一起110 kV同塔双回线因风舞导致跳闸的案例分析

马小军，邵永浩

(国网宁夏电力有限公司检修公司，宁夏 银川 750011)

0 引 言

近年来，随着电网建设的快速推进，电网结构也越来越复杂，不同电压等级输电线路的跨越现象日趋严重。当出现大风、冰雪等恶劣天气时，线路会因风或覆冰舞动，此时跨越线路之间的垂直距离可能不够，易导致不同电压等级之间的跨越线路相互放电，造成多条线路之间的短路故障，最终跳闸，影响电网的安全稳定运行[1]。下面以一起110 kV同塔双回线因风舞导致跳闸的事故为例，进行分析，并提出一定的建议和应对措施。

1 故障前运行方式

330 kV A站：110 kV a线122断路器运行于110 kV Ⅱ B母，110 kV b线121断路器运行于110 kV ⅠB母，110 kV母线并列运行。

110 kV B站：110 kV a线111断路器运行于 110 kV Ⅰ 母，110 kV b线121断路器运行于110 kVⅡ母，母联断路器100热备用，110 kV母线分列运行。

110 kV C站：110 kV a线带全站负荷，35 kV d线、 e线运行于35 kVⅡ母，35 kV 母线并列运行，35 kV消弧线圈运行于1号主变压器。

系统运行方式如图1所示。

图1 故障前系统运行方式

2 跳闸事故原始信息

2.1 A站跳闸事故原始信息

某日06:57:26:214，A站110 kV b线16 ms差动保护动作，1082 ms 重合闸动作，重合于故障，1178 ms 差动保护动作，1200 ms距离加速动作，跳开b线121断路器，故障测距28.55 km。

在06:57:26:225，110 kV a线9 ms差动保护动作，1074 ms 重合闸动作，重合于故障，1166 ms 差动保护再次动作，1189 ms 距离加速保护动作，跳开a线122断路器，故障测距21.12 km。

2.2 B站跳闸事故原始信息

同日06：57：26：221，110 kV b线5 ms差动保护动作，1005 ms重合闸动作并重合成功，故障测距7.45 km。

在06：57：26：231，110 kV a线7 ms差动保护动作，35 ms距离Ⅰ段保护动作，1047 ms重合闸动作并重合成功，故障测距13.82 km。

2.3 现场调查及分析

保护人员接到命令后赶往现场进行事故处理，到达现场后对保护动作信息进行调取分析[2-3]。

1)查看330 kV A站110 kV b线保护装置故障录波(如图2)，发现故障时A、C相电压有不同程度降低，A相接地，故障电流如表1所示。

图2 330 kV A站b线保护装置故障录波

2)查看110 kV B站110 kV b线保护装置故障录波(如图3)，发现故障时A、C相电压有不同程度降低，由于B站侧为负荷侧，且110 kV 2号主变压器中性点未接地，故无电流流过。

图3 110 kV B变电站b线保护装置故障录波

3)查看110 kV B站110 kV a线保护装置故障录波(如图4)，发现故障时A、C相电压有不同程度降低，因110 kV 1号主变压器中性点直接接地，因此出现穿越性电流[4]。

图4 110 kV B站a线保护装置故障录波

4)查看330 kV A站110 kV a线保护装置故障录波(如图5)，发现故障时 A、C 相电压有不同程度降低，C相接地，故障电流如表2所示。

图5 330 kV A站a线保护装置故障录波

表2 330 kV A站a线故障电流

5)通过查看330 kV A站故障器录波报告(如图6)可知，a线与b线A、C相电流等大反相，且故障发生与切除时间相同，因此判断a线122、b线121发生跨线C、A相间短路接地故障。

图6 330 kV A站110 kV 故障录波

6)通过查看C站保护动作信息，发现该日06:57:26时110 kV C站d线322保护过流Ⅰ段动作，调取d线故障录波(如图7)，故障电流如表3所示。

图7 110 kV C站d线保护装置录波

表3 110 kV C站d线故障电流

7)由图7和表3发现，故障时B、C相电压均降低，但只有C相有故障电流，为C相接地故障。通过进一步对d线检查发现，35 kV d线C相避雷器击穿。

由于35 kV系统属于不接地系统，单相接地时保护不能跳闸，故还有其他接地点造成d线保护装置动作。

8)调取C站1号主变压器中后备保护装置故障录波，如图8所示，发现故障时为BC相间短路故障，故另一接地点存在于B相，故障电流如表4所示。

图8 C站 1号主变压器中后备保护装置录波

表4 110 kV C站1号主变压器中后备故障电流

9)调取C站2号主变压器中后备保护装置故障录波，如图9所示，发现故障时为BC相间短路故障，进一步证实另一接地点存在于B相，故障电流如表5所示。

图9 C站 2号主变压器中后备保护装置录波

表5 110 kV C站2号主变压器中后备故障电流

由C站1号主变压器、2号主变压器中后备保护装置故障录波可知，故障时B相故障电流一次值约为2 037.52 A，C相故障电流一次值约为1 982.24 A，故障电流如表6所示，达到d线保护过流Ⅰ段保护定值一次值(1300 A，0.05 s)，未达到e线保护过流Ⅰ段保护定值一次值(2300 A，0.05 s)，所以C站d线保护动作、e线保护不动作行为正确。

整个事故经过先后时间顺序的坐标图如图10所示。

图10 事故经过时间轴

3 故障过程与保护动作行为分析

对本次多条线路故障及保护动作过程分析如下：

1)根据气象预警与现场工作人员的描述得知，短路时该地区存在10级西北风，据此环境条件和故障滤波的动作顺序以及现场事故检查结果，可以推测、分析出整个事故的经过：大风造成e线大幅度摆动，首先摆向110 kV b线96号杆塔，由于杆塔弧垂较高，未造成短路，当e线摆至95号杆塔方向时，造成110 kV b线、e线相互放电，并且e线距离b线较近，对在故障初期前10 ms，110 kV b线A相与35 kV e线B相短路，造成b线A相接地后，故障发展为110 kV a线C相与e线B相短路，最终造成b线A相、a线C相经e线B相跨线接地短路，现场a线、b线、e线线路布置如图11所示。

图11 a、b、e线放电示意图

2)故障持续3个周波，此时，b线、a线两侧保护装置光差保护动作，切除故障，因对两条线而言均为单相故障，断路器经重合闸延时重合(重合闸整定为单相重合闸方式)。B站侧111、121断路器重合闸延时较A站侧122、121断路器短，故B站侧断路器重合后无故障电流，重合成功；而A站侧122、121断路器合闸时b线C相、a线A相与e线B相依然短路，故重合闸失败，跳开b线、a线断路器，切除故障。

3)e线B相与a线C相、b线A相短路，加之d线C相线路避雷器被击穿，造成两相短路，故d线保护动作，切除故障。

4 整改及建议

1)加强线路运维管理，核实35 kV e线与 110 kV a线、b线线路交跨距离。另外在线路设计阶段也应充分考虑或适当增大线路的交跨距离。

2)加强保护人员技术培训，提高对电网故障分析处理能力，尤其对于涉及多条线路、多个变电站的复杂故障，应优先从分析故障录波图入手。

3)设备跳闸后应对相应的避雷器进行特殊巡视、测温或试验，及早排除较隐蔽的故障点。

4)加强电网复杂故障的事故预想与事故演习，增强工作人员在复杂事故发生时的应变能力。

5 结 语

上面通过对一起110 kV同塔双回线因风舞导致永久性故障的线路跳闸事故，从故障现象、录波信息、保护行为等方面进行分析，并对运维管理、技术培训、事故预想等方面提出了几点建议，以提高运维、保护人员的事故处理效率。