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