一起220kV变电站10kV出线故障的动作分析

(广东电网公司佛山供电局，佛山,528000)

一起220kV变电站10kV出线故障的动作分析

朱冬波,谢达成

(广东电网公司佛山供电局，佛山,528000)

本文通过对某220kV变电站主变低压侧线路短路对中压侧母线电压的影响进行分析得出：220kV主变低压侧10kV线路发生接地故障时会严重拉低主变中压侧母线电压，从而影响该站所供的110kV变电站高压侧母线电压。

220kV变电站；10kV线路；接地故障

1　故障前运行方式

我局某220kV变电站两台同为SFsZ10—240000／220型变压器于2008年12月投入运行。该变压器额定容量为240／240／80MVA， 额定电压为(220±8×1.5%)／115／10.5kV，额定电流为629.8／1204.9／4398.9A，联结组别为YNyn0dl1，冷却方式ONAN／ONAF(192／240MVA)，该站变压器通常运行在6档，短路阻抗(额定容量，并按分接9计算)高一中14.06%、高一低35.89% 、中一低21.05%。

两台主变变高侧220kV母线并列运行，变中侧110kV母线并列运行，变低侧10kV母线分列运行，10kV 1M母线运行在#1主变变低，10kV2M、5M母线（2M、5M短接）

运行在＃2主变变低，10kV出线701～710运行在1M母线，711～720运行在2M、5M母线。＃1主变变高中性点经隔置装置接地，变中直接接地，＃2主变变高和变中均不接地。

2　保护配置

两台主变变高侧CT变比为800/1，变中侧CT变比为2400/1,变低侧CT变比为4000/1。主变变低侧后备保护过流定值为1.6A，1.1S跳变低并闭锁分段备自投，1.4S跳主变各侧；10kV出线CT变比为600/1，瞬时电流速断保护退出，限时电流定值为3A，时限0.3S，定时限电流定值为1.5A，时限0.5S。

3　10kV线路动作报告

02:30，线路保护动作；保护动作情况：10kV716三江口线限时电流速断保护动作，重合闸动作，重合成功，Ib=20.15A；10kV1M、2M、5M母线PT接地。

03:53，线路保护动作；保护动作情况：10kV703银一百线限时电流速断保护动作，重合闸动作，重合成功，Ia=19.35A；10kV1M、2M、5M母线PT接地。

02:30，线路保护动作；保护动作情况：10kV703银一百线限时电流速断保护动作，重合闸动作，重合成功，Ia=18.01A；10kV1M、2M、5M母线PT接地。

02:30，线路保护动作；保护动作情况：10kV716三江口线限时电流速断保护动作，重合闸动作，重合成功，Ib=20.40A；10kV1M、2M、5M母线PT接地。

02:30，线路保护动作；保护动作情况：10kV717美科线限时电流速断保护动作，重合闸动作，重合成功，Ib=19.65A；10kV1M、2M、5M母线PT接地。

故障期间主变变中电压逐渐下降，导致由该站供电的110kV变电站电压降低。

4　录波图形分析

该220kV变电站主变录波装置记录了当时的故障情况，生成多个故障录波文件，均由10kV母线3U0启动，故障过程基本一样，这里以02:30:00录波文件为例进行分析，录波图形见下图，图1为＃2主变变低电流及10kV 2M电压波形，图2为＃2主变变中电流及110kV母线电压波形，录波文件中的电压电流值均为二次值。

图1　＃2主变变低电流及10kV 2M电压录波波形

图2　＃2主变变中电流及110kV母线电压波形

先是10kV 2M母线A相电压开始降低，到6ms左右，A相电压由正常的59V降至13V左右，B相和C相电压由正常59V升至91V左右，但此时并未出现故障电流；171ms左右， A、B相出现逐渐增大的故障电流，由正常的0.25A增大到3.0A左右，B、C相电压也逐渐下降；到225.4ms，三相均出现故障电流，并增至4.2A左右，三相电压均降至15V左右，682ms左右故障消除。

10kV 1M母线A相电压在274ms时开始下降，到402ms时A、C相出现故障电流，709ms时A、B、C三相均出现故障电流，763ms故障消除。

110kV母线三相电压正常为60.7V左右，从165ms开始下降，10kV 2M有故障点时最低下降至52V左右，10kV 1M、2M同时有故障点时最低下降到47.8V，到665.4ms开始恢复，764ms时才恢复正常，持续时间大概600ms左右。

5　故障分析

10kV 716三江口线、10kV 703银一百线、10kV 717美科线为同杆并架的三条10kV线路，716和717均运行在＃2主变变低，703运行在＃1主变变低。由录波图和保护动作报告，并结合现场实际接线可以得出以下分析结果。

由于南方气候原因，最近空气中杂质和水份含量较高，先是10kV 716发生A相闪络，导致A相接地短路，A相电压二次值降低到14V左右，由于主变变低为三角形接线，单相接地故障时未形成回路，所以此时无故障电流；闪络越来越严重，导致A、B相发生短路接地， A、B相电压二次值只有17V左右，此时A、B相已构成回路，A、B相故障电流明显增大，由于10kV线路限时电流保护时限为0.3S，故障不能瞬时切除，之后故障进一步扩大，导致最后发生三相短路接地故障。发生A、B相短路接地时110kV侧电压开始下降。

10kV 716发生两相短路接地故障后，同杆并架的10kV 703也受到影响，先是发生A相接地短路，再发生A、C相短路接地故障，最后扩大到三相短路接地故障。

当10kV 703发生两相短路接地故障时，#1主变变低和#2主变变低分别有一个故障点存在，110kV侧电压受到更严重的影响，下降幅度增大。

从故障录波图中可以看到110kV侧电压正常值为60.5V左右，#2主变变低发生故障后110kV侧电压A相最低下降到52.4V左右，下降了13.4%左右。两台主变变低都发生故障后110kV侧电压A相最低下降到48.7V左右，下降了19.7%左右。直到#2主变变低故障先被切除后，110kV侧电压开始上升，#1主变变低故障也被切除后110kV侧电压才恢复正常。

6　结束语

从故障分析可以看出，一旦220kV变电站的10kV出线发生接地短路故障，会对主变变中110kV侧电压产生下降5.57%～24.7%的影响，故障点越近，影响会越大，如果不快速切除故障，故障就会更加严重，直到发生三相短路接地故障；同时如果分别运行两台主变变低的两条10kV线路同杆并架，则可能使故障进一步扩大到多个故障点，此时对110kV侧电压影响更大，有下降10.56%～39.66%的影响。如此大且长时间的影响，势必导致该站所供的110kV变电站高压侧母线电压不稳定，从而影响了10kV负荷端的供电。所以有必要将10kV线路保护中瞬时电流速断保护投入运行，当10kV线路发生故障时，由10kV线路保护快速将故障切除，避免扩大事故范围。

王国光．二次回路及运行维护[M]．北京：中国电力出版社，2005．

朱冬波，1988-，女，本科，助工，从事电力系统继电保护工作。谢达成，1984-，男，大专，助工，从事变电运行工作。

Together 10kV 220kV substation failure to qualify motion analysis

Zhu Dongbo,XieDacheng
(Guangdong Power Grid Corporation Foshan Power Supply Bureau,Foshan,528000)

Based on a 220kV substation transformer short-circuit low voltage side effects of the pressure side of the bus voltage drawn from the analysis:220kV main transformer low-voltage side of the 10kV line ground fault occurs in the main transformer severely low pressure side of the bus voltage,thus affecting the high side 110kV substation bus voltage supplied to the station.

220kV substation;10kV line;ground fault