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摘要：讲述一起220kV变电站10kV越级跳闸造成380V交流系统全部失压的案例。描述了故障发生的现象、10kV越级跳闸事故处理过程及交流故障查找过程，对故障的电力模型及跳闸原因进行分析，对380V交流系统配置及管理提出意见和建议。
关键词：380V；交流系统；环路；全部失压；越级跳闸
1.事件介绍
2018年01月06日15时58分26秒220kV XX站发生10kV XX线F12发生B相接地故障，F12保护未能成功动作，越级到主变变低跳闸，造成10kV 2M、2CM于15时58分31秒216毫秒失压。15时58分30秒261毫秒（最早时间为#2主变冷却器交流失压开入时间），#2站用变低、#1站用变低零序过流保护动作，造成#2站用变变低13QF、14QF跳闸、#1站用变变低11QF、12QF跳闸，全站380V交流系统全部失压。
站用变保护整定如图1所示，站用变变高过流二段电流定值为3.14Ie，时间定值为0.9s；过流三段电流定值为2.14Ie，时间定值为30s；接地零序定值为0.33Ie，时间定值为2s。站用变变低接地零序定值为0.29Ie，时间定值为1.5s。
保护动作情况图2所示，由于站用变变低接地零序时间定值为1.5s，接地变跳变低开关时间定值为2.6s，故站用变变低先于主变变低跳闸。
图1 站用变保护整定配合示意图
图2保护动作情况
2.故障处理过程
10kV 设备越级跳闸后，全站交流系统失压。故障处理的思路为：
1）将#1站用变转为冷备用
2）将#2站用变恢复送电
3）将F12故障隔离
4）将10 kV 1M及其他设备恢复送电
5）将#1站用变故障查找恢复送电
6）将F12站外故障处理后恢复送电
本文重点讲解380V系统故障的查找过程。由于两台站用变同时跳闸，电源班组初步分析为380V系统存在环路现象。
为查找380V1M、2M之间的环路，班组对交流屏进行了全面检查。
首先对#2交流进线屏上ATS进行切换功能确认，ATS由“固定电源二”转至“0”位时，应为停止供电，但是2M所带负荷指示灯均显示母线带电，通过万用表测试其负荷开关上侧电压为0V，下侧电压A、B、C三相对应电压依次为180V、110V、115V，故可得出结论：380V 1M、2M之间存在环网。
随后将对#1交流进线屏上ATS同样进行切换功能确认，负荷开关状态未改变，为正常分合状态，ATS由“固定电源一”转至“0”位时，停止供电，此时1M所带负荷指示灯显示有3个馈线带电。
3个馈线开关的名称分别为：#3主变宁波理工油气在线监测1QF1、消防应急照明电源1QF4、#3高压室柜内照明1QF7。
打开柜门检查馈线接入情况，发现I段交三路馈线均是引用的A相电源，通过万用表测试其负荷开关上侧电压为0V，3处负荷开关下侧A相电压220V，则证明1M、2M之间通过1M的A相形成环路。具体是哪个部分形成环路，我们继续采用拉断法检查。
在拉断I段全部负荷的情况下，1QF1、1QF4、1QF7灯也熄灭，测试电压上下侧均为0V，此时交流系统没用环路。合上I段馈线屏上 2QF5 “110kV电机电源Ⅱ”后，发现1QF1、1QF4、1QF7灯发亮，测试其下侧电压，均为220V。结论：在“110kV电机电源Ⅱ”处有环网。
接着试验I段其他开关，在“110kV闭锁电源I”处，发生上述类似情况。结论：在“110kV闭锁电源I”处有环网。
断开2处开关后，恢复1M供电，继续切换I段ATS方式后，未发现环网情况。结论：只有上述2处形成环网。
表1 380V系统环路情况
3.案例分析
为简化模型，考虑母线B相电压接地情形，对站用变单独分析。
B相接地之前高压侧电压为：
低压侧电压为：
B相接地之后高压侧电压为：
低压侧电压为：
在电压幅上就有380V1M A相电压大于380V2M A相电压，当380V系统A相环路时，将产生很大的电流，零序电流 。
由于产生的环路馈线开关只有开关自身的保护，其只有过流保护，定值为200A，比站用变变低的定值大，故其开关没有动作。
对于两相环路及三相环路，由于两条交流母线电压幅值及相序的不同，也会在中性线上产生很大的零序电流。
若主变变低先于站用变变低跳闸，380V系统站用变将会通过站用变对10kV母线及原运行线路充电，站用变也会同时跳闸。
结论：若380V系统存在1M与2M环路时（不论几相形成环路），当10kV1M（或10kV2M）上发生线路越级跳闸时，都会在380V系统中性线上产生零序电流，造成全站站用变变低零序过流保护动作，交流系统全部失压。
4.建议
根据380V站用电系统配置要求，正常运行时380V 1M与380V 2M不得环路。建议在投产时在双电源配置的设备对应交流开关上粘贴“此开关与XX开关为双电源配置开关，正常运行时只能投入一路”标签，正常巡视时对环路开关的检查应该到位。
在检查的过程中发现虽然380V系统为A相环路，但是环路开关的电源指示取的却是B相的电压，即开关断开指示灯灭（正常应该指示有电），建议更换此类电源指示灯。
目前站用电系统虽然有巡视维护计划，但考虑到主变冷却器等设备电源切换时存在风险（尤其是潜油泵运行时），一般不会切换ATS。建议定期切换ATS，做好ATS切换前的风险分析与切换后的用电设备检查。
参考文献：
[1]陈强.一起站用变保护动作行为分析及改进措施[J].电力安全技术 2016（5）：21-23.
[2]陆锐.一起变电站站用变保护动作分析[J].设计与分析 2015（33）：132-133.
[3]曾国海.一起220 kV变电站站用变跳闸实例分析[J].极点信息2017（27）：16-17.
论文作者:余佳文
论文发表刊物:《电力设备》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/9
标签：环路论文; 电压论文; 值为论文; 系统论文; 电源论文; 相电压论文; 负荷论文; 《电力设备》2018年第6期论文;