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某变电站发生了大面积雨雪闪络事故，多台断路器在事故中故障跳闸。在事故过程中发生了一起3/2接线方式下同一串的两条线路同时跳闸的事件，现将事件过程分析如下。
1.跳闸情况简述
两条线路接线方式如图一所示。
事故前500kVⅠ、Ⅱ母线均已故障切除，甲乙两线仅通过5022中断路器联络运行。两条线路的线路保护配置均为南瑞继保公司RCS-931及北京四方公司CSC-101双套保护。
甲线线路保护动作报告： RCS-931保护电流差动、距离Ⅰ段、零序过流Ⅰ段，CSC-101保护纵联距离、距离Ⅰ段、零序过流Ⅰ段动作，故障相：C相；
乙线线路保护运行报告：RCS-931保护电流差动，CSC-101保护距离Ⅰ段动作，故障相：A相、B相。
两侧线路保护同时动作，跳5022开关跳闸不重合。
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2．保护动作行为的疑问
接在同一串联络的两条线路同时动作跳闸情况并不多见，对于继电保护也是一个严峻的考验，保护的动作行为存在着如下疑问：
2.1线路保护对于故障功率的方向判定有着严格的要求，在出口处反方向短路故障应可靠闭锁保护。两条线路的线路保护同时动作，是否意味着其中一条线路保护误动作出口。
2.2乙线的RCS-931保护差动保护动作出口，而CSC-101保护纵联距离保护未动作，同为反映线路全长的快速主保护动作行为完全相反。
3．保护动作行为分析
故障录波器录波图如图二所示。
由录波图上可以看出，故障为三相故障，但是各相故障并非在同一时刻发生，而是C相故障发生后13ms左右，发生了A、B相故障。在相位上也可以看出A、B两相故障电流大致保持了120度左右的相位差，但是C相故障电流的相位与A、B相并未保持正向序；故障出现了较大的零序电流，相位与C相故障电流大体一致但稍有滞后，故障时刻电流相量图如图四所示。
如果故障是一次三相接地短路，故障波形应为对称的三相电流波形，由此可以断定本次故障不是简单的三相短路故障，而是一起发展性故障。故障过程中C相先发生接地，然后又发生A、B相接地。可以推测如果故障时间持续足够长，三相故障电流将在经历过渡过程后保持对称。
由于录波图中零序电压波形畸变较严重，无法人工定量的分析故障时的零序功率方向。但是对比零序电流和零序电压的相位，在A、B相故障时刻前后，零序电流和零序电压的相位差有了较大的变化，几乎变化了180度。图三所示的为另一起发展性故障，其中先后发生了A、C相接地短路，故障过程中零序电流和零序电压的相位差虽有变化，但是前后变化不大。由此推测本次故障中发生了功率倒向。
根据以上分析，本次故障为发展性故障，故障由C相接地发展为三相接地。三相的接地的故障点分布在开关的两侧是造成两侧线路保护同时动作的原因。具体故障过程为：甲线C相出口处故障，故障发生17ms后线路保护判定为正向故障，选出口跳闸,1000ms后甲线对侧变电站开关重合成功；甲线C相故障发生20ms后（此时5022 C相开关在灭弧过程中）乙线出口处A、B相故障，线路保护也判定为正向故障，选跳三相（故障点分布如图五所示）。因故障前500kV两条母线均已跳开，两条线路只有一个5022断路器联络，乙线保护动作后开关不再重合。
检查乙线CSC-101保护收、发讯正常，故障期间发生了功率换向是乙线纵联距离保护未动作原因。保护在正向故障前20ms内感受到背后的接地故障，将纵联保护可靠闭锁；功率换向后，CSC-101保护装置需自动延时40ms才能向对侧发送允许信号，这本是装置为防止切除区外短路过程中防止零序或负序功率倒向造成误动作的可靠闭锁措施。但是在本次故障中确实出现了因故障点转移造成的功率倒向状况，在发生正向故障后10ms内，乙线RCS-931差动保护及CSC-101保护距离Ⅰ段已动作出口跳闸，40ms后故障已切除，乙线两侧的纵联距离保护均未能动作。
4．结论
通过以上的分析，可以初步判定两条线路保护动作行为正确，事故后在5022断路器的两侧、三相分别发现了故障点，也证明了分析结果。
对于同时发生的三相分别故障，并非偶然。在事故过程中，变电站内的设备处于相同的气象和境条件下，由于恶劣的雨雪天气影响，部分结构形式相似的设备均处于临界闪络状态。一处闪络接地会造成暂态过电压，引起其他相设备相继闪络。
论文作者:杨晓滨,杨晓琼
论文发表刊物:《防护工程》2018年第17期
论文发表时间:2018/10/29
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