电力系统故障分析 2输电线路故障

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02 第二部分 输电线路故障
001 线路电点击流添互加感相关器标故题障文字引起多条线路跳闸
001 线路点电击流添互加感相器关故标障题引文字起多条线路跳闸
① 故障简述
② 故障分析
③ 经验教训

措施及 建议

相关原 理
①故障简述
故障经过
某日,某500kV变电站A的220kV AE1线/2线开关、AC1线/2线开 关、AD1线/2线开关、AB线开关、220kV Ⅰ、Ⅱ段母联M1开关、 220kV Ⅱ、Ⅳ段分段M3开关跳闸,共计7回220kV线路跳闸, 220kV Ⅱ段母线差动保护出口动作,AB线、AD1线、AC1线、AE1 线开关相间距离保护动作。220kV变电站B、变电站C、变电站D、 变电站E对应线路开关跳闸,造成负荷损失8.5万kW。
③经验教训
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小概率电网故障风险评估不足
双母线接线方式下,当一条母线电压互感器停运,另一条母线故障时,可能 导致电压互感器停运的母线上线路距离保护失压动作,特别是当该厂站接线 不合理时,可能扩大故障停电范围。
局部地区厂站接线不合理
故障时局部地区同一方向通道集中失去,部分220kV老旧导线载流量偏低。
故障前运行方式
图2-1
变电站A的220kV Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ段母线经过220kV Ⅰ、Ⅱ段 母联M1开关,220kV Ⅲ、Ⅳ段母联M4开关,220kV Ⅰ、Ⅲ段 分段M2开关,220kV Ⅱ、Ⅳ段分段M3开关并列运行;AB线、 AD1线、AC1线、AE1线、#3主变B2开关运行于220kV Ⅰ段母 线;AC2线、AD2线、AE2线开关运行于220kV Ⅱ段母线。 220kV变电站B、变电站C、变电站D、变电站E为正常运行方式。
故障前220kV I段母线电压互感器为冷备用,Ⅰ段母线电压取自电压并列装 置上并列的Ⅱ段母线电压。Ⅱ段母线差动保护动作切除故障后,Ⅱ段母线失 去电压,Ⅰ段母线上的线路保护感受到的三相电压很小,故距离保护误动作 出口。 500kV变电站A、220kV变电站B、变电站C、变电站D、变电站E的保护动作 正确。
①故障简述
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区域电网结构
该地区电网为终端型网络,500kV变电站A共有两台1000MW主 变,所供220kV变电站有变电站B、变电站C、变电站D、变电 站E、变电站F、变电站G、变电站H、变电站I,其中变电站B、 变电站C、变电站D、变电站E接于220kV Ⅰ、Ⅱ段母线,变电 站F、变电站G、变电站H接于220kV Ⅲ、Ⅳ段母线,另外,变 电站C还接有风电
④措施及建议
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制订接线优化等方案,增加电源点,优化调整变电站A出线间隔,使得电源 布局合理
开展变电站双母线接线采用三相线路电压互感器的可行性研究。
加强母线电压互感器的运维管理,加强注油设备的巡视检查
加强电网临时特殊方式下风险预控分析及控制,降低薄弱方式下出现系统解 列或区域电网失电风险。
加强关键设备备品储备和管理,制定备品储备原则
电气一次并列,电气二次也要求并列,这样可以保证二次电压的质量(两个 电压互感器分担二次负荷),同时还可以退出一个电压互感器检修而不影响 供电。
⑤相关原理1 电压互感器并列
电压互感器并列的条件 电压互感器并列的原理
分段开关柜断路器和隔离开关在合位,分段 隔离开关在合位。
重动 继Leabharlann Baidu器
电压回路里面,有Ⅰ段电压互感器和Ⅱ段电压互感 器
缺陷处理不及时
发现设备缺陷后,因缺少备品未及时进行更换,对缺陷可能造成的后果认识 不到位,消缺工作力度不够,互相处置不及时。
区域电网规划不合理
500kV电源出线向同一区域供电时集中在Ⅰ/Ⅱ(Ⅲ/Ⅳ)段母线上,使得电源 点单一,区域网络形成单电源环网。同时两个电源点的联络线备用容量,没 有随着地区负荷的增加而及时增加。
②故障分析(4)
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故障的原因
由于AE2线A相电流互感器密封圈断裂出现渗漏油,但因缺少备 品没有及时更换,最终爆炸起火,导致220kV Ⅱ段母线差动保 护动作,220kV Ⅱ段母线失电,由于220kV Ⅰ段母线电压互 感器为冷备用,Ⅰ段母线电压取自电压并列装置并列的Ⅱ段母 线电压。Ⅱ段母线电压失去后,Ⅰ段母线上所接的线路,其保 护感受三相电压很小,距离保护动作出口,造成Ⅰ段母线上所 有线路跳闸。
②故障分析(2)
保护动作情况及分析
AE2线开关A相电流互感器故障,属于220kV Ⅰ、Ⅱ段母线差动区内故障, 220kV Ⅰ、Ⅱ段母线差动保护在启动后32ms,Ⅱ段母线小差动作跳闸,跳 开Ⅱ段母线上所有开关:AC2线、AD2线、AE2线、Ⅰ、Ⅱ段母联M1开关, 非故障母线Ⅰ段母线小差未动作。
非故障母线Ⅰ段母线上四条出线AC1线、AD1线、AB线、AE1线的距离保动 作护跳闸。
②故障分析(3)
故障的后果
图2-2
变电站A的220kV Ⅰ、Ⅱ段母线失电后,造成变电站B、变电站 C从变电站A的Ⅰ、Ⅱ段母线方向来的电源失去
另一路电源由系统经变电站G→变电站D→变电站I供电
因为AC1线/2线开关、AB线跳闸解环,220kV D1线线路严重超 载,导线迅速发热致使弧垂下降,造成对与其交跨的一条10kV 线路放电,造成变电站B、变电站C、变电站I三个变电站全站失 电,致使风电脱网。
⑤相关原理1 电压互感器并列
什么是电压互感器并列
图2-3
将一段母线的电压量通过并列继电器上 传到另一段母线上的并列过程
一次并列
两组电压互感器和一次母线通过母联(分段)开关并 联到一起
二次并列
两组电压互感器同时向相同的仪表、保护装置(装于 二次侧,属于二次设备)输出电压信号
手动并列
在母联开关分位时,暂时将电压并列到另一段母线上, 以保证保护装置和电度表正常运行。
图2-2
②故障分析(1)
现场检查情况
变电站A的AE2线A相电流互感器爆炸起火,A相开关与电 流互感器连接的管型母线掉落在AE2线开关上,220kV Ⅰ 段母线、Ⅱ段母线及附属设备、其它各线路间隔一次设备 无异常。
220kV变电站B、变电站C、变电站D、变电站E一次设备 检查无异常。
初步分析本次故障为变电站A的AE2线A相电流互感器运行 中发生绝缘故障引起接地短路,造成220kV Ⅱ段母线差动 保护动作,跳开220kV Ⅱ段母线上的所有运行开关。
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