一、风电场基本简介
某风电场安装远景能源生产风电机组共22台,总装机容量43.6MW,22台风力发电机组通过2回集电线路送至35kV母线,经110kV主变压器(SZ11-50000/110)升压后,由一回110kV线路接入220kV变电站。0.4kV系统厂用电采用两路电源互切换运行,正常运行时由接地站用变带0.4kV交流段,(厂用电失去时由10kV农网线路经备用变带0.4kV段运行)。
二、运行方式
110KV线路运行正常,#1主变线运行正常;35KV母线PT线运行正常,35KV出线一,35KV出线二线运行正常,35kV 1号站用变运行正常带400V交流段,无功补偿装置因正在调试未投入运行;22台风机全部并网运行,全场有功功率0MW,22台风机处于待机状态,平均风速2.96m/s,当天天气为大雾天气。
三、事件简介
1、04时13分11秒043毫秒站用接地变保护装置启动
2、04时13分12秒245毫秒站用接地变低压侧零序过流I段保护动作,站用接地变高压侧断路器(354)跳闸
3、04时13分12秒545毫秒站用接地变低压侧零序过流II段保护动作
4、04时13分12秒301毫秒35kV主变低压侧断路器(351)、35kV集电线路一断路器(352)、35kV集电线路二断路器(353)
三、事件发生后现场采取的响应
保护动作跳闸后, 10kV备用变不能正常切换,检查#1主变运行正常,值班人员分成A、B 两组。
A组:(1)检查站用接地变,测量变压器高、低压侧绝缘,高、低压电缆绝缘,检查结果正常。(2)检查35kV集电线路一、集电线路二断路器及保护装置,检查结果无异常。(3)检查主变低压侧断路器保护装置,无异常。检查400V交流段设备,检查结果无异常
B组:(1)因备自投装置在接地变兼场用变跳闸后不能正常切换,使用万用表检测发现备用电源电压缺C相,随后对10kV线路进行巡视,发现在10kV 159号杆塔处C相跳线被烧断,由于10kV线路是农网线路,紧急联系当地电工进行了处理。(2) 6时54分,A组站内设备检查完成,无异常, 合上主变低压侧断路器351,35kV母线电压指示正常,合上接地站用变断路器354,电压正常,设备运行正常,站内400V供电恢复正常。
四、事件原因及分析
1、事后通过现场查看所有保护只有站用接地变低零流I段、II段保护动作,站用接地变发生跳闸后联跳35千伏所有开关,该过程符合国家能源局《防止电力事故的二十五项重点要求》及新能源公司规定要求。在站用接地变低零序保护I段、II段均动作使断路器跳开,说明故障点不在该保护区间内,因为零序I段动作后并未切除故障, II段保护继续动作。
2、接地站用变低压侧零线没有按照设计图纸接线
运维人员通过使用万表对备用变高压侧进线避雷器接地扁体和备用变压器低压侧零排进行了电阻测量,阻值显示为0.1Ω,确定备用变压器高压侧避雷器接地与备用低压侧零排接地体共用接地,因此避雷器击穿后的分流进入了备用电低压侧零排。按设计图分析,即便有分流经400V零排在站用接地变接地点入地,但零序CT应该安装在零排汇聚点之上(如图1所示),入地电流不经过零序CT,保护不应动作。

图1:设计图零序CT安装位置

图2:实际图零序CT安装位置
3、备用变中性线接地电阻过大
因备用变周围为地质石质状况,经测试仪检测接地电阻阻值为103Ω,可以说明10kV备用变接地点接地电阻较大,可以推断当避雷器炸裂时,因为对地电阻较大,大电流不能全部通过该中性点直接流入大地,部分电流流入站用接地变低压侧零排上,然后再通过站用接地变低压侧零排接地点汇入大地,这部分电流流过站用接地变低压侧零序电流互感器,最终造成站用接地变低零流保护动作。
4、农网线路故障
巡视小组巡视发现,备用变压器高压侧进线C相避雷器炸裂,当天无打雷情况,说明该避雷器可能存在质量缺陷,可以推测当时该避雷器绝缘被炸裂发生击穿后造成C相接地故障,该小电流接地系统电容电流较大,当接地电流长时间未被切除从而造成10kV线路159号杆塔处跳线被烧断,10kV备用变高压侧避雷器炸裂。
本次事件起因是备用变压器高压侧C相避雷器被击穿炸裂造成C相接地,接地电容电流较大且备用变安装处接地电阻较大,部分接地电流经站用接地变低压侧零排分流入地,而站用接地变低压侧零序接线不正确,电流流过零序CT导致接地变低压侧零序误护动。
五、下一步采取改进措施
1、对备用电变压器接地电阻进行降阻改造;
2、调整接地变零序电流互感器接线;
3、更换备用变三相避雷器,送河南电科院检验
4、在以后的日常巡视过程中,加强对站内交直流系统仪表的检查
5、加强对备用电源线路的巡视,定期进行夜间巡视,及时发现缺陷点
6、结合场站情况,制定巡视检查方案制度,同时将责任落实到人
六、经验反馈
1、在工程验收阶段应注意检查备用变的接地电阻是否达标以及避雷器质量是否合格,注意检查接地变零序CT的安装及接线是否正确;
2、运行人员应注意检查备用变压器的运行状况。注意对避雷器、熔断器以及中性线接地状况进行排查,协同当地农网电工一起巡线;
3、定期对备用变接地电阻进行测试
4、定期切换站用变与备用变之间的试验工作