摘要：对一起由母线单相接地引发的母差保护异常动作进行了深入研究。在35 kV 中性点不接地的系统中，母线发生单相接地，母差保护动作，母联开关跳闸，母线其它开关未动。通过对故障录波器的录波数据和系统短路电流流向的分析，得出是异地两相接地短路造成了母差保护动作，由于电压闭锁的设计使母差保护发生了异常动作。 0 引言 在35 kV 中性点不接地电力系统中，单相接地故障在雨季发生的频率较高。虽然这种单相接地不会产生较大的短路电流，允许系统坚持运行1～2 h，但由于其他两相电压的升高，可能造成系统内的电力设备绝缘破损，甚至击穿。本文就一起由母线单相接地引发的配出线末端对地绝缘击穿，从而形成异地两相接地短路，并造成母差保护异常动作的案例进行了深入研究。 1 故障及保护动作情况简介某110 kV 等级变电所，35 kV 母线采用单母线分段接线方式，I、II 段母线分别装设了常规电磁式母差保护装置，故障发生时35 kV I、II 段母线并列运行。 2009 年6 月24 日19 时02 分开始，该所频发35 kVⅠ、Ⅱ段母线C 相接地信号，当时正在下雨。19 时26 分，35 kVⅡ段母差保护动作，35 kV 母联开关跳闸，Ⅱ段母线其他开关未动;同时，35 kV配出线朝六甲线经35 kV 朝六变所带35 kV 肇东一变主变差动保护动作，主变两侧开关跳闸。系统运行方式如图1 所示。
通过对故障现场反馈信息和保护动作情况的分析，此次事故存在以下两个疑点：
(1)系统C 相接地故障点是否在35 kVⅡ段母差保护动作区内，肇东一变主变差动保护动作与110 kV 变电所母差保护动作有何联系?
(2)如果35 kVⅡ段母线确实存在短路故障，为什么母差保护动作只跳开母联开关，而Ⅱ段母线上其他开关未动?
2 保护动作情况分析
2.1 C 相接地故障点查找过程分析在本次事故发生当晚，由于当时雨势较大，现场值班员没有准确汇报出故障点是否在母差保护动作区内。雨停后，进行再次检查，只发现朝五乙线线路名称标示牌掉落在地上，另外没有发现明显故障点。但我们在仔细分析故障录波数据后，发现了重要的线索：故障线路35 kV 朝五乙线没有短路电流流过。此线路的电流互感器装设在开关内部，说明短路电流没有流经35 kV 朝五乙线开关，故障点应在开关母线侧，属于母差保护区内故障。故障范围确定后，经再次查找，终于发现35 kV 朝五乙线出口龙门架母线侧C 相耐张线夹导线末端有烧痕。
2.2 35 kV 系统C 相间歇性接地
19 时02 分，35 kV 朝五乙线出口龙门架B、C相之间线路标示牌一侧脱落，与母线侧C 相耐张线夹导线末端放电(如图2)，故障点位于35 kV 朝五乙线母线侧，造成110 kV 变电所35 kVⅠ、Ⅱ段母线C 相间歇接地，引起系统A、B 相电压升高。
图2 母线单相接地故障点
r2.3 A、C 异地两相接地，35 kVII 段母差、肇东一变主变差动同时启动
19 时26 分，由于35 kV 肇东一变主变高压侧A 相电缆头制作工艺不良，在相电压升高的情况下，造成对地绝缘击穿(解剖发现绝缘击穿点处有明显烧痕)，A 相接地点在主变差动区范围内。此时，35 kV 肇东一变主变高压侧A 相接地点与35 kV 朝五乙线母线侧C 相接地点形成A、C 异地两相接地短路。接地点及短路电流流向如图3 所示。
从图3 可以看出，110 kV 变电所35 kVⅠ段母线无差流，35 kVⅡ段母线有差流产生。35 kVⅡ段母线接地点在母差保护范围内，且录波数据显示短路电流二次有效值为11 A，超过了母差保护电流启动值6 A，35 kVⅡ段母差保护启动。此外，35 kV肇东一变主变差动保护动作区内同样流过短路电流，因此35 kV 肇东一变主变差动保护同时启动。
2.4 35 kV 母联开关跳开，II 段母线其他开关未动
从故障时电压录波数据中提取3 点瞬时值(如表1)。
表1 录波数据电压瞬时值
换算为线电压[1]:
第1 点：UAB= 96.71 V UBC= 97.91 V UCA= 86.48 V
第2 点：UAB= 96.51 V UBC= 98.02 VUCA= 86.38 V
第3 点：UAB= 96.29 V UBC= 97.89 VUCA= 86.06 V
由上述计算结果可知：A、C 异地两相接地短路期间，110 kV 变电所35 kV 母线线电压高于母差电压闭锁定值70 V。
根据该变电所35 kV 母差保护原理图，母差继电器动作后，除35 kV 母联开关外，其他出线开关均通过低压闭锁回路跳闸。因此在35 kVⅡ段母差保护动作后，只有35 kV 母联开关可以作用跳闸，而35 kVⅡ段母线其他开关由于电压闭锁未能跳闸。
2.5 35 kV 肇东一变主变两侧开关跳开
肇东一变A相接地故障点位于主变高压侧套管与开关之间，属于差动保护动作区。主变差动保护动作，两侧开关跳闸后，A 相接地故障点被切除，系统由A、C 异地两相接地转变为35 kV朝五乙线母线侧C 相接地。数分钟后，朝五乙线线路名称标示牌彻底脱落，掉入35 kV 开关场，35 kV C 相接地故障点消除，系统接地消失。
3 结论
此次故障是由110 kV变电所35 kV 母线单相接地引起，另外两相电压升高造成系统薄弱点肇东一变主变高压侧电缆A 相绝缘击穿，形成A、C 相异地两相接地短路。故障点均在保护动作区内，110 kV变电所35 kVⅡ段母差保护、35 kV 肇东一变主变差动保护动作正确。35 kVⅡ段母差保护只跳开母联开关的异常动作行为是由于保护电压闭锁的设计造成。但通过此次事故可以看出：
1)该变电所对运行设备的管理还不到位，没有及早发现线路名称标示牌脱落的事故隐患;
2)下级变电所肇东一变主变高压侧电缆头的施工制作存在质量问题，当系统发生单相接地、其它两相电压升高时，造成对地绝缘击穿。
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