1事故經(jīng)過

2000-07-04T10:37:30,雷雨天氣,南郊變電站10kV上排Ⅰ線開關(guān)F11,10kV上排Ⅱ線開關(guān)F20的出線發(fā)生短路故障引起開關(guān)F11,F20速切、過流保護(hù)動(dòng)作跳閘,經(jīng)重合閘時(shí)間后F11,F20開關(guān)重合成功,再由重合閘后加速保護(hù)動(dòng)作,開關(guān)F11跳閘未成功,F20開關(guān)跳閘成功。由2號(hào)主變壓器、3號(hào)主變壓器10kV側(cè)后備過流保護(hù)動(dòng)作將10kV分段開關(guān)513,512跳閘。馬莊變電站110kV南莊Ⅱ線124開關(guān)跳閘,造成南郊變電站全站失壓。當(dāng)時(shí)運(yùn)行方式見圖1。南郊變電站2號(hào)、3號(hào)主變壓器在運(yùn)行狀態(tài),1號(hào)主變壓器在熱備用,110kV南莊Ⅱ線124開關(guān)由馬莊變電站送入,110kV湖南Ⅱ線、110kV湖南Ⅰ線熱備用,10kV上排Ⅰ線F11,10kV上排Ⅱ線F20開關(guān)均運(yùn)行。

2南郊變電站保護(hù)動(dòng)作分析事故引起南郊變電站失壓,后果嚴(yán)重。

經(jīng)事故現(xiàn)場(chǎng)檢查,高壓室出線電纜頭短路引起南郊變電站10kV上排Ⅰ,Ⅱ線F11,F20開關(guān)保護(hù)裝置動(dòng)作是正確的。由于10kV上排Ⅰ線F11開關(guān)輔助接點(diǎn)燒熔,造成跳閘線圈燒毀,故障電流無法切除,引起2號(hào)主變、3號(hào)主變10kV側(cè)后備過流保護(hù)動(dòng)作使10kV分段開關(guān)513,512跳閘。保護(hù)裝置動(dòng)作是正確的。而馬莊變電站110kV南莊Ⅱ線124開關(guān)保護(hù)越級(jí)跳閘是錯(cuò)誤的。分析微機(jī)錄波圖也證明了這點(diǎn)。

3馬莊變電站110kV南莊Ⅱ線124開關(guān)跳閘分析

(1)南郊站微機(jī)錄波圖的分析觀察南郊站2個(gè)時(shí)刻的微機(jī)錄波圖(圖略)。

a.10:39:30,在故障前0102s時(shí)110kV三相電壓波形有些變形,幅值沒變。在0103s時(shí)110kV三相電壓正常,110kV南莊Ⅱ線124開關(guān)三相電流A相基本沒變,B相電流118kA(已折合到10kV側(cè)),C相電流213kA(已折合到10kV側(cè))。再經(jīng)過0137s后三相電壓電流恢復(fù)正常狀態(tài)。

b.10:39:34,開始時(shí)110kV三相電壓波形、幅值沒變。110kV南莊Ⅱ線124開關(guān)三相電流:C相電流恢復(fù)正常、A相電流118kA(已折算到10kV側(cè))、B相電流213kA(已折算到10kV側(cè))。在013s后110kV三相電壓正常,三相電流同時(shí)升到213kA(已折算到10kV側(cè)),延時(shí)到717s。

從上述情況看:

a.電流值為213kA未達(dá)到主變10kV側(cè)后備過流保護(hù)動(dòng)作定值。另從南郊變電站110kV南莊Ⅱ線124開關(guān)微機(jī)保護(hù)打印報(bào)告分析,在10:39:31到C相電流最大幅值折算到10kV側(cè)的電流為21857kA。在這里2號(hào)、3號(hào)主變壓器10kV側(cè)后備過流整定值:動(dòng)作值21965kA,216s跳10kV分段;3s跳主變壓器變低。

b.從故障開始到發(fā)展成三相電流同時(shí)升到213kA(已折算到10kV側(cè))的時(shí)間合計(jì)約12s。

c.10kV上排高壓室出線電纜頭短路故障是發(fā)展性的,在10:39:30開始處于小波動(dòng)直到10:39:43。

(2)南郊站110kV南莊Ⅱ線124開關(guān)微機(jī)保護(hù)打印報(bào)告的分析在10:39:43也就是短路故障持續(xù)了13s,A相電流最大幅值(折算到10kV側(cè))為51419kA,達(dá)到整定值,2號(hào)、3號(hào)主變壓器10kV側(cè)后備過流保護(hù)動(dòng)作后,時(shí)間繼電器的滑動(dòng)接點(diǎn)216s將10kV分段開關(guān)512,513跳閘(合計(jì)時(shí)為1516s)。時(shí)間繼電器的終止接點(diǎn)未滑到3s時(shí)(合計(jì)時(shí)間為16s)已由馬莊變電站110kV南莊Ⅱ線124開關(guān)跳閘。

(3)馬莊變電站110kV南莊Ⅱ線124開關(guān)微機(jī)保護(hù)WXBO11型裝置原理及打印報(bào)告分析打印報(bào)告顯示在15590ms3ZKJCK阻抗距離Ⅲ段出口跳閘。在0采樣點(diǎn)后2個(gè)周期,電流較小,阻抗不在Ⅲ段范圍,在9340采樣點(diǎn)后電流比前面增大許多,計(jì)算阻抗處于臨界Ⅲ段,反復(fù)計(jì)算。當(dāng)先判斷在Ⅲ段內(nèi),后又到Ⅲ段外時(shí),Ⅲ段延時(shí)清零。在計(jì)算結(jié)果為阻抗在Ⅲ段內(nèi)時(shí),延時(shí)出口將重新計(jì)時(shí),造成在15590msⅢ段出口跳閘。

從微機(jī)保護(hù)原理[1]分析保護(hù)動(dòng)作本身不存在問題,只有重新核算本線路保護(hù)整定值,原微機(jī)保護(hù)WXBO11型的距離保護(hù)整定值:相間距離Ⅲ段電抗分量定值XX3為6168,而阻抗特性電阻分量的大定值RL也為6168。根據(jù)廠家整定要求[2],RL值用于啟動(dòng)元件動(dòng)作后的正常Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ段及靜穩(wěn)破壞檢測(cè)的Ⅲ段阻抗元件,RL值既要考慮反應(yīng)電阻的能力,又應(yīng)躲過最大負(fù)荷時(shí)的最小阻抗。由此可見,RL值的電阻分量太大而躲不過最大負(fù)荷時(shí)的最小阻抗是造成保護(hù)越級(jí)跳閘的原因。將RL值重新按躲過最大負(fù)荷最小阻抗整定。即Zmin=Kz[(NL)(NY)]/[(Ue)(Ifh)],Kz=1/(KKKf)式中:Zmin為最小阻抗;Ifh為最大負(fù)荷電流,取南莊Ⅱ線124開關(guān)TA變比的一次電流112倍;Ue為變電站母線上的額定電壓;KK為可靠系數(shù),取112;Kf為返回系數(shù),取1115;NL為電流互感器變比值;NY為電壓互感器變比值。RL值按照上述整定后,經(jīng)系統(tǒng)故障多次考驗(yàn),保護(hù)裝置未出現(xiàn)越級(jí)跳閘。

4總結(jié)通過此次電網(wǎng)事故的繼電保護(hù)動(dòng)作分析,總結(jié)出2條經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。

a.加強(qiáng)繼電保護(hù)整定的管理。110kV微機(jī)保護(hù)整定工作是一項(xiàng)細(xì)致和認(rèn)真的工作,對(duì)于定值單中的每一個(gè)項(xiàng)目都要準(zhǔn)確計(jì)算認(rèn)真復(fù)核,確保不能出錯(cuò)。本次故障就是由于RL值整定不正確引起的。

b.加強(qiáng)對(duì)開關(guān)機(jī)構(gòu)維護(hù)和選型。跳閘開關(guān)F11由于輔助接點(diǎn)維護(hù)不到位,運(yùn)行中產(chǎn)生損壞未及時(shí)發(fā)現(xiàn),引起事故擴(kuò)大。