广东500kV北郊变电站2001-06-21T15:06在雷雨时，220kV6号母线上的2457、2458、202B、206B、2026断路器全部跳闸，220kV6号母线失压。黄(黄埔站)北(北郊站)线2458断路器对侧的黄埔站断路器也跳闸。将2458断路器退出运行后，220kV6号母线恢复运行正常。1故障电流录波图　　事故发生后，检查保护动作情况：220kV黄北线主保护动作。220kV6号母线差动保护动作。打印出的故障电流录波图如图1所示。图1北郊站黄北线故障电流录波　　针对这张故障电流录波图，提出了下列疑问：(1)从故障开始到46ms，为A相单相短路故障，A相短路电流约19.2kA，3I0约20.4kA(根据故障电流录波图和CT变比估算，下同)，两者比较接近，而且相位相同，情况正常。(2)从490ms到560ms，为A相和B相相间短路接地故障，相间短路电流变小，而且相位相同，A相短路电流约8.5kA，B相短路电流约8.1kA，3I0约16.4kA，约为两者之和。为什么A相和B相会相位相同？(3)从560ms到585ms，为什么3I0消失，A相和B相相间短路电流变得更小，大小相等，都是1.7kA，而且变成相位相反？(4)为什么北郊站侧A相和B相相间短路电流是1.7kA，而在线路对侧黄埔站的A相和B相相间短路电流却是3.6kA？2故障分析　　为了弄清楚上述问题，经现场检查发现：黄北线靠北郊侧单相永久性接地故障；黄北线2458断路器处A相和B相CT顶部金属外罩之间击穿放电短路。2.1从保护动作断路器跳闸分析(1)从故障开始到46ms，为A相单相短路故障，黄北线北郊站侧A相主保护动作跳闸。(2)从490ms到560ms，A相和B相CT顶部金属外罩之间击穿放电，形成相间短路通过放电点A相接地故障，北郊站侧220kV6号母线差动保护动作，6号母线上所有断路器跳闸。(3)从560ms到585ms相间短路接地故障仍存在，由黄埔站侧保护动作切除故障。2.2从CT的结构进行分析　　CT的结构如图2所示。图2CT的结构　　该线路两端的CT电流变比都是2×1200/1。运行中，一次侧2个绕组经过顶部金属外罩串联连接。(1)从故障开始到46ms，为A相单相短路故障，A相短路电流流过A相CT的左右2个互相串联的一次绕组，感应到二次侧的电流相位相同，互相迭加。接地电流也与A相单相电流同相位，大小基本相同。(2)从490ms到560ms，由A相单相接地短路故障发展到A相和B相经CT顶部金属外罩2相短路，且通过短路点A相接地故障。由于北郊站侧的A相已跳闸，形成北郊站侧的B相和黄埔站侧的A相、B相两相短路接地故障。由图2可知，A相感应的二次电流反映Ia=Ib1 Ib2，B相感应的二次电流反映Ib=Ib1-Ib2，因为短路故障点在北郊站侧，Ib1远大于Ib2，所以Ia=Ib1 Ib2略大于Ib=Ib1-Ib2，相位取决于Ib1，零序电流3I0的相位与Ib1同相位。(3)从560ms到585ms，北郊站侧母差保护动作断路器跳闸后，对黄埔站来说，形成了A相和B相2相短路接地故障。B相短路电流IB经A相和B相CT右侧一次绕组及CT顶部金属外罩短路点流回接地点。因此同一短路电流IB流经A相和B相CT右侧极性相反的一次绕组，所以在故障电流录波图上反映出来的电流也是大小相等、相位相反的，而且A相电流的相位没有发生变化。零序电流3I0也同时消失。2.3从CT的变比进行分析该线路两端的CT电流变比都是2×1200/1。(1)从故障开始到46ms，为A相单相短路故障，A相短路电流流过A相CT的左右2个互相串联的一次绕组，此时的CT变比为1200/1。(2)从490ms到585ms，A相和B相CT顶部金属外罩之间击穿放电短路后，短路电流流过CT各侧的一个一次绕组，在这种情况下，相当于2个一次绕组并联时的情况，变比变为2400/1。所以，录波图中的电流就比单相短路0ms到46ms时小了1/2，从490ms到585ms，按故障电流录波图中电流计算一次电流值，北郊站侧A相和B相短路电流为1.7kA，也比黄埔侧短路电流3.6kA小了1/2左右。3结论(1)通过这次事故处理，发现220kV电流互感器相间实际距离小于国家标准规定的距离，现已将该站220kV电流互感器重新安装，保证相间实际距离符合国家标准要求。(2)上述故障类型和“故障电流录波图”，特别是从490ms到560ms，A相电流和B相电流同相位及电流变小的波形，比较少见。为有利于查找事故原因，应从具体故障点位置和电流互感器变比等方面认真分析。(