0  前言

    廣東500kV北郊變電站2001年6月21日15時06分06秒在雷雨時，220kV#6母線上的2457斷路器、2458斷路器、202B斷路器、206B斷路器、2026斷路器全部跳閘，220kV#6母線失壓。黃(黃埔站)北(北郊站)線2458斷路器對側(cè)的黃埔站斷路器也跳閘。將2458斷路器退出運行后，220kV#6母線恢復運行正常。

1  奇特的故障電流錄波圖
    事故發(fā)生后，經(jīng)檢查保護動作情況：220kV黃北線主保護動作，220kV#6母線差動保護動作。打印出故障電流錄波圖，總覺得這張故障電流錄波圖比較奇特，如圖1所示。

    針對這張奇特的故障電流錄波圖，提出了下列疑問：
    1) 從故障開始到46ms，為A相單相接地短路故障，A相短路電流約19.2kA，3I₀約20.4kA(根據(jù)故障電流錄波圖和TA變比估算，下同)，兩者比較接近，而且相位相同，情況正常，為什么？
    2)從490ms到560ms，為A相和B相相間短路接地故障，相間短路電流變小，而且相位相同，A相短路電流約8.5kA，B相短路電流約8.1kA，3I₀約16.4kA約為兩者之和。為什么A相和B相會相位相同？
    3)從560ms到585ms，為什么3I₀消失，A相和B相相間短路電流變得更小，大小相等，都是1.7kA、而且變成相位相反？
    4)為什么北郊站側(cè)A相和B相相間短路電流是1.7kA，而在線路對側(cè)黃埔站的B相短路電流卻是3.6kA？

2  故障分析
    為了弄清楚上述問題，必須進行認真細致的分析。經(jīng)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)：黃北線靠北郊側(cè)單相永久性接地故障；黃北線2458斷路器處A相和B相TA頂部金屬外罩之間擊穿放電短路。
2.1 從保護動作斷路器跳閘分析。
    從故障開始到46ms，為A相單相接地短路故障，北郊站側(cè)、黃埔站側(cè)A相主保護動作跳閘。
    從490ms到560ms，北郊站側(cè)A相和B相TA頂部金屬外罩之間擊穿放電，形成假的相間接地短路(實際為B相經(jīng)A相TA接地短路，因為在重合閘800ms之前，又出現(xiàn)B相故障，單重方式就不再進行重合閘)，且通過A相短路點接地故障，因此時北郊站側(cè)TA變比發(fā)生了變化(2400/1)，相當于母線有故障，北郊站側(cè)220kV#6母線差動保護動作，#6母線上所有斷路器跳閘。
    從560ms到585ms，相間短路接地故障仍存在，由黃埔站側(cè)保護動作切除故障。
2.2 從TA的結(jié)構(gòu)進行分析，
    如圖2所示， 該線路兩端的TA電流變比都是2×1200/1，運行中一次側(cè)兩個繞組經(jīng)過頂部金屬外罩串聯(lián)連接。

    故障開始到46ms，為A相單相接地短路故障，A相短路電流流過TA兩個互相串聯(lián)的一次繞組，感應到二次側(cè)的電流相位相同，互相迭加。接地電流也與A相單相電流同相位，大小基本相同。
    從490ms到560ms，由A相單相接地短路故障發(fā)展到A相和B相經(jīng)TA頂部金屬外罩兩相短路，且通過A相短路點接地故障。由于北郊站側(cè)的A相已跳閘，黃埔站側(cè)的A相也跳閘，，形成北郊站側(cè)的A相、B相兩相接地短路，黃埔站側(cè)B相接地短路故障。由圖2可知，A相感應的二次電流反映I_a=I_b1+I_b2，B相感應的二次電流反映I_b=I_b1－I_b2，因為短路故障點在北郊站側(cè)，I_b1遠大于I_b2，所以I_a=I_b1+I_b2略大于I_b=I_b1－I_b2，相位取決于I_b1，零序電流3I₀的相位與I_b1同相位。
    從560ms到585ms，北郊站側(cè)母差保護動作斷路器跳閘后，對黃埔站來說，形成了A相和B相兩相短路接地故障。B相短路電流I_B經(jīng)A相和B相TA右側(cè)一次繞組及TA頂部金屬外罩短路點流回接地點。因此同一短路電流I_B流經(jīng)A相和B相TA右側(cè)極性相反的一次繞組，所以在故障電流錄波圖上反映出來的電流也是大小相等、相位相反的，而且A相電流的相位沒有發(fā)生變化。零序電流3I0也同時消失。
2.3 從TA的變比進行分析(該線路兩端的TA電流變比都是2×1200/1) 
    從故障開始到46ms，為A相單相接地短路故障，A相短路電流流過A相TA的左右兩個互相串聯(lián)的一次繞組，此時的TA變比時1200/1。
    從490ms到585ms，A相和B相TA頂部金屬外罩之間擊穿放電短路后，短路電流流過TA各側(cè)的一個一次繞組，在這種情況下，相當于兩個一次繞組并聯(lián)時的情況，變比變?yōu)?400/1。所以，錄波圖中的電流就比單相短路0ms-46ms時小了1/2，從490ms到585ms，按故障電流錄波圖中電流計算一次電流值，北郊站側(cè)A相和B相短路電流為1.7kA，也比黃埔側(cè)短路電流3.6kA約小了1/2左右。

3  結(jié)論
    通過這次事故，發(fā)現(xiàn)220kV電流互感器相間實際距離小于國家標準規(guī)定的距離，現(xiàn)已將該站220kV電流互感器重新安裝，保證相間實際距離符合國家標準要求。
    上述故障類型和“故障電流錄波圖”比較少見，特別是從490ms到560ms，A相電流和B相電流同相位及電流變小的波形，比較奇特。應從具體故障點位置和電流互感器變比等方面認真分析，有利于查找事故原因，保證電力系統(tǒng)安全運行。