220 kV变电站110 kV线路越级跳闸事故研究

闫炳耀，王 鹏

(1.国网焦作供电公司，河南 焦作 454001；2.国网辽宁省电力有限公司检修分公司，辽宁 沈阳 110003)

1 220 kV仿真站模型建立

1.1 220 kV仿真站一次主接线

220 kV仿真站运行方式，220 kV：220 kV母线联络运行(东母是Ⅰ母，西母是Ⅱ母，潮流从东母流向西母)，北仿2、仿221、Ⅰ盘仿2运行于东母，仿鹤1、仿222、Ⅱ盘仿2运行于西母，Ⅰ盘仿线、Ⅱ盘仿线对侧为电厂。110 kV：110 kV联络运行(西母是Ⅰ母，东母是Ⅱ母，潮流从东母流向西母)，Ⅰ仿矩1、仿111、Ⅰ仿高1运行于西母，Ⅱ仿矩1、仿112、Ⅱ仿高1运行于东母。10 kV：单母分段运行，仿101、1号站用变、1号、2号电容器运行于10 kV南母，仿102、2号站用变、3号、4号电容器运行于10 kV北母。仿1号主变中性点不接地运行，仿2号主变中性点接地运行。站用电系统： 1号站用变供Ⅰ段母线，2号站用变供Ⅱ段母线，母联400备用，备自投投入。一次主接线如图1所示。

图1 220 kV仿真站一次主接线

1.2 220 kV仿真站110 kV线路保护

仿真变电站110 kV线路保护配置如表1所示。

表1 110 kV线路保护配置

1.3 220 kV仿真站主变保护

220 kV仿真站主变保护配置及型号如表2所示。

表2 主变保护配置及型号

1号、2号主变保护定值如表3所示，因不涉及主变低后备保护(10 kV侧)，表3中省去主变低后备保护定值。表3中，仿110是中压侧母联断路器，仿220是高压侧母联断路器[1]。

2 110 kV线路越级跳闸事故

2.1 事故现象

220 kV变电站110 kV线路越级跳闸事故，110 kV线路故障，110 kV断路器拒动，由于110 kV侧断路器未配置断路器失灵保护，会发生主变后备保护动作跳闸，继而切除故障[2-3]。110 kV线路故障类型主要包括单相接地、两相短路接地、两相短路、三相短路[4]。发生单相接地、两相短路接地故障时，会启动主变中后备零序保护动作，根据表3主变保护配置可以得出，会启动零序方向过流Ⅰ段，1.5 s跳仿110，2 s跳中压侧断路器。发生两相短路、三相短路故障时，会启动主变后备过流保护动作，根据表3主变保护配置可以得出，会启动复压闭锁方向过流 Ⅰ 段，3.3 s跳仿110，3.6 s跳中压侧断路器。

表3 1号、2号主变保护定值

110 kV线路发生单相接地、两相短路接地故障时，由于仿111开关运行于110 kV西母，仿112开关运行于110 kV东母，仿1号主变中性点不接地运行，仿2号主变中性点接地运行。如果故障线路在110 kV东母运行，会直接启动2号主变110 kV侧零序方向过流 Ⅰ 段，1.5 s跳仿110，跳开仿110的同时，110 kV母线分列运行。由于2号主变中性点接地运行，仿112开关与故障线路开关在同一条母线运行，2 s跳2号主变仿112开关，110 kV东母失压，切除故障。如果故障线路在110 kV西母运行，会直接启动2号主变110 kV侧零序方向过流 Ⅰ 段，1.5 s跳仿110，跳开仿110的同时，110 kV母线分列运行。由于1号主变中性点不接地运行，仿111开关与故障线路开关在同一条母线运行，1号主变110 kV侧间隙保护，跳开1号主变三侧断路器，110 kV西母、10 kV南母失压，切除故障。110 kV线路越级跳闸事故过程如图2所示。

图2 110 kV线路越级跳闸事故过程

2.2 事故处理分析

Ⅰ 仿高线路单相接地故障保护动作、断路器拒动，故障类型符合图2所示第2种事故现象，处理步骤如下。

a. 解除音响，查看并记录事故信息，将变位断路器复位，汇报调度。

b. 检查保护信号，复归信号。

c. 带上工器具检查站内设备，发现 Ⅰ 仿高1断路器故障，断路器拒动，其他设备正常，汇报调度。

d. 判断Ⅰ仿高线路故障，断路器拒动，越级造成主变后备保护动作，汇报调度。

e. 依调度令，断开Ⅰ仿高1控制电源，将Ⅰ仿高1断路器、Ⅰ仿高线路解备。

f. 退出仿110 kV西母各线路重合闸，拉开仿110 kV西母各分路断路器。

g. 投入110 kV母线充电保护压板，用仿110断路器对仿110 kV西母充电，充电正常后退出此功能压板。恢复仿110 kV西母及分路运行。

h. 投入110 kV西母各线路重合闸。

i. 1号主变恢复正常送电、10 kV南母恢复正常送电。

j. 将Ⅰ仿高2断路器解备。

k. 填写各项记录，汇报调度及相关人员。

事故分析：依据动作报文，判断Ⅰ仿高线路故障，断路器拒动，越级造成主变后备保护动作，从而造成110 kV西母、10 kV南母严重停电故障。

3 断路器拒动原因及应对措施

3.1 高压断路器拒动原因

a. 操作机构内部有问题，如卡槽变形、传动杆错位等。

b. 断路器合闸位置有问题，继而影响分闸。

c. 气体压力降低或液压机构油压低，闭锁该断路器控制回路。

d. 电气二次回路出现故障，如分合闸接线端子松动、断线；动断辅助触点接触不良；分合闸绕组烧断；分闸电压过低等[5-6]。

3.2 高压断路器拒动应对措施

a. 因电气方面故障而发生拒动，在排除故障后可继续操作，不能排除时则可进行手动操作，应根据五防规定执行相关解锁。

b. 若是机械方面原因，运行人员大多不能处理，应立即汇报调度和检修，进行停电处理。

c. 当发生紧急突发事故时需立即分闸，若此时无法分闸，应迅速断开上一级断路器，然后再用机械分闸装置断开，如果机械分闸不能操作，需要解五防，尽快将该故障断路器解备。

d. 断路器出现油变质或油不足，气体压力过低等情况时，禁止操作。

e. 运行人员加强巡视，开展站内巡视工作，及早发现缺陷。

4 结束语

220 kV变电站110 kV线路越级跳闸通常是因为110 kV线路在发生故障时不能及时跳开断路器切除故障，引起主变后备保护动作跳闸。本文针对高压断路器拒动问题，采取有效措施，避免越级跳闸发生，提高电网供电可靠性。

参考文献：

[1] 东 蔚.220 kV变电站运行与仿真培训教程[M].北京：中国电力出版社，2014：4-6.

[2] 苏海霞.变电站微机保护入门原理及程序逻辑[M].北京：中国电力出版社，2014：21-22.

[3] 李 爽,赵义松,张 巍,等.一起220 kV变压器短路事故分析[J].东北电力技术,2012,33(9):32-34.

[4] 王 勇,洪 鹤,田庆阳,等.一起550 kV断路器跳闸原因分析[J].东北电力技术,2015,36(10):34-35.

[5] 梁华贵.一台550 kV断路器拒动的分析与处理[J].高压电器，2006，42(6):477-480.

[6] 刘杨名,江福官,顾爱斌.高压断路器拒动原因分析及解决方案[J].高压电器，2012，48(2):90-98.