1.事故经过
2016年12月5日12点45分,某220kV变电站504线路14km处因山火引发线路C相长时间、间歇性的接地故障。12点46分57秒,1号主变保护中压侧零序过流t2、中压侧零压闭锁零流同时动作跳三侧,紧接着504线路线路保护接地距离I段动作三跳、重合并后加速跳闸。
2.故障前运行方式
事故变电站内共有2台主变,主变110kV侧中性点接地,故障前均处于运行状态。110kV为分段母线带旁母方式,500开关闭合;发生C相接地故障的504线路挂110kVI母。
3.保护动作情况
故障发生及保护动作过程为:12:45:18,504线路上开始发生C相接地故障,单次故障持续在1-2秒,一次故障电流在0-2kA波动(其中1号主变中压侧中性点分担一次电流约为630A),且存在明显的故障-恢复-故障现象,持续约2分钟,故障波形见下图1。由于故障间歇性特点,期间导致504线路保护多次启动-返回。
12:46:40左右,故障持续时间达到最长的5s,超过1号主变保护零序过流和零压闭锁零流保护4.8s的延时定值,跳开主变三侧。此时故障点尚未切断,故障电流通过500开关由其他主变提供。1号主变跳开三侧后,504线路保护接地距离I段瞬时动作出口,切断了故障点。
4.保护动作情况分析
调查人员分析,此次事故的疑点是:此次故障发生点应在504线路保护接地距离I段和零序方向过流保护范围,但在故障过程中,504线路线路保护和1号主变保护的带方向元件的保护(主变保护中压侧零序方向过流t1、t2和504线路保护零序方向过流IV段)均没有启动和动作记录。因此调查人员重点对线路保护和主变保护方向元件逻辑和TV二次电压进行检查。
4.1.保护方向元件逻辑检查:
现场1号主变和504线路转检修后,调查人员用继保测试仪对1号主变保护装置和504线路保护装置进行了检查,结果为保护相关逻辑正常,方向元件判断正确。保护装置未发现逻辑问题。
鉴于一次故障源自110kV线路,变压器无异常,在对主变保护验证逻辑无问题后,1号主变于4月2日凌晨3时恢复运行;保留504线路间隔冷备用状态。
4.2.TV二次电压检查:
调查人员将故障录波中110kVI、II母自产和外接零序电压波形进行比对分析,发现II母自产3U0(由母线三相TV电压经软件合成)与I母、II母外接3U0(TV开口三角电压)波形基本吻合,I母自产3U0却在故障时超前于II母自产3U0和I、II母外接3U0约80°角差,见下图2。进一步检查I母三相线电压无异常,说明I母自产零序电压随故障时相电压漂移导致角度偏差现象。而这有可能导致保护的方向元件计算故障方向在动作区边缘甚至进入不动作区域。
5.排查110kVI母TV二次回路
调查人员分析I母TV保护自产3U0电压角差有可能是N点对地接触不良或N线两点接地引起,因此将110kVI母TV退出运行,相关二次回路转移,检查该段回路接地和绝缘。
经检查,在110kVI母各相TV本体接线盒均发现了保护电压的接地点,与在电压并列屏的安全接地点构成两点接地,见下图3。同时检查II母电压回路,未发现两点接地情况。
调查人员进一步调阅了事故变电2014年1月以来的110kV各线路保护保护动作简报和相关录波,确认110kVI母TV自产3U0电压偏差问题在检修前后均存在,而II母在检修前后均不存在自产3U0电压偏差问题。
6.结论
1.110kVI母三相TV本体接线盒存在接地点,造成I母电压N线两点接地,导致保护方向元件判断不准。
2.110kV504线路保护在方向元件判断不准的情况下拒动,并造成越级跳闸,在1号主变跳闸后才出口切除故障,为不正确动作。
3.1号主变保护在方向元件判断不准的情况下,由中压侧零序过流和零压闭锁零流保护跳开主变三侧,避免了故障的进一步发展,为正确动作。
参考文献:
[1]尹项根.电力系统继电保护原理与应用(上册)[M].武汉:华中科技大学出版社,2001.
[2]国家电力调度通讯中心。电力系统继电保护实用技术问答[M].北京:中国电力出版社,1999.
作者简介:
黄玲(1984.7-),女,湖南邵阳人,华北电力大学电力系统及其自动化硕士,工程师,单位:国网湖南省电力公司检修公司,研究方向:继电保护