一起110 kV线路发展性故障导致220 kV主变保护动作的事故分析

黄 岗，邓德茂，彭洪进，王开波，王 堃，金基伟

（贵州电网有限责任公司遵义供电局，贵州 遵义 563000）

220 kV某变电站的事故前运行方式如图1所示。220 kV某变电站的220 kV双母线及110 kV双母线并列运行，110 kV某135线路运行于110 kVⅡ母，1号主变中压侧运行于110 kVⅠ母且110 kV及220 kV中性点接地，2号主变中压侧运行于110 kVⅡ母且110 kV及220 kV中性点未接地。110 kV某135线路发生发展性故障导致故障越级至220 kV主变保护，扩大了事故范围，降低了电网的供电可靠性。本文详细分析了故障越级原因并提出了整改建议。

图1 110 kV某变运行方式图

1 事件分析

1.1 110 kV某线路保护动作行为分析

2022年12月28日18:08，110 kV某135线路发生B相接地故障，故障波形如图2所示。由波形分析可知，故障时110 kV某135线路B相电流增大，B相电压降低，二次零序电流59 A，故障持续1106 ms后，110 kV某135线路保护装置零序过流Ⅱ段动作、接地距离Ⅱ段动作跳开110 kV某135线路开关，4663 ms，110 kV某135线路重合闸动作，合上110 kV某135线路开关。保护动作行为正确。

重合成功后2189 ms，110 kV某135线路再次发生B相接地故障，故障波形如图3所示。B相接地故障持续600 ms后发展为BC相间短路接地故障，BC相间短路接地故障持续约260 ms后发展为三相短路故障。110 kV某135线路由B相接地发展为三相短路故障持续时间约860 ms，其线路零序电流下降至0.67 A，小于线路零序启动电流定值，而保护装置型号为PCS-943N，当零序电流小于零序启动电流定值时闭锁接地距离Ⅱ段保护，加之接地距离Ⅱ段及零序过流Ⅱ段保护时间定值为1100 ms，故第二次故障时，线路保护装置的接地距离Ⅱ段及零序过流Ⅱ段保护未动作。第二次故障持续约1700 ms，其相间距离Ⅱ段保护动作隔离线路故障。

图3 110 kV某135线路第二次发生B相接地故障波形

通过以上分析可知，2次故障，线路保护装置的保护动作行为正确。

1.2 1号主变保护装置动作行为分析

由于110 kV某135线路第二次故障为发展性故障，先是B相接地故障持续600 ms后发展为BC相间短路接地故障，1号主变中性点接地，有零序电流流过，而2号主变中性点未接地，无零序电流流过，故只满足1号主变中接地阻抗定值；故障持续至1400 ms时，1号主变中接地阻抗1时限动作跳110 kV母联110断路器。由于1号主变与110 kV某135线路运行于不同母线，当110 kV母联110断路器跳开后1号主变感受不到故障，保护返回。1号主变保护装置的故障波形如图4所示。第二次故障发展到1406 ms时的中后备保护测量阻抗如图5所示。

图4 1号主变保护装置的故障波形

图5 第二次故障发展到1406 ms时的中后备保护测量阻抗

故障转换至相间接地短路时，满足2号主变相间阻抗定值，但是故障持续时间约1100 ms，不满足时间定值。

通过以上分析可知，第二次故障，1号主变的保护动作正确，2号主变保护不动作正确。

2 整改建议

通过以上分析可知，110 kV某135线路发生发展性故障时，线路保护和主变保护动作行为正确。但是故障点在110 kV线路，却越级至220 kV主变保护，造成事故扩大。如果故障线路与中性点接地主变运行于同一母线将造成一条110 kV母线失压，将造成更大的事故。

通过调查发现造成该情况的原因是由于当自产零序电流小于零序启动电流定值时，南瑞继保的线路保护装置接地距离Ⅰ段和Ⅱ段保护被闭锁。对比其他厂家发现：在线路上发生单相接地故障转换成三相短路故障时，某些厂家的保护设备存在故障越级的风险。

为防止该类发展性故障导致的故障越级，造成事故扩大，建议将存在故障越级风险的线路保护装置进行程序升级，取消零序电流闭锁接地距离保护的逻辑；同时加快推进三端线路的光差保护配置，提高保护动作的可靠性及灵敏性。

3 结束语

本文详细分析了110 kV线路先发生单相接地故障，后转换为两相短路接地故障，最后发展为三相短路故障时线路保护动作行为及主变保护动作行为，以及导致220 kV主变保护动作的原因，并提出了整改建议。整改建议有效地解决了该发展性故障下造成的故障越级及事故扩大，提高了电网的供电可靠性。