0 引言

新能源发电行业近几年在我国发展迅速，大批风电及光伏电站并入电网，对于单体容量较大的新能源电站，由于其输配电线路数量较多且分布范围较大，加上其电源结构较为分散，输配电线路时常发生跳闸事故。本文对一起线路连锁跳闸事故进行原因查找与事故分析，并采取相应防范措施，消除了事故隐患。

1 系统概况

乌兰伊力更光伏电站35 kV输变电系统由8条光伏集电线路、1台35 kV母线TV及1台直挂式无功补偿装置（SVG）组成，其中单条光伏集电线路接带10台光伏箱式变压器运行。每台光伏箱式变压器容量为1000 kVA，每条光伏集电线路容量为10 MVA，35 kV输变电变压器系统容量共计80 MVA，直挂式SVG容量为16 Mvar。乌兰伊力更光伏电站35 kV输变电系统图见图 1。

2 事故经过及初步处理 2.1 事故经过

2017-08-13T23：21：15.578，变电站监控后台报6号光伏集电线路386过流Ⅰ段动作断路器跳闸；23：21：15.669，3号光伏集电线路383过流Ⅰ段动作断路器跳闸；23：21：15.670，7号光伏集电线387过流Ⅰ段动作断路器跳闸。就地检查6号光伏集电线路386断路器确认在分闸位置，保护装置显示动作值为118.63 A，故障相为L2、L3相；就地检查3号光伏集电线路383断路器确认在分闸位置，保护装置显示动作值为97.61 A，故障相为L3相；就地检查7号光伏集电线路387断路器确认在分闸位置，保护装置显示动作值为120.28 A，故障相为L2相。3号、6号、7号光伏线路过流Ⅰ段保护定值均为27.5 A。

2.2 事故发生时电站运行方式

光伏线路跳闸时电站运行方式为：光伏主变压器运行，35 kV母线运行，1号—8号光伏线路运行，35 kV母线TV运行，SVG冷备用。

2.3 故障点查找及初步处理

8月14日依次将3号、6号及7号光伏集电线路转为检修状态^[1]，同时对3号光伏集电线路383间隔电缆及其10台箱式变压器进行检查，发现383断路器下口L3相线路TA完全烧损，未发现其他故障点；对6号光伏集电线路386间隔电缆及其10台箱式变压器进行检查，发现57号箱式变压器至56号箱式变压器高压侧35 kV电缆终端头L2、L3相击穿，未发现其他故障点；对7号光伏集电线路387间隔电缆及其10台箱式变压器进行检查，发现387断路器至66号箱式变压器高压侧35 kV电缆终端头L3相击穿，未发现其他故障点。

8月15日对383断路器下口L3相线路TA进行更换，重新制作57号箱式变压器至56号箱式变压器高压侧35 kV L2、L3相电缆终端头，387断路器至66号箱式变压器高压侧35 kV L3相电缆终端头。经设备预试合格后3号、6号、7号光伏集电线路依次恢复正常运行^[2]。

3 原因分析

本次跳闸事故中3条光伏集电线路几乎同时发生断路器跳闸事故，间隔不足100 ms，因此初步判断本次跳闸事故为一起连锁跳闸事故，线路动作可能存在因果关系。为了进一步查找事故原因，依次对3条光伏线路保护装置及一次设备进行排查。

3.1 线路保护误动作

对跳闸线路事故电流、动作时间与线路保护定值、动作时限进行校核，结果为事故电流及动作时间均符合保护动作条件，线路保护装置动作正确，因此排除线路保护误动作的可能性。

3.2 TA内部绝缘击穿

结合变电站监控后台报文信息、事故线路故障点情况及事故跳闸时刻的故障录波图（图 2）对本次光伏线路连锁跳闸事故进行分析，发现3号光伏集电线路L3相TA故障瞬时接地，使得35 kV母线L1、L2相电压升高，造成6号、7号光伏线路设备绝缘击穿，从而导致线路连锁跳闸，具体情况如下。

（1）图 2中，23：21：15.349，3号光伏集电线路L3相及零相电流先于6号光伏集电线路L2相、L3相及零相电流发生故障电流突变。故障发生时，3号光伏集电线路L3相发生接地故障，故障持续大约20 ms后消失；

（2）3号光伏集电线路L3相接地瞬间使35 kV母线L1、L2相电压升高突变，导致6号光伏集电线路L2、L3两相发生接地故障跳闸（图 2中红圈内异常电流波形）；

（3）23：21：15.430，3号光伏集电线路L3相接地故障重启（图 2中黄圈内异常电流波形），使得35 kV母线L1、L2相电压再次升高突变，导致7号光伏集电线路发生L1、L2、L3三相短路故障跳闸（图 2中蓝圈内异常电流波形），同时3号光伏集电线路因L3相接地故障跳闸^[3]。

3.3 高压设备尖端放电

6号、7号光伏集电线路故障点如图 3、图 4所示。

（1）图 3中，6号光伏集电线故障原因为56号箱式变压器35 kV侧L2相电缆接线母排尖端（图 3中红圈内）对L3相电缆终端头屏蔽层放电，造成线路单相接地，进而发展为L2、L3相短路接地故障，引起6号光伏集电线故障跳闸。

（2）图 4中，7号光伏集电线路故障原因为66号箱式变压器35 kV侧L2相电缆接线母排尖端（图 4中红圈内）对L1、L3两相电缆终端头屏蔽层放电造成线路三相短路故障，引起7号光伏集电线路故障跳闸。

（3）在光伏集电线路正常运行时，由于箱式变压器35 kV侧电缆接线母排边角为90°，根据高压设备尖端放电原理，线路正常运行时，35 kV母排直角尖端处电场强度会明显高于母排平滑处电场强度。在此次线路跳闸事故中，当3号光伏集电线路L3相发生单相接地时，35 kV系统L3相电压瞬间由20.8 kV降低为0，L1、L2两相电压由20.8 kV突变为36 kV，L2、L3相电压差由正常运行时的0.1 kV瞬间增加至36 kV，使箱式变压器35 kV侧L2相电缆接线母排直角尖端对L1、L3相电缆头绝缘薄弱处放电，进而导致线路保护动作发生连锁跳闸事故^[4-5]。

4 治理措施

通过以上分析可知，造成35 kV集电线路连锁跳闸的原因为TA内部绝缘击穿以及高压设备尖端放电，对此提出以下治理措施。

（1）定期对35 kV开关柜进行局部放电检测^[6]，发现设备放电点及时处理，消除事故隐患；

（2）对光伏箱式变压器35 kV侧电缆接线母排尖端进行拆除或做绝缘处理^[3]，消除因线路电压突变导致母排尖端对电缆或屏蔽层放电的隐患。

通过实施以上措施，35 kV集电线路设备隐患得到了有效治理，电站再未发生类似连锁跳闸事故。