一起雷电引起的110kV开关跳闸故障分析

1 故障概述

当日18时42分41秒, 110kV106开关线路发生三相短路故障, 保护出口跳106开关并重合闸成功;18时43分06秒, 110kV106开关线路再次发生三相短路故障, 保护出口跳106开关, 同时#1主变中压侧后备保护动作跳分段100开关及主变中压侧101开关。

2 故障前的运行方式

故障前该变电站110kV系统运行方式为:110k VⅠ号母线、110k VⅡ号母线、110kVⅠ号母线PT、110kVⅡ号母线PT、110kV母联100开关运行;1号主变中压侧101开关、110kV106开关挂Ⅰ号母线运行;2号主变中压侧102开关、110kV 104开关、110kV107开关挂Ⅱ号母线运行。

3 保护动作及录波情况

通过查看故障录波图, 第一次故障保护动作情况:18时42分41秒发生三相短路故障, 110毫秒后距离I段保护动作, 145毫秒后106开关跳闸, 3秒85毫秒保护发重合闸, 3秒121毫秒后开关重合闸成功。

第二次故障保护动作情况:18时43分06秒发生三相短路故障, 113.437毫秒后离I段保护动作, 150毫秒后106开关跳闸, 517.812毫秒, II段距离加速段动作, 1秒818毫秒后#1主变中压侧后备零序I段一时限动作跳100开关, 2秒114毫秒后#1主变中压侧后备零序I段二时限动作跳101开关。

从以上保护动作及录波情况可以看出:第二次故障106开关跳闸后的206毫秒, 1 0 6开关的C相及N相出现幅值为5 5 2 0 A的短路电流, 鉴于此时1 0 6开关在跳闸位置, 可以初步判定是106开关的C相存在问题, 导致#1主变后备保护越级跳100及101开关。

4 从雷电系统观测情况分析

为查清第二次故障106开关跳开后, C相又再次出现故障电流的原因, 我们重点关注18时43分06秒左右的雷击情况, 从雷电系统的观测情况可以看出:在1 8时4 2分4 1秒到1 8时4 3分1 0秒之间, 距离该变电站三公里的范围内合计八个雷击点, 其中五个雷击点在110k V106线路附近, 第二个雷击的时刻为18时43分06秒9 4.9毫秒, 与第二次故障时间吻合, 同时其与第四个雷击的时间间隔为1 6 1.7毫秒, 由此可以认定:由于线路再次遭受雷击导致106开关C相跳开后再次产生故障电流。

5 对106开关设备进行检查情况

对106开关进行接触电阻测试, 其测试结果为:A相38.4μΩ、B相38.4μΩ、C相510μΩ, 标准是≤40μΩ, 结论为C相接触电阻值不合格且大大超过规定值。

对106开关分闸同期测试, 其测试结果为:不同期为7.6毫秒, 其中A相22.1毫秒、B相22.5毫秒、C相14.9毫秒, 标准为≤3毫秒, 结论开关分闸同期参数超标。

对106开关内的SF6气体组分测试, 结果为数据不合格, 具体见表1。

6 得出的结论

通过故障录波分析可知道, 110kV106开关在发生第二次故障跳开后206毫秒, 线路约2.7公里处的C相又再次遭受雷击, 雷击点放电电流-35.3kA, 雷击产生的过电压行波传到在106开关C相断口处, 击穿了开关断口处的SF6气体绝缘, 导致C相断口出现弧光短路, 主电网在C相与地之间形成了稳定的系统短路电流, 幅值为5520A, 由于106开关已经在跳闸位置, 因此其不能切断系统短路电流, 所以造成越级跳闸的故障, 最终由#1主变中压侧101开关来切除短路电流。

7 采取的防范措施

(1) 更换雷击损坏的110kV106开关本体, 并对其线路终端塔加装避雷器, 要求避雷器动作后的残压不能超过SF6开关断口允许的过电压值。

(2) 对110kV106开关线路, 全线必须重新测量杆塔接地电阻值, 务必使其达标。

通过采取上述措施, 110kV106开关线路一直安全稳定运行, 没有再发生类似情况下的故障, 确保了电网的稳定运行。

摘要：2010年07月的一个雷雨天气, 在220kV某变电站内, 发生一起因雷击线路引发110kV106开关开关跳闸, 并引起#1主变中压侧后备保护动作跳母联100开关及主变中压侧101开关。此次故障奇怪的地方在于110kV106开关在故障跳闸后, 为何会引起#1主变中压侧后备保护动作跳母联100开关及主变中压侧101开关。下面就这一奇怪现象进行分析, 并提出防范措施。

关键词：110kV,跳闸,故障分析