10kV线路故障及引起主变保护动作原因分析

10kV线路故障及引起主变保护动作原因分析

姚登辉  ,潘雄峰  ,汪龙强  ,李忠涛  ,蒙海锐  ,詹乐贵

(贵州电网有限责任公司铜仁供电局   贵州铜仁    554300）

摘要：本文首先通过对故障现场及故障录波资料进行综合分析，再现 10kV 线路CT故障发展全过程；然后对10kV 线路保护不动作原因、主变后备保护动原因进行分析；最后提出暴露问题及整改措施；本文对类似的故障、保护动作分析具有一定的借鉴意义。

关键词：故障原因；运行方式；故障录波；保护动作

1 事件概述

模拟2017年05月22日08时42分07秒596ms，110kV某变电站1、2号主变A、B套保护低压侧复压过流Ⅰ段1时限动作跳开10kV母线分段开关010，08时42分07秒697ms ，2号主变A、B套保护低压侧复压过流Ⅰ段2时限动作跳开2号主变低压侧开关012，导致110kV某变电站10kV母线失压。

故障前运行方式如图1：110kV某变电站110kVⅠ、Ⅱ母，35kVⅠ、Ⅱ母，10kVⅠ、Ⅱ母并列运行；1号主变高、中、低压侧分别挂110kVⅠ母、35kVⅠ母、10kVⅠ母运行；2号主变高、中、低压侧分别挂110kVⅡ母、35kVⅡ母、10kVⅡ母运行；10kV灯江线挂10kVⅡ母运行。

1、2 一次设备故障情况

经现场检查，110kV灯塔变10kV灯江线CT靠母线侧电流回路接线盒附近均有放电痕迹并且A相接线盒烧毁严重。

1、3 二次设备动作情况

表1主变保护动作情况表

表2 10kV灯江线线路保护最近动作情况

通过表1、表2可以看出，2017年05月22日08时42分，只有主变后备保护动作，而10kV灯江线线路保护当天无动作，但5月18日10时30分及5月16日02时44分都正确动作过，基本上可以断定，10kV灯江线线路保护在本次故障时拒动的可能性很小。

2  故障原因分析

通过录波分析（见图3），T1（08时42分06秒879ms）时刻，主变低压侧C相电压下降为零，故障电流为零，由于10kV系统为中性点不接地系统，故障电流电压分布符合小电流接地系统单相接地特征，判断为10kV系统C相接地；T2（0.25s后）时刻，主变低压侧B相电压急剧下降且BC相故障电流大幅增加，电流电压分布符合系统两相短路故障特征，判断10kV系统由C相单相接地发展为BC相间故障；T3（0.017s后）时刻，主变低压侧A相电压下降为零，A相电流大幅上升，此时系统三相电压为零，存在比较大的三相故障电流，电流电压分布符合系统三相短路故障特征，判断10kV系统由B、C相两相短路发展为ABC三相短路故障。

事故后通过现场检查，灯江线CT靠母线侧A、B、C三相都有电弧闪络痕迹。

结合现场检查及故障录波分析，灯江线CT靠母线侧C相发生接地故障，持续0.25s后发展为BC相间故障，0.017s后，发展为三相短路故障。

图3 故障后主变低压侧故障录波图

3 保护动作情况分析

3、1  10kV灯江线线路保护没动作原因分析

1）10kV灯江线CT电流回路接线盒附近发生三相短路示意图：

            图4 10kV灯江线CT电流回路接线盒附近发生三相短路示意图

现场检查短路点位于灯江线CT靠母线侧电流回路接线盒附近，短路电流在相间形成回路，没有流经CT一次绕组，导致二次电流回路上无短路电流（短路电流流向如图4），线路保护装置由于感受不到故障电流，保护不动作。 

3、2  主变低后备保护动作原因分析

根据故障录波分析（见图5），08时42分07秒596ms， 1号主变低压侧故障电流5502A，大于定值2120A；2号主变低压侧故障电流5552A，大于定值为2120A； 1、2号主变保护10kV侧复压过流保护Ⅰ段1时限动作，跳开10kV 010断路器。

10kV 010断路器跳闸后，根据故障录波分析（见图6），08时42分07秒697ms ，1号主变低压侧无故障电流，2号主变低压侧仍有故障电流8008A，2号主变10kV侧复压过流保护Ⅰ段2时限动作，保护跳10kV 012断路器。

综合上述分析，10kV灯江线CT电流回路接线盒靠母线侧附近发生三相短路时，10kV灯江线线路保护装置由于感受不到故障电流，保护不动作，这时，只能由主变低侧后备保护Ⅰ段1、2时限相继动作来跳开010、012断路器，达到隔离故障目的，保证了系统正常稳定运行，故此次保护动作行为均为正确动作。

4 暴露问题及采取的反事故措施

1） CT表面脏污，导致发生绝缘击穿，引起三相短路。

 2） 制定变电站10kV母线及出线间隔防污清扫工作计划并实施。

 3） 在有10kV断路器小车转试验位置的操作时，应申请将断路器小车操作至检修位置检查脏污程度，发现有脏污存在应立即开展断路清扫工作。

 4）对10kV高压室通风设施及空调除湿设备进行梳理，不能正常工作的申请修理或更换，防止电力设备受潮积污。

 5 结论

电力系统事故发生后，为了防止类似的故障再次发生，需要采取一定的整改措施，而合理的整改措施来源于对故障正确分析。本文通过对10kV线路故障及其相关保护动作原因分析，得出整改措施，有利于电网安全稳定运行，对类似的故障、保护动作分析具有一定的借鉴意义。

 参考文献：

［1］王岩，母差保护逻辑上的缺陷导致的母差保护误动作分析［J］.贵州电力技术，2017，20（6）：42-43.

［2］张文峰，广东雷电活动规律及输电线路雷击跳闸分析［J］.广东电力，2014，3（10）：30-31.

［3］国家电力调度通信中心.国家电网公司继电保护培训教材（上册）［M］.北京：中国电力出版社，2009：103-140.

作者简介：

姚登辉（1988-），男，大学专科，助理工程师，主要从事变电相关工作。

电话：15286723286

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