220千伏龙节汇集站110kV母差保护动作案例分析

220千伏龙节汇集站110kV母差保护动作案例分析

王学民侯东方王志远

国网乌鲁木齐供电公司新疆乌鲁木齐830000

摘要：文章根据220kV龙节汇集站110kV母差保护动作造成110kV母线失压案例。分析了110kV母差保护动作可能产生的事故的原因。再通过现场实际检查出的故障点，综合发生故障时天气情况，π型构架引流线与构架杆外径间净距离等因素，合理推断还原了故障发生的过程。

关键词：110kV母差保护；110kV母线失压；引流线

0引言

近年来，随着清洁能源的快速发展，地处恶劣自然环境中的风电汇集站不断涌现。风电汇集站处地条件恶劣，电力设备常年受到大风、盐碱等恶劣气候的侵蚀。这给变电站的安全稳定运行带来了极大地挑战。本文分析了一起因大风恶劣天气造成的110kV母差保护动作导致110kV母线失压的案例。

1案例简况及预想故障原因

2017年05月02日19时07分43秒490毫秒，乌鲁木齐地区220千伏龙节柴窝堡西风电汇集站110千伏Ⅱ母发生A相接地故障，110千伏母差保护动作，切除110千伏Ⅱ母所有线路及主变间隔。

1.1故障前现场运行方式

220千伏龙节柴窝堡西风电汇集站220千伏双母线接线，220千伏母线分列运行；3号主变、达柴一线、柴芨牵二线运行在Ⅰ母；祁柴一线、祁柴二线、柴托一线、柴托二线、达柴二线、柴芨牵一线、1号主变、2号主变运行在Ⅱ母；110千伏Ⅰ、Ⅱ母分列运行，110千伏苜柴风一线、柴油二线、3号主变110千伏侧、中柴风二线、中柴风一线运行于110千伏Ⅰ母母线；柴艾线、柴菊线、中柴风三线、中柴风四线、1号主变110千伏侧、2号主变110千伏侧运行于110千伏Ⅱ母母线；35千伏单母分段接线，35千伏母线分列运行。

2现场检查情况及故障点推断

2017年5月2日19时21分，运维人员接到故障通知后，对110千伏母线保护装置检查发现，Ⅱ母差动保护动作指示灯亮。保护动作报文显示：2017年05月02日19时07分43秒490毫秒，110千伏Ⅱ母差动保护动作，选相A相，动作电流1.876A（定值门槛0.5A）。87毫秒后110千伏母线保护切除110千伏Ⅱ母所有线路及主变间隔。

通过对保护信息的查看，运维人员作出了以下几种可能的故障点预想：

（1）110kV母差保护误动作。

（2）大风天气造成异物飘落至110kVII母线及母线所连各支线电流互感器到母线之间的引线上，造成母差保护动作。

（3）110kV母差保护范围内支撑绝缘子或连接绝缘子击穿母差保护动作。

（4）110kV母差保护范围内某处由于风力过大发生了瞬时放电，造成110kV母差保护动作。经运维人员认真检查，发现了疑似放电点。具体情况见下文事故处理情况。

3事故处理情况

运维人员对110千伏Ⅱ母母线及所有一次设备进行现场排查地面检查发现110千伏柴菊线与中柴风四线之间的110千伏Ⅱ母π型构架杆靠近A相侧有疑似放电点（如图3所示），在该π型构架A相母线引流线上发现有疑似放电点。

运检人员登杆进行近距离检查，确认110千伏Ⅱ母π型构架及引流线两处均存在放电痕迹（如图5所示）。

随后运检人员登杆对110千伏Ⅱ母母线所有间隔进行检查，110千伏Ⅱ母母线其他部位均无异常。

站内一、二次设备检查正常后，于5月3日18时57分110千伏Ⅱ母母线恢复供电。

4故障原因分析

4.1检修人员利用测距仪对发生故障的110千伏Ⅱ母π型构架及其他π型构架引流线的弧垂进行测量。

4.2110千伏Ⅱ母π型构架引流线与构架杆外径间净距离为1.2米。按照《电气装置安装工程母线装置施工及验收规范》，对于110千伏中性点接地系统，户外配电装置带电部分至接地部分之间安全净距离为900毫米，变电站设计风速在35米/秒及以下时，增加风偏安全距离值300毫米，故A相引流线与构架杆外径间净距离应最小为1.2米，实际安全净距离满足设计及运行要求。

3.3因母线侧隔离开关与母线之间未设置支柱绝缘子，110千伏Ⅱ母母线上的所有间隔A相隔离开关引下线（A相引下线最长，水平方向6.7米）对母线存在轴向拉力，在引下线重力及大风作用下使得A相母线发生偏转，偏转带动A相引流线向构架杆侧倾斜，造成空间安全净距离减小。

图10新疆天风发电厂实时风速监测图

故障π型构架A相母线位于受风侧，当日大风沙尘天气并伴有强降雨，使得A相母线产生风偏，母线偏转带动引流线向构架杆侧偏转，造成引流线与π型构架杆空气间隙进一步减小。

5结论

综上所述，110千伏Ⅱ母π型构架A相引流线弧垂偏大，引流线摆动半径大，在大风与隔离开关引下线拉力的同时作用下，A相母线带动引流线向构架杆侧倾斜和偏转，使得引流线与π型构架杆空气安全距离减小，致使π型构架A相引流线对构架杆放电，110千伏Ⅱ母发生A相接地故障，110千伏母差保护动作。

运维人员在故障发生时，应冷静、谨慎，弧垂设计不满足要求。故障点位于Ⅰ期工程与扩建工程的交界点，接火时未严格按照《电气装置安装工程母线装置施工及验收规范》及设计图纸要求进行施工，导致引流线弧垂偏大，不满足要求。

长距离引流线存在设计缺陷。110千伏Ⅱ母上的A相隔离开关引下线长为6.7米，未采取有效的支撑措施，在引下线自重及风力作用下，使得母线与引流线发生倾斜和偏转，存在设计缺陷。

参考文献

[1]电力建设施工、验收及质量验评标准汇编.北京：中国电力出版社，2008.

[2]电气设备故障诊断与检修1000问/曹孟州编著。—北京：中国电力出版社，2013.5

[3]国家电网公司生产技能人员职业能力培训通用教材.继电保护及自动装置，北京：中国电力出版社，2010

[4]变电运行/山西省电力公司组编。—北京：中国电力出版社

[5]输变电工程技术/程勇峰，王景朝主编.—北京：中国电力出版社，2016.11