摘要:本文分析一起4星形电压互感器零序电压反充电事故,确认该事故由变电站扩建时电压并列回路误接线引起,在10kV系统单相接地时发生。鉴于该事故原因,对类似扩建工程二次施工提出合理方案,以避免类似事故的发生。
0 引言
在电力系统中,电压互感器反充电事故时有发生,造成保护测控装置失去电压,危及电力设备和电网安全运行,甚至导致人身事故的发生。反充电事故大多在母线停、送电操作时因二次电压切换回路存在设计或接线错误、一次刀闸操作不到位或继电器二次节点粘死、倒闸操作顺序错误等原因引起。某日,某供电公司110kv农场变电站就发生了一起10kV系统电压互感器反充电事故。
1 电压并列回路
农场变电站10kV二次电压切换回路如图1所示。电压并列回路涉及到3个屏柜:10kV I段PT柜、10kV II段PT柜、10kV电压并列屏。10kV I段PT柜、10kV II段PT柜位于10kV开关室,10kV电压并列屏位于二次保护小室,各屏柜间二次电压通过电缆连接。10V电压互
开,其中3级串接于相电压回路,另外1级串接于零序电压回路。ZJ1、 ZJ2分别为I段PT刀闸、II段PT刀闸扩展接点。A630~L630为10kV I段母线二次相电压及零序电压,A640~L640为10kV II段母线二次相电压及零序电压。3YQJ为电压并列装置内部并列接点,当并列条件满足且启动并列功能后,3YQJ接点闭合。
2 事故处理经过
当日,该110KV农场变电站后台监控系统报:10kV I段、II段母线接地告警动作,10kV II段电压空开2ZKK跳开告警。试合10kV II段电压空开2ZKK,不成功,一合即自动跳开。
考虑到10kV I段、11段母线接地告警信号一直处于动作状态,利用监控系统接地试跳功能查找接地线路。经查,10kV I段馈出线果林线接地。随后实地巡线确认了该线路A相接地,因此后台监控系统报10kV I段母线接地告警动作正确。但是,10kV I段母线与10kV II段母线分列运行,10kV II段母线所有馈出线均正常运行,后台监控系统却报“10kV II段母线接地”,“10kV II段电压空开跳开”。
小电流接地系统发生单相接地后允许继续运行一两个小时,使10kV I段果林线保持单相接地状态。在电压并列屏内测量82D19电压端子电压为AC 57V。由于此时2ZKK为断开状态,正常情况下该端子电压应为零,因此初步怀疑该电压并列回路存在缺陷。经排查,发现存在误接线情况,即在二次保护室电压并列屏82D19端子处一根二次小线直接与10kV开关室内10kV I段PT柜电压小母线L63。连接。由于该根二次小线的存在,3YQJ1并列接点被直接短接,导致零序电压回路存在反充电的可能。拆除该二次小线后,监控系统10kV II段母线接地告警信号立即返回,10kV II段电压空开2ZKK成功合上。拉开10kV馈出线(果林线)断路器,隔离接地馈线,10kV I段母线接地告警信号立即返回。10kV二次电压回路恢复正常运行。
3 事故分析
3.1反充电分析
110KV农场变10kV系统电压实际并列回路如图2所示。由于存在一根误接线,因此即使并列接点3 YQJ1在分位,该接点也被短接。正常运行时,空开1 ZKK、 2ZKK在合位,ZJ1、 ZJ2处于闭合状态,10kV I段零序电压与10kV II段零序电压一直处于联络状态。在正常情况下,因零序电压几乎为零,故该联络状态不会对二次电压回路运行产生影响。
在10kV I段母线发生A相接地故障时,10kV I段零序压变二次侧零序电压将通过“误接线”跨过3 YQJ 1接点,向10kV II段零序PT反充电,导致10kV II段零序PT一次侧产生5. 7kV左右的零序电压分量。该零序分量叠加在10kV II段母线三相正常电压分量上,使得10kV II段母线出现“假单相接地”情况,即各相电压状态类似于A相发生接地事故,但10kV II段母线实际并未发生接地事故。此时,10kV II段母线各相电压如图3所示,UAII对地电压为零,UBII、UCII上升为系统线电压lOkV,二者相差60°。
此时,110KV II段4星形电压互感器中的零序PT一次侧流过零序电流101,该零序电流为110KV II段B相、C相所有出线对地电容电流之和,折算到零序PT二次侧,102 =100101。一次侧很小的电容电流将使得二次零序电压联络回路产生较大电流,导致空开1 ZKK或22ZK跳开。本事故中空开2ZKK容量小于空开1 ZKK,故先行跳开。人为再次合上空开2ZKK,该空开依然会跳开,这是因为再次合上空开2ZKK后反充电现象再次发生。