(新疆天富能源股份有限公司電力調(diào)度中心,石河子市,832000) 靳錦華
在電力系統(tǒng)中,小電流接地系統(tǒng)接地故障經(jīng)常發(fā)生,線路帶接地運行查找故障點也很常見。由于設備長時間運行,運行環(huán)境惡劣,會造成線路和設備絕緣等級降低,長時間接地運行會引起設備二次故障的發(fā)生,甚至引起線路發(fā)生相間故障的可能,所以當線路發(fā)生接地時,運維人員快速找出故障點、調(diào)度人員及時做出方式調(diào)整尤為重要。這樣可以避免長時間接地引起設備故障,造成故障的升級和擴大。
2019年4月20日,石河子某110kV無人值守變電站,發(fā)生35kV 系統(tǒng)接地因維操隊人員檢查不及時,某水電操作延誤,調(diào)度人員方式調(diào)整滯后等原因造成某110kV無人值守,變電站35kV母線、#2主變、10kVIII 段母線失壓、水電機組孤網(wǎng)運行。從而引起大面積停電事故,給供電用戶造成嚴重影響。
事故發(fā)生前主網(wǎng)各聯(lián)絡線及輸電斷面潮流在合理范圍,電網(wǎng)運行正常。某變電站及水電站主接線圖如圖1所示。
某110kV 變電站母線采取雙母線帶旁母接線方式,共計5 條110kV 輸電線路,一條空充電運行,兩條與220kV主網(wǎng)相聯(lián)運行,剩余兩條線路與新疆電網(wǎng)相聯(lián),在熱備用狀態(tài),主網(wǎng)通過220kV 系統(tǒng)與新疆電網(wǎng)相聯(lián);35kV 側單母線分段有3 條出線,35kVI段兩條出線,用戶一線在熱備用,水電廠線與某水電廠相連,35kVII 段用戶二線充電運行;10kV母線分三段運行,#1 主變帶 I、II 段運行,#2 主變帶III段運行,II、III段母聯(lián)在熱備用;某水電站四臺發(fā)電機組,一臺熱備三臺運行,總裝機容量16MW 兩條35kV輸出通道水電廠線與某110kV變電站35kV側相聯(lián),水電廠一線在熱備用與水電35kV 系統(tǒng)相聯(lián)。
圖1 某變電站及某水電廠主接線圖
2019 年 4 月 20 日上午 07:26,調(diào)度收到水電集控報:某水電廠35kV 系統(tǒng)接地。07:30,監(jiān)控中心報:某110kV變電站35kV系統(tǒng)接地。07:45,調(diào)度令某水電廠將35kV 水電廠一線送電。08:11,監(jiān)控中心報:某110kV 變電站#2 主變差動保護、重瓦斯保護動作三側開關跳閘,#1 主變中壓側開關跳閘,10kVIII 段、35kV 系統(tǒng)失壓。08:12 水電集控報:某水電站35kV 水電廠線距離一段保護動作開關跳閘,某水電廠孤網(wǎng)運行。檢查事故后站內(nèi)情況和保護動作信息發(fā)現(xiàn):2#主變:08:11:03:432 保護啟動:2020毫秒后#2主變過流I段動作,35kV母聯(lián)開關拒跳,跳閘線圈燒毀。08:11:03:432:2321,#2 主變過流Ⅱ段動作,#2 主變中壓側開關跳閘。08:11:05:841:22,#2主變比率差動動作,三側開關跳閘。
1#主變:08:11:03:433保護啟動:2016毫秒后,#1主變過流I 段動作,35kV 母聯(lián)開關拒跳,跳閘線圈燒毀;08:11:03:433:2317,#1主變過流II段動作,#1主變中壓側開關跳閘,#1主變中壓側母刀至穿墻套管處燒毀。
35kV用戶二線:08:11:03:479保護啟動:19ms后比率差動I段動作;30ms后過流I動作;31毫秒后比率差動Ⅱ段動作;358ms 后過流I 再次動作;經(jīng)現(xiàn)場檢查,用戶二線開關,A相開關真空泡擊穿,BC相過電壓裝置引線燒斷,且C 相絕緣支柱絕緣子炸裂。間斷電流:0~80ms;320~520ms;700~960ms;1 280~1 800ms;1 880~2 140ms;2 260~2 600ms。
某水電廠:35kV水電廠線08:11:04,距離I段保護動作,故障相為A、B、C 三相,動作電流16.196A,測距0.58km,線路全長8km。
08:29,某水電廠轉(zhuǎn)熱備,35kV水電廠一線送電正常,站內(nèi)恢復運行,機組恢復并網(wǎng),接地消失。08:47,監(jiān)控中心合上某 110kV 變電站 10kVII、III 段母聯(lián)、10kVIII段母線送電正常。08:50,10kVIII段各出線恢復送電,并通知客服中心做好用戶解釋工作。09:00,通知配網(wǎng)急修恢復市區(qū)受沖擊所甩負荷。
根據(jù)設備故障現(xiàn)象、保護裝置動作信息并結合供電公司對設備的檢查結果等,表明相關保護動作均正確?,F(xiàn)以保護動作先后順序具體分析如下:
35kV用戶二線:從故障現(xiàn)象來看,35kV用戶二線發(fā)生BC 相相間短路故障后,差動保護動作開關跳閘,保護動作正確。實際上,由于斷路器A 相真空泡擊穿,使得開關未能真正切斷故障電流,持續(xù)時間:08.11.03.479~08.11.05.862,從而出現(xiàn)了多次保護動作的信息。
1#主變:由于故障點未隔離,且對于主變來說,屬于區(qū)外故障,因此,后備保護動作,第一時限斷開35kV 母聯(lián)開關,但母聯(lián)開關跳閘線圈燒毀,無法動作,因此達到第二時限定值,主變中壓側開關跳閘,保護動作正確。
2#主變:由于35kV 用戶二線故障一直未能隔離,2#主變在4.514 秒時間內(nèi)一直流過穿越性故障電流,差動保護理應不動作,但由于長時間流過故障電流,加之2#主變運行年限較長(近20年),使變壓器絕緣能力下降,引起變壓器內(nèi)部故障,08:11:05:841:22,#2主變比率差動動作,三側開關跳閘。從事故發(fā)生后運維單位對變壓器油化驗結果均不合格來看,進一步證明了變壓器內(nèi)部確實存在異常。由此分析,保護動作正確。
某水電廠35kV水電廠線:由錄波分析,距離一段保護動作,屬于保護越級跳閘。但經(jīng)過對該線路距離一段保護的線路長度、CT 變比、整定原則等有關參數(shù)進行認真復核檢驗后,確認定值整定無誤,不存在人為失誤的問題。通過分析,該保護越級動作,從客觀上存在一定的合理性。具體分析如下:一方面,對于短距離的線路來說,距離保護本身存在一定的失選性,由于該線路未配置光纖差動保護,為了快速切除故障必須投入距離I段保護。
另一方面,對于小電流接地系統(tǒng),微機保護中的距離保護往往采用簡化的邏輯方式,容易造成距離繼電器的阻抗動作范圍有可能出現(xiàn)一定的偏移,從而造成保護發(fā)生誤動的可能。結合此次故障,該線路既屬于小電流接地系統(tǒng),也符合線路長度較短的特征,由此看來,距離保護越級動作,存在一定合理性。
供電部門對站內(nèi)設備定期檢修不及時檢修不到位,對長期運行的老設備沒有加大檢修力度;維操隊人員處理事故不及時沒有按照規(guī)程規(guī)定時間到達事故現(xiàn)場;監(jiān)控中心報送信息不及時,因監(jiān)控問題不能將現(xiàn)場情況立即上報值班調(diào)度;梯調(diào)在接到調(diào)度操作指令時不能準時操作,導致某水電廠與系統(tǒng)解列孤網(wǎng)運行;值班調(diào)度對發(fā)生接地事故未引起足夠重視,未能第一時間聯(lián)系監(jiān)控中心遠方遙控進行分段處理,優(yōu)先對空充電線路拉路查找。
要求變電運維單位加強設備巡查力度,按時完成老舊設備定期檢修和設備更換工作,使設備的更新?lián)Q代趕上電網(wǎng)網(wǎng)架結構的發(fā)展。
加強維操隊和監(jiān)控中心人員事故培訓力度,提高責任心,增強安全意識和事故防范意識,在發(fā)生事故時沉著對待,及時將保護動作信息和現(xiàn)場情況匯報調(diào)度,加強對設備監(jiān)視,提高操作速度,加強對無人值守變電站規(guī)程的培訓學習。對現(xiàn)場運行方式牢記于心,提高事故處理能力和分析能力,不能憑經(jīng)驗、憑感覺處理事故,杜絕麻痹大意、提高值班人員工作責任心。事故處理時必須結合站內(nèi)設備實際情況、接線方式和運行方式,使調(diào)度員和監(jiān)控人員有效識別、控制電網(wǎng)危險點。
隨著石河子電網(wǎng)網(wǎng)架結構不斷增強,變電站設備自動化水平提高,變電站趨向無人值守發(fā)展,對石河子電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運行提出更高的要求。據(jù)調(diào)查表明在小電流接地系統(tǒng)中因接地故障引起的滋生故障占85%,因此所有工作人員要以上述事故為戒,自覺落實“消除事故隱患,筑牢安全防線”的指導方針,加強安全事故管理,提高電網(wǎng)運行管理水平,吸取教訓,杜絕此類滋生事故的發(fā)生。