110kV母线全停的事故分析及对策
唐山供电公司（河北唐山063000）陈建军 王冬梅摘 要：简要介绍了唐山缸窑变电站1997年2月27日发生的全站停电事故。经分析证实：116开关C相支持瓷瓶污闪是事故的起因，事故中继电保护误动是事故扩大的原因，进而采取了相应的反事故措施。
关键词：缸窑变电站；停电；污闪；继电保护唐山缸窑变电站是唐山地区的重要变电站，1997年2月27日发生的全站停电事故虽然已成为历史，但事故原因仍应引起重视，应吸取教训。1 事故时的运行方式1．1 缸窑变电站110kV一次系统接线该站110kV一次系统接线见图1。1．2 事故时的运行方式112、114、116在4号母线运行，111、113、115、101在5号母线运行，145为母联位置，T2备用。
其中111、112为唐山电厂至缸窑双回线。113、114为缸窑至唐山钢铁公司双回线，缸窑为送电端，115为缸窑至东南郊变电站联络线，东南郊设自投。116为缸窑至开平变联络线，线路中有T接。1．3 事故前的负荷情况T1的35kV侧301： 140A、10MVA；线路113：120A、22MVA；线路114：120A、22MVA；线路115：200A、43MVA；线路116：4000kVA；备用变压器T2：0。2 事故经过
1997年2月27日，唐山市区持续一天毛毛细雨，在20时40分缸窑变电站（地处市区重污染地带，污秽等级为Ⅲ级）缸开线116开关C相支持瓷瓶发生闪络，造成110kV母差保护动作，切除所有110kV开关，全站停电，相关地区101MVA负荷全停，持续时间25min。
事故后值班员当即报区调，区调令其试送111开关。21时05分111开关试送成功，区调当即令试送除116开关以外的110kV开关，先送145开关（带保护），成功后再送其它开关，从21时15分开始145、112、113、114、115、116、101开关相继送出，缸窑变电站运行方式恢复正常。3 事故时的保护动作情况
该站110kV母差为电流相位比较式母差保护，正常运行时为选择性。
事故时，110kV5号母线出口、110kV4号母线出口，110kV母联出口信号掉牌，112、111纵差电压断线，35kV、10kVPT断线光字牌亮，10kV低频率掉牌光字牌亮。
4 事故原因分析及对策
这次事故中，116开关C相支持瓷瓶为何会发生污闪？污闪后为何会导致全站停电？这是事故分析的重点。
4．1 事故的起因及对策
缸窑变电站地处唐山市东部工业区钢厂的西北角，其污秽程度为Ⅲ级，而该站设备外绝缘防污等级仅为Ⅱ级，为了提高设备的防污闪能力，曾于1993年11月对该站设备绝缘涂刷了RTV涂料，理应不会再发生污闪。
事故后专业人员对缸窑变电站设备所附粉尘进行了取样化验，发现其中Fe（铁）的单重含量为22．06％，原子含量为14．04％（数据出自河北理工学院测试中心）。调查中还发现：116开关所涂天津电研所RTV涂料，由于检修人员在检修过程中不慎将油滴漏在开关直立瓷瓶上，致使RTV的功能失效，不起防污闪作用，加之天气恶劣，粉尘污染严重，造成支持瓷瓶闪络。因此，所刷涂料失效、设备外绝缘水平低及天气恶劣粉尘污染严重，发生116开关C相支持瓷瓶闪络，是这次事故的诱发原因。
事故发生后，唐山供电公司总结教训，在以后的检修过程中，杜绝变压器油滴漏在设备瓷套上，并对所有已涂RTV的设备进行全面的检查及处理，杜绝了类似事件的发生；在1997年4月份预试时，对该站设备进行了清扫并第二次涂敷了RTV长效固化涂料，目前设备运行良好。1997年11月16日，又对该站所有设备全部加装增爬裙，以提高设备的外绝缘水平。
4．2 事故扩大的原因及对策
116开关C相支持瓷瓶发生闪络，单母线故障造成110kV母差保护动作，母差保护理应只跳开4号母线上的所有110kV开关，但实际上，母差保护把双母线上的所有开关全部跳开，导致缸窑变电站全停，造成了市区内大面积停电，不仅增加了供电量损失，而且造成了不良的社会影响。那么，相位比较式母差保护为何失去了选择性？继电保护专业人员认真仔细检查了相位比较式母差保护装置，并进行传动实验，均未发现疑点。于是，把怀疑的重点集中到影响选择性的比相继电器。经相关专业人员、专家认真分析和现场调研，并经试验，确认该母差保护的比相继电器，当比相回路中短路电流峰值达30倍额定电流（150A）时，铁芯便严重饱和，波形畸变，比相元件失去选择性，双母线上所有开关会同时掉闸。
为此，对缸窑变电站母线短路电流再次作了核实、计算，110kV母线故障时，短路容量为3432MVA，其短路电流为从以上计算可知，缸窑变电站110kV二次短路电流远大于150A，从而造成比相继电器铁芯严重饱和，波形畸变，比相元件失去选择性，使双母线上的所有开关同时掉闸，扩大了事故。根据以上分析，提出了以下三条整改措施：（1）更换其它原理的母差保护，将相比母差保护更换为PMH比率制动式母差保护；（2）增大CT线性范围，防止铁芯饱和； （3）在比相回路中加装降流变流器（2∶1或4∶1），防止比相回路饱和，波形畸变。
中阻抗比率制动式母线保护装置是近年来广为采用的一种高速、灵敏、中阻抗型的电流差动保护，它对母线差电流瞬时值进行测量比较，动作速度快，抗电流互感器饱和能力强，还具有较大的运行灵活性，可自适应于双母线或分段的分并列运行。即使在倒闸操作过程中双母线内联时，保护仍具有可靠的选择性。其选择元件是一个具有比率制动特性的中阻抗型电流差动继电器，解决了电流互感器饱和引起母线差动保护在区外故障时的误动问题。保护装置是以电流瞬时值测量、比较为基础的，母线内部故障时，保护装置的启动元件、选择元件能在电流互感器饱和之前动作，因此动作速度很快。
由于更换母差保护需要大量资金和准备工作，因此当时先采取了第3条临时措施，加装降流变流器（见图2，变流器变比为5／2．5）。实际上，加装降流变流器不仅增加了一延时环节，影响了保护动作速度，而且由于变流器本身的传变特性和极性的问题，保护容易出现错误动作情况，从而不是一个根本的解决办法。介于缸窑变电站母差保护误动的教训，唐山供电公司立即对所属变电站母差保护逐一核查，发现贾安子（232A）、韩城（148A）、吕家坨（150A）等站110kV母差保护二次短路电流值均接近或超过150A，因此与缸窑变电站110kV母差保护一起列入改造项目，将相比母差保护更换为PMH比率制动式母差保护，目前正在实施中。5 结论（1）大量实践证明，对外绝缘水平低的老旧设备，当外界污秽等级提高，受条件限制不宜更换时，可采用加装硅橡胶增爬裙和涂敷RTV长效固化涂料的办法提高设备的外绝缘水平。
（2）在设备检修过程中，禁止将变压器油滴漏在已涂敷RTV长效固化涂料的设备表面，防止RTV性能失效。
（3）短路容量大的系统当使用电流相比式母差保护时，应重新核查其比相回路中短路电流峰值是否达到30倍额定电流（150A），若是，则需采取改进措施，建议更换为中阻抗比率制动式母线保护装置。
（收稿日期：2000－04－20）
