì)此次事故就繼電保護(hù)動(dòng)作情況進(jìn)行分析，并對(duì)開(kāi)關(guān)保護(hù)越級(jí)跳閘誤動(dòng)原因提出整定值的管理及開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)維護(hù)的整改意見(jiàn)。關(guān)鍵詞 220kV變電站；繼電保護(hù)裝置；動(dòng)作分析
1 事故前的運(yùn)行方式
臺(tái)山站：1號(hào)主變220kV側(cè)中性點(diǎn)221000、110kV側(cè)中性點(diǎn)11000地刀在合閘位置，2號(hào)主變220kV側(cè)中性點(diǎn)222000、110kV側(cè)中性點(diǎn)12000地刀在斷開(kāi)位置。
臺(tái)山站：110kV1M母線(xiàn)與110kV2M母線(xiàn)經(jīng)110kV母聯(lián)100開(kāi)關(guān)并列運(yùn)行；1號(hào)主變110kV側(cè)101、110kV臺(tái)北線(xiàn)121、110kV臺(tái)長(zhǎng)線(xiàn)122、110kV臺(tái)聯(lián)線(xiàn)125、110kV臺(tái)紅線(xiàn)126掛110kV1M母線(xiàn)運(yùn)行；2號(hào)主變110kV側(cè)102、110kV臺(tái)斗乙線(xiàn)127、110kV臺(tái)湖線(xiàn)129、110kV臺(tái)塔甲線(xiàn)130掛110kV2M母線(xiàn)運(yùn)行。
北區(qū)站、長(zhǎng)塘站，公益站：110kV臺(tái)北線(xiàn)、110kV臺(tái)長(zhǎng)線(xiàn)、110kV長(zhǎng)公線(xiàn)、110kV北公線(xiàn)環(huán)網(wǎng)運(yùn)行，帶北區(qū)站、長(zhǎng)塘站、公益站負(fù)荷。
白沙站：由塔山站110kV塔沙線(xiàn)供電。
2 事故經(jīng)過(guò)
2009年7月22日11h44min06s472.9ms，110kV臺(tái)斗乙線(xiàn)C相故障，臺(tái)山站110kV臺(tái)斗乙線(xiàn)零序過(guò)流Ⅰ、距離Ⅰ段保護(hù)動(dòng)作，因開(kāi)關(guān)拒動(dòng)。引起零序過(guò)流Ⅱ、Ⅲ段，距離Ⅱ、Ⅲ段相繼動(dòng)作。11h44min08s809.5ms：臺(tái)山站l號(hào)主變110kV側(cè)零序方向過(guò)流Ⅱ段第二時(shí)限（t=2.3s）動(dòng)作，跳開(kāi)l號(hào)主變?nèi)齻?cè)開(kāi)關(guān)。11h44min09s159.7ms：臺(tái)山110kV臺(tái)聯(lián)線(xiàn)零序過(guò)流Ⅱ段動(dòng)作，開(kāi)關(guān)跳閘，不重合。11:44:09：778.9s：臺(tái)山站2號(hào)主變復(fù)合電壓方向過(guò)流Ⅰ段第一時(shí)限（t=3.3s）動(dòng)作，跳110kV母聯(lián)100開(kāi)關(guān)，引起臺(tái)山站110kv1M母線(xiàn)失壓，同時(shí)引起北區(qū)站、長(zhǎng)塘站、公益站、聯(lián)盛站、紅嶺站等5個(gè)110kV站全站失壓。11h44min10s126.9ms：臺(tái)山站2號(hào)主變復(fù)合電壓方向過(guò)流I段第二時(shí)限（t=3.6s）動(dòng)作，跳2號(hào)主變110kV側(cè)102開(kāi)關(guān)，引起臺(tái)山站110kV2M母線(xiàn)失壓，同時(shí)引起橫湖站、塔山站、白沙站等3個(gè)110kV站全站失壓。
3 事故處理情況
1）11h54min，由110kV昌益線(xiàn)帶北區(qū)站、長(zhǎng)塘站、公益站等3個(gè)110kV站的負(fù)荷運(yùn)行。2）11h56min，由110kV斗紅線(xiàn)供電紅嶺站負(fù)荷運(yùn)行。3）12h15min臺(tái)山站拉開(kāi)110kV臺(tái)斗乙線(xiàn)1274、1272刀閘，并經(jīng)檢查110kV母線(xiàn)無(wú)異常。4）12h30min臺(tái)山站合上2號(hào)主變110kV側(cè)102開(kāi)關(guān)，向110kV2M母線(xiàn)充電正常。5）12h35min臺(tái)山站供電110kV臺(tái)塔甲線(xiàn)、110kV臺(tái)湖線(xiàn)；12：40時(shí)塔山站、白沙站、橫湖站恢復(fù)正常供電。6）12h46min臺(tái)山站合上110kV母聯(lián)100開(kāi)關(guān)，充電110kV1M母線(xiàn)。7）12h40min臺(tái)山站供電110kV臺(tái)聯(lián)線(xiàn)，12：50時(shí)聯(lián)盛站恢復(fù)正常供電。8）13h16min臺(tái)山站l號(hào)主變投入運(yùn)行，13：24時(shí)110kV系統(tǒng)恢復(fù)正常方式。
4 保護(hù)動(dòng)作分析
4.1 號(hào)主變、2號(hào)主變繼保裝置中壓側(cè)后備保護(hù)定值整定情況
1）1號(hào)主變、2號(hào)主變中壓側(cè)的CT變比1200/5。2）1號(hào)主變、2號(hào)主變中壓側(cè)復(fù)合電壓方向過(guò)流定值4.38A；第一時(shí)限3.3s切母聯(lián)，第二時(shí)限3.6s切變中。3）中壓側(cè)零序方向過(guò)流Ⅰ段電流定值31.4A，第一時(shí)限1.5s切母聯(lián)，第二時(shí)限1.8s切變中。4）中壓側(cè)零序方向過(guò)流Ⅱ段電流定值2.9A，2.3s切主變?nèi)齻?cè)。5）110kV臺(tái)斗乙線(xiàn)零序Ⅰ段電流33A，時(shí)間0s；零序Ⅱ段電流10A，時(shí)間0.9s；零序Ⅲ段電流2.9A，時(shí)間1.8s。6）110kV臺(tái)聯(lián)線(xiàn)零序Ⅰ段電流8A，時(shí)間0s；零序Ⅱ段電流2A、時(shí)間0.3s。
4.2 保護(hù)動(dòng)作行為分析
1）110kV臺(tái)斗乙線(xiàn)C相故障，110kV臺(tái)斗乙線(xiàn)距離I段、零序I段動(dòng)作出口，開(kāi)關(guān)拒動(dòng)，故障仍然存在，引起110kV臺(tái)斗乙線(xiàn)距離Ⅱ、Ⅲ段、零序Ⅱ、Ⅲ段相繼動(dòng)作，故障電流（二次值3Io=49A，Ic=49A，CT變比為600/5）。2）由于1號(hào)主變110kV側(cè)中性點(diǎn)11000地刀在合閘位置，2號(hào)主變110kV側(cè)中性點(diǎn)12000地刀在斷開(kāi)位置。所以只有1號(hào)主變有零序電流通過(guò)，故障電流（二次值3Io=25A，Ic=17A，CT變比為1200/5）只達(dá)到中壓側(cè)零序方向過(guò)流保護(hù)Ⅱ段保護(hù)動(dòng)作值，2.3s切＃l主變?nèi)齻?cè)開(kāi)關(guān)，此時(shí)，故障電流依然存在，再由＃2主變中壓側(cè)復(fù)壓閉鎖過(guò)流I段t1=3.3s跳開(kāi)110kV母聯(lián)100開(kāi)關(guān)，t2=3.6s切開(kāi)＃2主變中壓側(cè)開(kāi)關(guān)。3）1號(hào)主變跳開(kāi)三側(cè)開(kāi)關(guān)后，110kV系統(tǒng)失去接地點(diǎn)，成為不接地系統(tǒng)，單相接地，非故障相電壓升高，變壓器中性點(diǎn)電壓升高，110kV臺(tái)聯(lián)零序保護(hù)動(dòng)作是由于110kV聯(lián)盛站主變中性點(diǎn)放電間隙擊穿（有小水電）形成零序電流回路，致使零序Ⅱ段保護(hù)動(dòng)作，0.3s跳閘。4）保護(hù)動(dòng)作評(píng)價(jià)：這是一次典型開(kāi)關(guān)拒動(dòng)造成越級(jí)跳閘故障。從以上分析可以得出結(jié)論：故障時(shí)，臺(tái)山站1號(hào)、2號(hào)主變保護(hù)、110kV臺(tái)斗乙線(xiàn)保護(hù)、110kV臺(tái)聯(lián)線(xiàn)保護(hù)動(dòng)作行為正確。
5 開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)故障分析
臺(tái)山站110kV臺(tái)斗乙線(xiàn)開(kāi)關(guān)由于“就地/遠(yuǎn)方”切換開(kāi)關(guān)在遠(yuǎn)方位置時(shí)，接點(diǎn)不導(dǎo)通，“就地/遠(yuǎn)方”切換開(kāi)關(guān)與跳閘回路串在一個(gè)回路上，導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作出口后開(kāi)關(guān)控制回路斷線(xiàn)而拒動(dòng)。又由于回路設(shè)計(jì)的缺陷，“就地/遠(yuǎn)方”切換開(kāi)關(guān)在遠(yuǎn)方位置時(shí)該接點(diǎn)不導(dǎo)通，但不能報(bào)出控制回路斷線(xiàn)告警信號(hào)。運(yùn)行人員正常維護(hù)無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷，埋下了運(yùn)行隱患，從而導(dǎo)致此次大面積事故的發(fā)生。
6 反事故措施
根據(jù)這次故障現(xiàn)象（一次很普通的山火），繼電保護(hù)裝置動(dòng)作行為正確，但事故影響很大，導(dǎo)致八個(gè)變電站停電，為避免此類(lèi)事故再次發(fā)生，可采取以下方式：
1）從設(shè)計(jì)方案避免。保護(hù)跳閘回路是保護(hù)的最重要的回路之一，回路上的任何元件發(fā)生故障，都會(huì)造成保護(hù)出口而不能跳閘。因此，保護(hù)跳閘回路整個(gè)回路都應(yīng)在監(jiān)視的范圍內(nèi)，任何時(shí)候斷開(kāi)都應(yīng)可靠發(fā)出“控制回路斷線(xiàn)”信號(hào)以引起運(yùn)行人員的注意，及時(shí)處理缺陷。2）從保護(hù)方案上考慮。主變中壓側(cè)后備保護(hù)零序保護(hù)建議增設(shè)一段跳母聯(lián)開(kāi)關(guān)而避免出線(xiàn)開(kāi)關(guān)拒動(dòng)時(shí)造成兩段母線(xiàn)失壓，造成大面積停電。3）從運(yùn)行方式上考慮。110kV臺(tái)斗乙線(xiàn)是熱備用線(xiàn)路，一般不應(yīng)接在主電源側(cè)，從而避免在故障時(shí)對(duì)主系統(tǒng)造成不必要的沖擊甚至大面積停電。
7 小結(jié)
通過(guò)此次電網(wǎng)事故的繼電保護(hù)動(dòng)作分析，總結(jié)出如下經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)：
1）加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)圖紙的審查。圖紙?jiān)O(shè)計(jì)是一項(xiàng)十分專(zhuān)業(yè)的工作，但難免有出錯(cuò)的地方，這需要我們細(xì)心審查，發(fā)現(xiàn)其中的細(xì)小的錯(cuò)誤；甚至在竣工投產(chǎn)后也經(jīng)常對(duì)圖紙進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)比較難以發(fā)現(xiàn)的錯(cuò)誤。從而使繼電保護(hù)裝置完全發(fā)揮電網(wǎng)衛(wèi)士的作用。2）加強(qiáng)對(duì)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)的維護(hù)工作，及時(shí)處理缺陷。運(yùn)行人員一定要有憂(yōu)患意識(shí)，任何細(xì)小的缺陷都有可能導(dǎo)致事故，一定要細(xì)心巡視，發(fā)現(xiàn)缺陷要積極要求修試部門(mén)及時(shí)處理缺陷。
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