弧光放电引起的110kV线路保护动作事件分析

聂胤 叶轩 王凌波

摘要：由于外部意外原因导致110kV线路区外弧光放电故障，线路保护后备保护动作，进而备自投保护动作，保证了全站供电不失压。对此，提出相关假想和思考，采取适当措施，进一步提高变电站供电的可靠性。

关键词：弧光放电、后备保护、备自投保护

引言

线路保护动作的原因有很多，遇到过的情况有雷击跳闸、带接地线送电的误操作跳闸、直流系统多点接地引起的误跳闸、倒塔引起的跳闸、设备老化爆炸引起的跳闸、越级引起的跳闸、蛇类攀爬线路引起的跳闸、施工工艺不合格引起的跳闸等等，然而本文介绍的情况在本区域非常少见-小鸟活动导致线路接地、弧光放电，进而引起线路保护跳闸。

110kV官煌线电源侧保护发零序Ⅱ段动作、重合闸动作、后加速动作;官煌线负荷侧线路保护未动作，110kV备自投保护动作，切运行线路，合备用线路，负荷侧变电站未失压。通过对现场进行仔细查勘，结合变电站视频监控和故障录波报文，确认故障原因是小鸟飞越穿过线路开关A、B相之间引起的区外弧光放电，进而提出防范弧光放电的措施，进一步保证电网供电的可靠性。

1、保护动作原理

110kV官煌线两侧配置了南瑞继保生产的PCS-943A-DA-G型号光差保护，煌固变110kV备自投配置了积成电子生产的SAB-31A-G型号保护，下面分别介绍其保護动作原理：

1.1线路保护动作原理

PCS-943A-DA-G线路保护配置有差动保护、后备保护，后备保护包含距离保护、零序保护。当发生线路区内故障时，差动保护动作;当发生线路区外故障时，差动保护不动作，由后备保护动作。

1.2备自投保护动作原理

SAL-35A-G备自投保护配置有进线和分段两种方式，现场采用进线备自投方式，正常情况下，官煌线运行，上煌线热备用，110kVⅠ、Ⅱ母有压。当官煌线故障，110kVⅡ母失压，备自投保护补跳一次官煌线112开关，合上煌线111开关。

2、事件概述

110kV煌固变：110kVⅠ、Ⅱ母并列运行，112官煌线接于110kVⅡ段母线运行接带煌固变全站负荷，111上煌线接110kVⅠ段母热备用。220kV官上变：112官煌线接于110kVⅡ段母线运行。

2021年09月27日07时39分，主站发官上变112官煌线零序过流Ⅱ段动作，保护后加速出口，112开关跳闸;煌固变110kV备自投保护动作，切官煌线112开关，合上煌线111开关。

3、事件分析

09月27日10时35分，运维人员到达煌固变，检查发现110kV官煌线112开关A相、B相支柱绝缘子上面的法兰以及开关机构横担上面有放电痕迹，其他设备运行正常。查看视频监控确认事故发生前，有一只野鸽子在112间隔地面附近活动，后自下向上飞跃于07时39分26秒穿越112开关A、B相之间靠近A相开关支柱绝缘子法兰上方时，开关A相法兰放电，放电并产生浓烟持续时间约2秒。

09月27日09时15分，变电一、二次检修人员到达官上变。变电一次检修人员检查112开关外观正常，无异常情况。二次人员检查110kV官煌线保护有零序过流Ⅱ段动作、重合闸及加速出口报文。故障时，最大故障零序电流为2.6A，大于设定的零序Ⅱ段定值1.2A，小于零序Ⅰ段定值4.5A，故线路保护零序Ⅱ段动作，112开关跳开后，在经过1秒重合于相间故障（此时的故障电流为相间弧光电流，电流大小约1.45A，大于加速段定值0.6A），故保护加速出口。动作行为符合保护设定定值。

同时查看故障录波显示故障类型一开始是A相接地故障，持续时间277ms，然后发展为AB相间接地故障，持续时间为89ms。整个故障电流持续366ms，保护动作后故障电流消失，1504ms开关重合，重合于相间故障，1603ms112开关分。

09月27日10时05分，变电一、二次检修人员到达煌固变。变电一次检修人员检查112开关外观正常，无异常情况。二次人员检查110kV官煌线保护只有启动报文。110kV备自投保护有动作报文，跳112官煌线，合111上煌线，动作行为符合保护设定定值，同时查看故障录波显示故障发展趋势与官上变故障录波发展趋势一致。

2021年09月27日14时00分，报事故紧急抢修单，对官煌线112开关补充诊断性试验，合格，于18时10分结束工作，恢复正常方式供电。

4、事件原因分析

通过现场事故调查确定直接原因为野鸽子活动引起煌固变112开关A、B相法兰放电，该故障点在开关与CT之间，属线路区外故障，故官煌线差动保护不动，由官上变侧官煌线后备保护动作，官上变侧112开关跳开后，煌固变侧备自投保护检测110kVⅡ段母线失压，线路无流，补跳112开关，合上煌线111开关。

为什么小鸟从开关A、B相之家飞过时，会引起弧光放电？查阅相关规程规范，确认是安全净距不够引起的弧光放电。煌固变侧112开关相与相之间的实际安全净距是1000mm，符合规范要求。从小鸟飞行的纵向姿态判断小鸟爪子上有细长物，在穿越开关A、B相之间时，细长物下端头搭接在开关支柱横档上，细长物上端头碰到A相开关法兰处，导致安全净距缩短，弧光放电，形成接地故障。

5、假想及防范措施

此次故障点是110kV煌固变侧112开关支柱绝缘瓷瓶与瓷套之间的法兰对地放电拉弧，110kV母线未配置110kV母差保护。假设此次故障点发生在220kV官上变侧，而110kV母线是配置了110kV母差保护的，母差保护瞬时动作，势必切除110kV母线上所有出线间隔，扩大事故范围。

考虑到母差保护不带重合闸功能，不管是顺时故障还是永久故障，母差保护都是瞬时出口的，从保护的角度目前还无法做到改进，去躲过类似的瞬时故障。只能从运维的角度，定期巡视和维护，提高巡视和维护的质量，保证变电站内清洁卫生，不留杂物杂草，尽量避免引来小动物活动导致此类低概率事件的发生。

6、结论

此次弧光放电引起的跳闸事件纯属低概率事件，所幸保护正确动作，避免了变电站全站失压，保证了电网的正常运行。虽然没有造成大的影响，但是要从其吸取教训，尽可能采取适当措施，避免意外情况发生。