一起220kV变电站母线失电事故的原因分析
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摘 要：对电网故障处置的一般规定及母线故障处置方法做了概述，针对一起220千伏变电站220千伏母线失电事故做了分析，总结了防止母线跳闸的相关措施，并提出了相应的解决方法。
关键词：母线;跳闸;失电
中图分类号：TM773 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）16-0132-02
Abstract： This paper summarizes the general provisions of power network fault disposal and bus fault disposal methods， analyzes a 220kV bus power loss accident in 220kV substation， summarizes the relevant measures to prevent bus tripping， and puts forward the corresponding solutions.
Keywords： bus; trip; power failure
1 电网故障处置的一般规定
在电网发生故障时，值班调度员处置故障应根据下列原则：及时发现故障，尽速限制故障的发展，消除故障的根源，尽速解除对人身和设备安全的威胁。尽可能保持设备继续运行，保证对用户连续供电。尽速恢复对已停电用户的供电，特别需先恢复发电厂的厂用电、变电站的站用电和重要用户的保安用电。尽速调整系统运行方式，使其恢复正常。本文通过某220千伏变电站220千伏Ⅰ、Ⅱ母线因站外树木倒伏导致故障跳闸，造成双母线失压，对该变电站失电事故进行分析。
2 母线故障处置的规定
发生发电厂或变电站母线故障或失去电压，值班调度员在接到现场值班人员的汇报后处置原则：应立即了解失电母线开关是否已全部跳开或拉开。若未拉开，则应立即令其拉开失电母线所有开关，发现故障点立即采取措施隔离，并对一、二次设备及继电保护动作情况进行详细检查。立即判断故障范围，首先处置系统失稳、解列、过负荷及对重要用户恢复送电问题，限制故障范围，防止事故扩大。进一步了解现场详细情况，确定处置方案，进行恢复操作。
发电厂和多电源变电站母线故障失电的处置步骤：
（1）若母差保护动作，或母差保护未动但某一开关失灵保护动作，母线失电，现场值班人员应及时将继电保护动作、开关跳闸及故障情况向值班调度员汇报，并对失电母线进行外部检查。
（2）经检查判明失电母线确有故障时，首先隔离故障母线。若双母线中的一组故障失电，则将故障母线上的全部或部分开关倒至运行母线上（操作应采用冷倒方式，即母线闸刀先拉后合）。如系单母线方式故障失电，应尽可能先隔离故障点，恢复部分运行（分段或启用旁路母线等），应尽速恢复与系统并列。
（3）经过检查，若未查出母线失电原因，进行试送电时，应首先考虑用外来电源送电，可用规定的主电源开关对母线试送。用外部电源对母线试送时，需将试送线路本侧方向高频保护（或高频闭锁保护）改停用，若线路配置双光纤保护，线路两侧保护正常投入，将线路送电侧后备保护距离Ⅱ段时间定值调至0.5秒。如必须用本侧电源试送时，试送开关必须完好，并有完备的继电保护，主变后备保护应有足够的灵敏度，主变后备保护应尽量降低整定值和动作时限。
3 事故现场工作情况
3.1 故障前现场运行情况
某220千伏变电站220千伏系统运行方式：220千伏Ⅰ、Ⅱ母线并列运行，#1主变4701开关、2C99开关、线2C51开关运行在Ⅰ母线，#2主变4702开关、4756开关、2C52开关、2C54开关运行在Ⅱ母线，2C98开关（原2C53开断线路开关）未投运。该变110千伏系统运行方式：110千伏Ⅰ、Ⅱ母线分列运行，653开关（光伏上网线路）、659开关、662开关、656开关、660开关（110千伏牵引站备用线路开关）、#1主变101开关运行于Ⅰ母线;658开关、661开关、655开关、654开关、#2主变102开关运行于Ⅱ母线。该变35千伏系统运行方式：35千伏Ⅰ、Ⅱ段母分列运行，#1主变带35千伏Ⅰ段母线负荷运行，#2主变带35千伏 Ⅱ段母线运行。
两座铁路牵引站受电方式如下：220千伏甲牵引站由该变经220千伏2C51/2C52双线供电，2C52线为主供电源，2C51线充电运行。220千伏乙牵引站分别由该变经220千伏2C54线、经220千伏2C53线供电，2C53线为主供电源，2C54线充电运行。
3.2 故障经过情况
7月12日7时43分，该变220千伏第一套、第二套母差Ⅰ、Ⅱ母线保護先后动作，跳开220千伏#1主变4701开关、#2主变4702开关、母联4700开关、2C99开关、4756开关、2C51开关、2C52开关、2C54开关。220千伏双母失压;110千伏Ⅰ母线失压，所带负荷备投至220千伏其它变，110千伏Ⅱ母线仍然带电;35千伏Ⅰ母线失压，35千伏Ⅱ母线带电运行。
该变220千伏母线失电后，省调、地调分别通知运维站检查现场故障情况。变电运行人员赶赴现场后立即检查保护室保护动作情况，发现220千伏两套母差保护动作，跳开运行于220千伏Ⅰ、Ⅱ母的所有开关，初步判断220千伏母线范围内存在故障。随即运行人员对220千伏一次设备逐一进行检查，发现变电站220千伏设备区围墙外高大白杨树倒伏在220千伏母线端部下方地面，并压塌栅栏式围墙。现场检查倒伏大树树叶多处有电弧灼伤痕迹，220千伏Ⅱ母线B、C相管母端头有明显放电痕迹，220千伏2C99间隔（2C99开关运行于220千伏Ⅰ母线，且位于220千伏设备区第一个间隔位置）C相开关与刀闸之间引线有放电痕迹，检查其它一次、二次设备未发现异常。 设备恢复情况：8时36分，现场运行人员汇报调度，向调度值班人员说明现场故障原因，并根据调度要求对现场设备是否具备运行条件进行分析。9时12分，运行人员向省调汇报现场220千伏母线及其它设备具备运行条件。根据省调指令9时33分试送XX线2C99开关对220千伏Ⅰ母冲击并正常，9时37分合上母联4700开关，对220千伏Ⅱ母送电，220千伏两条母线恢复送电。10时15分，恢复220千伏2C51/2C52双线、2C54线运行，220千伏甲牵引站和乙牵引站恢复正常供电。10时35分，恢复220千伏该变#1主变110千伏、35千伏侧电网运行方式。
4 原因分析及现场处理情况
事故发生后，通过检查保护装置动作情况发现，7时43分05秒，220千伏Ⅰ母差流为零;220千伏Ⅱ母A相差流为0.04安，B相差流为34.588安，C相差流为34.515安，大于母差保护动作定值（4安），跳开运行于Ⅱ母的所有开关，故障相别为B、C相;7时43分06秒，220千伏Ⅰ母A相差流为0.025安，B相差流为0.013安，C相差流为18.135安， 大于母差保护定值（4安），差动保护动作，跳开运行于Ⅰ母的所有开关，故障相别为C相。故障电流采样计算及出口动作逻辑正确，动作行为反应为220千伏母线区内故障，初步分析故障点在220千伏母线区域。
随后，变电运行人员对全站一次设备进行检查。发现变电站220千伏设备区围墙外约20m高大白杨树倒伏在220千伏母线端部下方地面，并压塌栅栏式围墙，大树树叶多处有电弧灼伤痕迹，220千伏Ⅱ母线B、C相管母端头、220千伏2C99间隔C相开关与刀闸之间引线有放电痕迹，其它一次、二次设备未发现异常。
综合上述分析，对本次事故原因分析如下：7月份该地区发生持续降雨，雨水充沛，变电站围墙外白杨树生长速度加快，树冠枝叶茂盛，树根、树干承重负荷加大。7月12日清晨，该变围墙外一棵白杨树受当日强对流大风天气影响，加之白杨树材质疏松，被大风刮断，并倒向站内。大树在倾倒过程中，220千伏Ⅱ母B、C相管母端头对树枝放电造成220千伏Ⅱ母线故障;随后在白杨树继续倾倒过程中，2C99间隔C相开关与母线刀闸之间引线又对树放电，造成Ⅰ母线故障。事故过程及现象与保护动作行为记录相吻合。
5 暴露的问题和经验教训
事故暴露了如下问题：一是恶劣天气影响日趋严重。随着全球环境的不断变化，近年来，安徽省特别是大别山区很容易出现强对流天气，在微地形、微气候的共同作用下，自然灾害给电网设备的运行安全也带来较为严重的危害。二是变电运行人员对变电站围墙外部超高树木发生倾倒、折断的可能性认识不足，对树木倾倒给变电站内部设备造成的危害认识不到位。
事故防范和整改措施：
（1）及时开展变电站围墙周围超高树排查清理工作。
结合“三查三强化”安全专项活动，立即组织对35千伏及以上变电站围墙周边高大树木进行一轮专项隐患排查，发现树木超高并可能危及变电站安全运行的，立即组织人员对超高树木进行集中清理、修剪或砍伐。
（2）落实设备主人制，明确变电站运行管理范围。变电站围墙周边高大树木纳入变电运维人员例行巡视工作范围，定期对可能危及设备安全运行的超高树木枝叶进行清理、修剪或砍伐。
（3）加强恶劣天气来临前电网设备及周边环境特巡工作，根据地理特点充分分析影响山区变电站运行的不安全因素，提前做好应对防范措施，防止电网设备事件发生。
（4）加强对变电运行人员安全技能培训，提高对变电站围墙外安全隐患的辨识判断能力，提高设备及周边环境巡视质量。
（5）优化电网网架结构，对牵引站等重要用户尽量避免电源点来自同一变电站，将存在类似供电隐患的用户列入规划项目，逐步完善供电方式，提高可靠性。
（6）举一反三，開展变电站外部环境安全隐患排查专项整治工作。排查各电压等级变电站周边外部隐患，集中治理变电站周边各类施工作业、塑料大棚、易漂浮物、鱼塘、扬尘等易造成变电设施外破停运的各类因素隐患，进一步提升变电站外部运行环境。
6 结束语
本文对电网故障处置的一般规定及母线故障处置方法做了概述，针对一起220千伏变电站220千伏母线失电事故做了分析，总结了防止母线跳闸的相关措施，以及处置母线故障的一般步骤，并提出了相应的解决方法。
参考文献：
[1]贾伟，等.一起220kV变电站误操作事故的原因分析[J].科技创新与应用，2018，36：54-55.
[2]王波，等.一起典型电压切换回路接线错误的原因分析[J].科技创新与应用，2018，23：40-41.
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