1事故經過

2000-07-04T10:37:30,雷雨天氣,南郊變電站10kV上排Ⅰ線開關F11,10kV上排Ⅱ線開關F20的出線發生短路故障引起開關F11,F20速切、過流保護動作跳閘,經重合閘時間后F11,F20開關重合成功,再由重合閘后加速保護動作,開關F11跳閘未成功,F20開關跳閘成功。由2號主變壓器、3號主變壓器10kV側后備過流保護動作將10kV分段開關513,512跳閘。馬莊變電站110kV南莊Ⅱ線124開關跳閘,造成南郊變電站全站失壓。當時運行方式見圖1。南郊變電站2號、3號主變壓器在運行狀態,1號主變壓器在熱備用,110kV南莊Ⅱ線124開關由馬莊變電站送入,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開關均運行。

2南郊變電站保護動作分析事故引起南郊變電站失壓,后果嚴重。

經事故現場檢查,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開關保護裝置動作是正確的。由于10kV上排Ⅰ線F11開關輔助接點燒熔,造成跳閘線圈燒毀,故障電流無法切除,引起2號主變、3號主變10kV側后備過流保護動作使10kV分段開關513,512跳閘。保護裝置動作是正確的。而馬莊變電站110kV南莊Ⅱ線124開關保護越級跳閘是錯誤的。分析微機錄波圖也證明了這點。

3馬莊變電站110kV南莊Ⅱ線124開關跳閘分析

(1)南郊站微機錄波圖的分析觀察南郊站2個時刻的微機錄波圖(圖略)。

a.10:39:30,在故障前0102s時110kV三相電壓波形有些變形,幅值沒變。在0103s時110kV三相電壓正常,110kV南莊Ⅱ線124開關三相電流A相基本沒變,B相電流118kA(已折合到10kV側),C相電流213kA(已折合到10kV側)。再經過0137s后三相電壓電流恢復正常狀態。

b.10:39:34,開始時110kV三相電壓波形、幅值沒變。110kV南莊Ⅱ線124開關三相電流:C相電流恢復正常、A相電流118kA(已折算到10kV側)、B相電流213kA(已折算到10kV側)。在013s后110kV三相電壓正常,三相電流同時升到213kA(已折算到10kV側),延時到717s。

從上述情況看:

a.電流值為213kA未達到主變10kV側后備過流保護動作定值。另從南郊變電站110kV南莊Ⅱ線124開關微機保護打印報告分析,在10:39:31到C相電流最大幅值折算到10kV側的電流為21857kA。在這里2號、3號主變壓器10kV側后備過流整定值:動作值21965kA,216s跳10kV分段;3s跳主變壓器變低。

b.從故障開始到發展成三相電流同時升到213kA(已折算到10kV側)的時間合計約12s。

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

(2)南郊站110kV南莊Ⅱ線124開關微機保護打印報告的分析在10:39:43也就是短路故障持續了13s,A相電流最大幅值(折算到10kV側)為51419kA,達到整定值,2號、3號主變壓器10kV側后備過流保護動作后,時間繼電器的滑動接點216s將10kV分段開關512,513跳閘(合計時為1516s)。時間繼電器的終止接點未滑到3s時(合計時間為16s)已由馬莊變電站110kV南莊Ⅱ線124開關跳閘。

(3)馬莊變電站110kV南莊Ⅱ線124開關微機保護WXBO11型裝置原理及打印報告分析打印報告顯示在15590ms3ZKJCK阻抗距離Ⅲ段出口跳閘。在0采樣點后2個周期,電流較小,阻抗不在Ⅲ段范圍,在9340采樣點后電流比前面增大許多,計算阻抗處于臨界Ⅲ段,反復計算。當先判斷在Ⅲ段內,后又到Ⅲ段外時,Ⅲ段延時清零。在計算結果為阻抗在Ⅲ段內時,延時出口將重新計時,造成在15590msⅢ段出口跳閘。

從微機保護原理[1]分析保護動作本身不存在問題,只有重新核算本線路保護整定值,原微機保護WXBO11型的距離保護整定值: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。根據廠家整定要求[2],RL值用于啟動元件動作后的正常Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ段及靜穩破壞檢測的Ⅲ段阻抗元件,RL值既要考慮反應電阻的能力,又應躲過最大負荷時的最小阻抗。由此可見,RL值的電阻分量太大而躲不過最大負荷時的最小阻抗是造成保護越級跳閘的原因。將RL值重新按躲過最大負荷最小阻抗整定。即Zmin=Kz[(NL)(NY)]/[(Ue)(Ifh)],Kz=1/(KKKf)式中:Zmin為最小阻抗;Ifh為最大負荷電流,取南莊Ⅱ線124開關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,取112;Kf為返回系數,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,經系統故障多次考驗,保護裝置未出現越級跳閘。

4總結通過此次電網事故的繼電保護動作分析,總結出2條經驗教訓。

a.加強繼電保護整定的管理。110kV微機保護整定工作是一項細致和認真的工作,對于定值單中的每一個項目都要準確計算認真復核,確保不能出錯。本次故障就是由于RL值整定不正確引起的。

b.加強對開關機構維護和選型。跳閘開關F11由于輔助接點維護不到位,運行中產生損壞未及時發現,引起事故擴大。