一起线路故障引起多台主变间隙保护动作跳闸事故的分析

赵亨奎

摘 要：为了限制短路电流，并保证系统中零序电流的大小和分布不受系统运行方式变化的影响，当电网发生单相接地故障且失去中性点时，不接地的变压器中性点将出现零序电压或零序电流。针对一起线路接地故障造成的主变间隙保护动作跳闸事故，分析了该间隙保护动作的原因，并对间隙保护相关的整定和配合的问题进行了探究。

关键词：线路故障：变压器：短路电流；间隙保护

中图分类号：TM773 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.23.122

某220 kV变电站的110 kV出线单相永久接地发生了故障，引发了多台主变因间隙保护动作而全站失压的事故。该事故经过为：某日07：44：12，某220 kV变电站1#主变保护启动，521 ms中压侧间隙过流1段出口跳开1#主变三侧开关，同时，220 kV2#主变、110 kV1#变电站、110 kV2#变电站、110 kV3#变电站主变保护启动，0.5 s后间隙过流保护1段动作跳开各主变各侧开关，造成1座220 kV变电站和3座110 kV变电站全站失压。

1 事故原因分析

1.1 故障时系统的运行方式

故障时系统的运行方式如图1所示。该220 kV变电站1#主变高、中压侧中性点直接接地，2#主变高、中压侧中性点间隙接地，两台主变并列运行。110 kV1#变电站、110 kV2#变电站、110 kV3#变电站主变为运行状态，主变中性点均为间隙接地。

1.2 故障动作过程分析

据220 kV1#主变故障录波图和保护动作报文可知，07：44：12，220 kV变电站1#主变保护启动，521 ms中压侧间隙过流一段出口跳开1#主变三侧开关，保护均正确动作，现场中性点间隙无明显击穿现象；据2#主变故障录波图和保护动作报文可知，521 ms间隙过流一段出口跳开2#主变三侧开关，保护均为正确动作，现场中性点间隙有明显的击穿现象。此外，110 kV1#变电站、110 kV2#变电站、110 kV3#变电站主变保护启动，0.5 s后间隙过流保护1段动作跳各主变各侧开关，保护均正确动作，主变高压侧中性点间隙均有明显的击穿现象。

根据线路巡线发现，110 kV线路靠1#变电站侧A相有接地，检测人员对220 kV1#主变中性点接地电阻测试后均合格；对220 kV1#主变保护屏接线检查后发现，110 kV侧中性点零序CT电流与间隙零序CT接反。

1.3 事故过程分析

110 kV线路末端发生单相接地故障，属于该线路零序2段保护范围，该线路的零序2段保护定值时间为1.5 s，主变间隙零序动作时间为0.5 s。由于220 kV变电站1#主变保护屏零序CT被接入间隙保护，所以，0.5 s后1#主变间隙保护动作跳开三侧开关。此时，整个系统因1#主变退出运行而失去了中性点接地点，导致110 kV系统由直接接地系统转变为不接地系统，且故障点仍然存在，击穿了3个110 kV变电站主变和220 kV变电站2#主变中性点间隙，进而出现跳闸现象。本次间隙过流动作的原因为：施工单位接线、调试不正确，导致零序CT与间隙CT接反，造成系统在故障时失去中性点接地，最终造成停电范围扩大。

2 应对措施

2.1 加强对继电保护人员的培训

应加强对继电保护施工人员的培训，重点讲解保护装置的原理、二次回路的调试方法。如果施工人员在调试回路时采取在CT源头二次通流的方法，则此次大面积停电事故是可以避免的。

2.2 加强对中性点接地刀闸的维护和巡视

《220～550 kV电网继电保护装置运行整定规程》（DL/T 559—94）中规定，变电站中有两台及以上变压器时，应只将一台变压器中性点直接接地运行，当该变压器停运时，将另一台中性点不接地变压器改为直接接地。如果此次事故不是因为零序CT接反，而是因为变压器接地不良引起的，则同样会导致停电范围扩大。因此，加强对中性点接地刀闸的维护是非常必要的。线路发生故障时不能只检查线路，应根据运行方式全面检查可能受影响的设备，从而及时发现问题。

3 结束语

从本次事故的经过、原因查找分析和应对措施可看出，加强电网建设，加强对设备的调试、验收、管理和维护，对保持电网系统的稳定性和可靠性具有巨大的作用。

参考文献

[1]姚仲华.110 kV变压器中性点间隙保护方案分析及改进[J].四川电力技术，1997（04）.

[2]王桂生.220 kVGIS对地放电事故分析[J].华东电力，2002（09）.

[3]田学东，固原.110 kV系统主变压器中性点间隙保护配置[J].电工技术，2007（05）.

〔编辑：张思楠〕

Abstract： In order to limit the short-circuit current， and to ensure that the size and distribution of the zero sequence current in the system is not affected by the operation mode of the system， when the single-phase grounding fault and the neutral point is lost， the neutral point of the transformer will be zero sequence voltage or zero sequence current. In this paper， we analyze the causes of the protection action of the main transformer gap protection action caused by the fault of the main transformer and the protection of the ground fault.

Key words： line fault； transformer； short circuit current； gap protection