220kV变电站110kV线路越级跳闸事故研究

220kV变电站110kV线路

越级跳闸事故研究

闫炳耀

（国网河南省电力公司焦作供电公司，河南焦作454001）

摘要：220kV变电站经常发生110kV线路越级跳闸事故，一旦发生，将扩大事故停电范围，造成大面积停电的严重事故。此事故一般是由于110kV线路在发生故障时不能及时跳开开关切除故障，导致主变后备保护动作跳闸。针对这一现象，通过建立220kV仿真变电站模型，进行故障原因分析，并深入研究，制定出有效措施。这样，在事故出现时，能及时进行处理，提高事故处理的效率。针对高压断路器拒动问题，采取有效措施，避免越级跳闸发生，提高电网供电可靠性。关键词：越级跳闸；后备保护；模型中图分类号：TM771220kV变电站经常发生110kV线路越级跳闸事故，一旦发生，将扩大事故停电范围，造成大面积停电的严重事故，导致供电服务中断，电力企业和电力用户均面临较大损失。

针对这一现象，通过建立220kV仿真变电站模型，进行原因分析，并深入研究，制定出有效的防范措施。

1220kV仿真站模型的建立

1.1220kV仿真站一次主接线

220kV仿真站的运行方式。

220kV：220kV母线联络运行（东母是Ⅰ母，西母是Ⅱ母，潮流从东母流向西母），北仿2、仿221、Ⅰ盘仿2运行于东母，仿鹤1、仿222、Ⅱ盘仿2运行于西母，Ⅰ盘仿线、Ⅱ盘仿线对侧为电厂。

110kV：110kV联络运行（西母是Ⅰ母，东母是Ⅱ母，潮流从东母流向西母），Ⅰ仿矩1、仿111、Ⅰ仿高1运行于西母，Ⅱ仿矩1、仿112、Ⅱ仿高1运行于东母。

10kV：单母分段运行，仿101、1号站用变、1号、

RURALELECTRIFICATION2号电容器运行于10kV南母，仿102、2号站用变、3号、4号电容器运行于10kV北母。仿1号主变中性点不接地运行，仿2号主变中性点接地运行。站用电系统：1号站用变供Ⅰ段母线，2号站用变供Ⅱ段母线，母联400备用，备自投投入。一次主接线如图1所示。

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线路Ⅰ仿矩线、Ⅱ仿矩线Ⅰ仿高线、Ⅱ仿高线图1

220kV仿真站一次主接线

1.2220kV仿真站110kV线路保护

仿真变电站110kV线路保护配置如表1所示。

表1

110kV线路保护配置

保护配置距离保护（三段式）、零序保护（四段式）距离保护（三段式）、零序保护（四段式）重合闸三重三重保护型号RCS-941WXB-11S282018年12)第28页共80页CMYK2018-12-0514:55:24

安全生产1.3220kV仿真变电站主变保护

220kV仿真变电站主变保护配置及型号如表2所示。

表2主变保护配置及型号

设备名称保护配置高压侧断路器操作箱1号、2号主变电量保护中低压侧断路器操作箱非电量保护型号CZX-12RRCS-978（双套）CJXRCS-974同时，110kV母线分列运行。由于1号主变中性点不接地运行，仿111开关与故障线路开关在同一条母线运行，1号主变110kV侧间隙保护，跳开1号主变三侧断路器，110kV西母、10kV南母失压，切除故障。

表3保护装置差动保护重瓦斯轻瓦斯有载瓦斯重有载瓦斯轻（指向主变）220kV复压闭锁过流220kV侧零序方向过流Ⅰ段（指向母线）220kV侧零序方向过流Ⅱ段（指向母线）220kV侧中性点零序保护220kV间隙过电压220kV间隙过电流（指向母线）110kV复压闭锁过流1号、2号主变保护定值

动作时间/s00000动作元件跳三侧跳三侧发信号跳三侧发信号跳仿110跳中压侧断路器跳高压侧断路器跳三侧跳仿220跳高压侧断路器跳仿220跳三侧跳三侧跳三侧跳三侧跳仿110跳中压侧断路器跳中压侧断路器跳三侧跳仿110跳中压侧断路器跳仿110跳三侧跳三侧跳三侧1号、2号主变保护定值如表3所示，因为不涉及主变低后备保护（10kV侧），表3中省去主变低后备保护定值。表3中，仿110是中压侧母联断路器，仿220是高压侧母联断路器。

2110kV线路越级跳闸事故

2.1110kV线路越级跳闸事故现象

220kV变电站110kV线路越级跳闸事故，110kV线路故障，110kV断路器拒动，由于110kV侧断路器未配置断路器失灵保护，会发生主变后备保护动作跳闸，继而切除故障。110kV线路故障类型主要包括：单相接地、两相短路接地、两相短路、三相短路。发生单相接地、两相短路接地故障时，会启动主变中后备零序保护动作，根据表3主变保护配置可以得出，会直接启动零序方向过流Ⅰ段，1.5s跳仿110，2s跳中压侧断路器。发生两相短路、三相短路故障时，会启动主变后备过流保护动作，根据表3主变保护配置可以得出，会启动复压闭锁方向过流Ⅰ段，3.3s跳仿110，3.6s跳中压侧断路器。

110kV线路发生单相接地、两相短路接地故障时，由于仿111开关运行于110kV西母，仿112开关运行于110kV东母，仿1号主变中性点不接地运行，仿2号主变中性点接地运行。如果故障线路在110kV东母运行，会直接启动2号主变110kV侧零序方向过流Ⅰ段，1.5s跳仿110，跳开仿110的同时，110kV母线分列运行。由于2号主变中性点接地运行，仿112开关与故障线路开关110kV东母失压，切除故障。如果故障线路在110kV西母运行，会直接启动2号主变110kV侧

220kV复压闭锁方向过流t1=3.3t2=3.6t1=3.9t2=4.2t1=4t2=4.5t1=6t2=6.56.50.50.5110kV复压闭锁方向过流t1=3.3t2=3.6t1=3.6t2=4.2110kV侧零序方向过流Ⅰt1=1.5段（指向母线）t2=2110kV侧零序方向过流Ⅲt1=2.5段（指向母线）110kV间隙过电压110kV间隙过电流t2=30.50.5根据以上分析，画出110kV线路越级跳闸事故现象，如图2所示。

110kV线路越级跳闸事故处理和分析Ⅰ仿高线路单相接地故障保护动作、断路器拒动，故障类型符合图2所示第2种事故现象，处理步骤

RURALELECTRIFICATION在同一条母线运行，2s跳2号主变仿112开关，2.2

零序方向过流Ⅰ段，1.5s跳仿110，跳开仿110的（不考虑110kV子站）：

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292018年12)第29页共80页CMYK2018-12-0514:55:24

安全生产3断路器拒动原因和应对措施

3.1

高压断路器拒动原因

第一操作机构内部有问题，如卡槽变形、传动杆错位等。

第二断路器合闸位置有问题，继而影响分闸。第三气体压力降低或液压机构油压低，闭锁该断路器控制回路。

第四电气二次回路出现故障，分合闸接线端子松动、断线，辅助触点接触不良，分合闸线圈烧断，分闸电压过低等。3.2

高压断路器拒动故障的应对措施

断路器发生拒动故障时，运行人员头脑保持清醒，应根据事故现象，采取应对措施：

因电气方面故障而发生拒动，在排除故障后可继续操作，不能排除时则可进行手动操作，应根据五防

图2

110kV线路越级跳闸事故现象

规定执行相关解锁。

若是机械方面原因，运行人员大多不能处理，应立即汇报调度和检修，进行停电处理。

当发生紧急突发事故时须立即分闸，而此时无法分闸，应迅速断开上一级断路器，然后再用机械分闸装置断开，如果机械分闸不能操作，需要解五防操作，尽快将该故障断路器解备。

断路器出现如下情况，禁止操作：油变质或油不足；气体压力过低等。

运行人员加强巡视，按照规则开展站内巡视工作，及早发现缺陷。

第一步解除音响，查看并记录事故信息，将变位断路器复位，汇报调度；

第二步检查保护信号，复归信号；

第三步带上工器具检查站内设备，发现Ⅰ仿高1断路器故障，断路器拒动，其他设备正常，汇报调度；

第四步判断Ⅰ仿高线路故障，断路器拒动，越级造成主变后备保护动作，汇报调度；

第五步依调度令，断开Ⅰ仿高1控制电源，将Ⅰ仿高1断路器、Ⅰ仿高线路解备；

第六步退出仿110kV西母各线路重合闸，拉开仿110kV西母各分路断路器；

第七步投入110kV母线充电保护压板，用仿110断路器对仿110kV西母充电，充电正常后退出此功能压板。恢复仿110kV西母及分路运行；

第八步投入110kV西母各线路重合闸；第九步1号主变恢复正常送电、10kV南母恢复正常送电；RURALELECTRIFICATION第十步将Ⅰ仿高2断路器解备，将Ⅰ仿高1断路器及线路做安措；

第十一步填写各项记录，汇报调度及相关人员。事故分析：依据动作报文，判断Ⅰ仿高线路故障，断路器拒动，越级造成主变后备保护动作，从而使110kV西母、10kV南母失去电压的严重停电故障。

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4结束语

220kV变电站110kV线路越级跳闸是因为110kV线路在发生故障时不能及时跳开开关切除故障，引起主变后备保护动作跳闸。针对这一现象，通过建立220kV仿真变电站模型，进行故障原因分析，并深入研究，制定出有效的措施。这样，在事故出现时，能及时进行处理，提高事故处理的效率。针对高压断路器拒动问题，采取有效的措施，避免越级跳闸发生，提高电网供电可靠性。

作者简介

闫炳耀（1985—），男，汉族，变电站值班长，国网焦作供电公司，工程师，硕士研究生，主要研究方向为电网规划和继电保护研究。

（责任编辑：刘艳玲）

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