实例讲解变电站跳闸故障处理经验和防范措施

某500kV变电站220kV 1号母线双套母差动作出口，切除220kV 1号母线， 1号主变中压失灵保护出口，1号主变三侧跳闸。220kV 2、3、4号母线因所接线路全部为风电场线路，1号主变跳闸后，电能无法送出，对侧失电，导致220kV 2、3、4号母线全部失电，35kV 0号、1号站用电失电。

一、事件的发生及过程

1.本次故障涉及线路的一次主接线

本次故障涉及的某变电站一次设备。

2.故障前后的运行情况

故障前运行方式：500kV系统、1号主变压器、220kV系统、35kV系统均为正常运行方式。251、261断路器热备用（这两个断路器为电磁环网的解环点），312断路器热备用。故障前某变电站500、220kV电网运行正常，系统无任何操作和扰动。当时天气情况为雷雨天气。1号主变故障前负荷为181.89 MW，故障后负荷为0。

3.故障发生过程

近年某日14时52分07秒，220kV腾元I线251线路发生A相接地故障，故障电流持续330ms，由于腾元I线251处于热备用状态，开关处于分位，两套线路保护距离加速及零序加速保护动作，故障测距138.39千米。故障持续到350ms时，腾元I线故障发展到母线侧A、B两相相间短路，双套母线保护动作，切除253、255、257、212、213断路器及1号主变三侧5021、5022、201、301断路器。

二、故障处理过程

1.事故现象

近年某日14：52，监控警铃、警笛响，监控显示内容如下：253、255、257、212、213断路器及1号主变三侧5021、5022、201、301断路器由红色变成绿色。220kV1、2、3、4号母线电压为零，35kV1号母线电压为零，220kV所有线路电压、有功、电流为零，1号主变三侧电压、有功、电流为零。

2.跳闸后运行人员汇报检查情况

（1）当值值班长记录时间、象征、复归音响，复归警铃、警报音响。迅速将监控显示跳闸情况汇报中调调度值班员、局调值班员，同时联系局生产技术处调派发电车支援。（2）迅速组织人员参加事故处理，检查人员分工合作：检查了一次设备运行情况，保护动作情况，直流系统、通讯系统、站用电系统情况，同时立即启动汽油发电机。（3）现场设备检查情况：1号主变5021、5022、201、301断路器确在分位，220kV 1号母线跳闸，220kV 253、255、257、213、212断路器确在分位，六氟化硫气体压力正常，弹簧储能正常；1号主变间隔及220kV母线间隔一次设备外观无异常；全站的站用电全部失去电源，主变冷却器全停；直流系统、UPS系统、通讯系统运行正常。（4）在现场一次设备检查后，当值值班长将某变电站220kV系统、1号主变三侧、35kV系统和站用电系统失电情况汇报中调和局调，同时申请拉开跳闸范围内所有失电后在合位的断路器。（5）当值值班长将一二次设备详细检查和故障录波情况汇报中调和局调。

3.站用电恢复过程

站内保护用1组蓄电池容量不合格，在站用电全停后，运行人员无法估计1号蓄电池及其所带负荷能正常运行多长时间，所以必须快速恢复站用电供电。（1）启动发电机带站用电负荷运行：站用电全停后，现场启动站内的10kW汽油发电机带站用电重要负荷，但是10kW汽油发电机不能稳定带负荷运行，发电车短时间内不能赶到。（2）恢复站用电方案：a、恢复1号主变运行，进而恢复35kV1号站用变和站用电系统运行。首先由于站用电全停，在主变风冷无法恢复送电的情况下，是不可能恢复主变运行的；其次，根据保护动作情况分析，故障点在220kV 1号母线间隔，当时由于天气为雷雨天气，现场没有发现故障点，要恢复1号主变送电必须要将201断路器转冷备用，使1号主变和220kV1母线隔离，雷电天气不具备现场就地操作隔离开关的条件。（锡盟供电局发电车在18：50赶到站内）；b、恢复220kV华腾线259运行（35kV某线，取自220kV国华风电场），由220kV国华风电场给站内35kV某线送电，进而恢复站用电运行。此方案风险小、操作步骤少，能快速的恢复站用电系统供电。

运行人员依调度令进行如下操作，进行恢复站用电送电。（1）220kV腾锡I线261断路器由热备用转运行给220kV4号母线充电，充电正常。（2）234断路器由热备用转运行给220kV3号母线充电，充电正常。（3）220kV华腾线259断路器由热备用转运行。（4）35kV某线带电（此线路由国华风电场接入）。（5） 站用电恢复供电。

4.站内设备恢复正常运行方式过程

在天气好转后，运行人员再次检查220kV 1号母线间隔一、二次设备，发现220kV腾元I线251断路器A相支持瓷套顶部接线板有放电痕迹。当值值班长迅速将情况汇报局调和中调值班员，并将故障点照片传送到局调和中调。

运行人员和局调沟通后，向中调调度员申请将220kV腾元I线251断路器转冷备用，恢复220kV1、2号母线运行。中调值班员同意后，运行人员依调度令进行如下操作：（1）251断路器由热备用转冷备用（隔离故障点）。（2）合上224断路器给220kV2母线充电，充电正常。（3）合上212断路器给220kV1母线充电，充电正常。（4）合上213断路器。（5）中调下令恢复1号主变运行。21：52 1号主变由热备用转运行。（6）220kV风电场线路恢复运行。中调值班员下令将220kV腾锡I线261断路器由运行转热备用（解电磁环网），然后依次恢复中调调度的220kV风电场线路运行，最后地调下令恢复地调调度的220kV风电场线路运行。全部11条风电线路恢复供电。（7） 站用电系统恢复正常运行方式，至此500kV某变电站恢复跳闸前的运行方式。 三、事件原因分析

1. 220kV 1号母线和1号主变跳闸原因

经雷电定位系统定位，发现故障时间内，220kV腾元I线线路35至42号杆塔范围内遭遇落雷，由于220kV腾元I线线路有雷电侵入，此时500kV某变电站大雨，220kV腾元I线251断路器A相外绝缘闪络，弧光引起母线侧A、B相短路，(https://www.dgzj.com 版权所有)220kV 1号母线母差动保护动作，切除220kV 1母所带断路器，同时跳1号主变三侧。220kV腾元I线因为解电磁环网的原因处于热备用状态，如果处于冷备用或运行状态就不会造成母线跳闸了。

2.站用电全停原因

500kV某变电站站用电源有两路，一路取自1号主变低压侧，另一路为35kV某线，取自220kV国华风电场（220kV259华腾线）。1号主变跳闸后，同时220kV 259华腾线失电，所以导致站用电全停。

3.风电场失电和220kV 2、3、4号母线失电原因

500kV某变电站220kV出线共计13回，其中220kV腾元I线251和220kV腾锡I线261为电磁环网的解环点，长期处于热备用状态。其余11条线路都是风力发电场，只能通过1号主变外送，1号主变跳闸后，除220kV 1号母线上253、255、257线路是因为母线保护动作跳开，其余的风电场线路对侧风机因为无法送出而全部失电，导致本站220kV 2、3、4号母线失电。

4.专家组及检修人员检查情况

保护人员现场检查、调取母线保护、线路保护、故障录波器动作时刻波形图分析，保护动作行为正确。现场检查251电流互感器电流二次线接线正确、螺丝紧固、电缆绝缘正常。检修人员对251断路器三相本体进行了外观检查，检查中发现A相、B相瓷套、法兰处有烧伤放电现象，烧伤部位分别是： A相支持瓷套顶部接线板（靠近CT侧）、A相灭弧室瓷套顶部法兰下瓷瓶处、B相支持瓷套顶部法兰下瓷套处。试验人员对251断路器三相进行了断口绝缘试验，无异常。

四、故障处理的经验和总结

1. 本次故障处理的经验总结

（1）要在平时针对各种可能发生情况进行反事故演习。本次事件同时发生主变跳闸、220kV母线跳闸、站用电全停的情况，情况异常复杂，处理难度很大。平时多组织进行反事故分析和演练。处理事故时，应迅速正确，不应慌乱，在发生跳闸处理过程中，运行人员沉着冷静，思路清晰，能正确科学的进行事故处理。（2）本次事故发现故障点比较及时，克服雷雨天气、故障点隐蔽等困难，发现故障点对跳闸后方式的恢复就起到了很大的作用。（3）在故障应急处理过程中要与调度积极的进行沟通，对站内不能进行的工作要及时的做出合理的解释，出现复杂故障时，问询电话多，对调度下达的操作令要有自己的判断，汇报时要准确、谨慎。（4）运行人员要在平时增加自己的知识储备和事故处理经验学习。每一次发生的事故都不一样，每个岗位在事故处理中所承担的责任都不一样，站长要对工作分工、事故处理的正确性负责，值班长要对与调度和上级部门的沟通、事故分析判断、事故处理的步骤负责，主值班员、副值班员要对现场检查准确性、迅速性负责。各负其责，任何一个环节都不能脱节。

2.本次故障处理的不足

（1）平时虽然启动发电机，但是以后要把发电机最好进行带负荷启动，否则不能保证发电机带负荷后能正常运行。另外站内要计算发电机的功率能否满足站用电所带重要负荷的要求，而且对于像某变电站这样的单主变变电站，最好配备大功率发电机。（2）站内还要继续修编运行规程和应急预案，应增加站用电全停后发电机不能正常工作情况下的站用电恢复供电方案，争取把应急预案细化到每一个断路器和小开关。（3）本次跳闸后，天气正在下雨，站内没有交流电源，不能打印保护动作报告和故障录波图，小室里只有事故照明，不利因素非常多，对及时查找故障点和信息汇总带来很大的困难。另外平时要对运行人员对保护信息如何查询，故障录波图如何打印，如何快速的找到有用的保护报文加强训练。（4）运行人员还要加强对事故处理能力的学习，提高现场的组织、协调、分析能力以及和调度员沟通的能力。

3.故障处理过程中的危险点和注意事项

站用电全停后，要加强直流系统、UPS系统、通讯系统、监控系统等的巡视。随时关注蓄电池的电压，时间太长时要做好应急准备。某变电站保护用1组蓄电池容量不合格，在站用电全停后，运行人员无法估计1号蓄电池及其所带负荷能正常运行多长时间。在事故处理中，指挥人员和现场处理人员一定要以保证人身安全为前提开展工作，雷雨天气室外工作、启动发电机带站用电系统的操作和站用电恢复供电的操作是本次事故处理过程中容易发生人身安全的危险点。事故处理过程中的倒闸操作要严格按照我局倒闸操作标准化规定执行，防止因操作失误导致人员受伤和事故扩大。

五、防范与应对措施

与断路器厂家沟通251断路器放电情况，与设计及施工方沟通，分析是否存在设计错误或考虑不周造成的失误，在技术上是否有因安装、施工等工艺不良而留下的隐患，对220kV腾元I线251断路器进行全面的检查、试验，针对目前断路器瓷瓶烧伤情况是否能投入运行或需采取的相应措施，厂家出具方案。利用腾元I线251检修机会，对腾元I线间隔一、二次设备进行全面的清扫、检查、校验工作。针对500kV灰腾梁变电站35kV电源全失的情况，运行人员修编运行规程和应急预案，并制定应急电源设备维护、保养措施，检修人员修编事故抢修预案。由于该变电站备用电源来自220kV华腾线，存在不安全隐患，下一步需加强该变电站的双电源管理，并确定站外风场线路电源的维护。针对500kV该变电站风电接入多，雷电易侵入，系统220kV两处合环点为热备用的特殊情况，考虑220kV线路装设避雷器等防雷措施。

六、结束语

电力设备和电力系统，在运行中常常会发生各种异常现象或事故。熟悉电气设备事故处理的方法是对运行人员的基本要求[3]，也是保证设备和电网安全的保障。运行人员要经常分析各类事件，尤其是典型的变电站跳闸事件，这样能够增强对事故处理方法的认识，使真正发生事故时做到头脑清醒，科学正确迅速地进行事故处理，提高事故处理的效率。能够将损失降到最低程度，从而保证电网安全稳定长周期运行。