一起雷击引起110kV变电站全停事故的分析
国网舟山供电公司、浙江浙能中煤舟山煤电有限公司、国网舟山供电公司、国网舟山供电公司的研究人员杨珊、卓琛、林魁、林毅，在2017年第4期《电气技术》杂志上撰文，详细分析了一起雷击110kV变电站同杆架设的两条进线引起全站停电的事故，探讨了该事故继电保护动作过程和全站停电原因，并根据变电站实际的运行特点，提出了相应的整改措施。
中国电工技术学会主办，2017年6月21-24日在河北省张北县举办，大会围绕新能源发展战略、系统关键技术、微电网及储能等重要议题展开交流。浏览会议详情和在线报名参会请长按识别二维码。
国网舟山供电公司、浙江浙能中煤舟山煤电有限公司、国网舟山供电公司、国网舟山供电公司的研究人员杨珊、卓琛、林魁、林毅，在2017年第4期《电气技术》杂志上撰文，详细分析了一起雷击110kV变电站同杆架设的两条进线引起全站停电的事故，探讨了该事故继电保护动作过程和全站停电原因，并根据变电站实际的运行特点，提出了相应的整改措施。
小岛地区气候多变，春夏季多雷雨天气，变电站运行条件较恶劣，经常会发生雷击事件，损害了变电站的设备，影响了电网的可靠稳定运行。2016年3月8号13时29分，某110kV变电站同杆架设的两条进线被雷击后，线路保护动作，且重合条件不满足，引起全站停电。
1 基本情况
1.1 变电站运行情况
该110kV变电站主接线方式如图1所示。变电站实际运行时，昌洋1967线开关带110kV I段母线运行，惠洋1914线开关带110kV II段母线运行，110kV桥开关合位，#1主变10kV开关、#2主变10kV II甲开关和#2主变10kV II乙开关运行。
昌洋1967线和惠洋1914线为同杆架设进线，110kV、10kV设有备自投装置，110kV昌洋1967线和惠洋1914线线路保护装置为北京四方继保自动化股份有限公司的CSC-163A。
图1 110kV变电站主接线
1.2 保护动作情况
2016年3月8日13点29分34秒，昌洋1967线差动保护动，动作报文如下。惠洋1914线两侧保护动作情况与昌洋1967线一样，BC相间短路，差动保护动作于跳闸。
昌洋1967线本侧变电站（该110kV变电站）保护动作报文：
其故障录波记录的波形如下：
图2 昌洋1967线本侧故障录波图形
昌洋1967线对侧变电站（某220kV变电站）保护动作报文：
其故障录波记录的波形如下：
图3 昌洋1967线对侧故障录波图形
2 原因分析
深入分析保护动作报文以及故障录波文件，我们可以看出，13点29分34秒，该110kV变电站昌洋1967线和惠洋1914两条进线同杆架设的位置遭到雷击，引起BC相间短路，差动保护动作，跳开开关三相，开关未重合，110kV I、II段母线均失电，备自投未动作，全所失电。昌洋1967线和惠洋1914线对侧变电站保护动作跳闸后，线路重合成功，对侧开关合位。
通过仔细检查现场实际情况和保护动作情况我们可以知道，该110kV变电站全停的原因有以下两点。
首先，是直接原因，通过仔细检查线路与变电站内各设备，未发现故障以及其他可能引发停电的原因，且当天发生大面积闪电打雷现象，打雷时间与变电站停电时间一致，因此，可判定停电的直接原因是雷击。
其次，是间接原因，两条进线为同杆架设，根据保护动作报文显示故障地点，可以看出，雷击发生时，雷击部位正好为进线架设的杆塔地点，导致两条进线同时遭受雷击。
最后，是根本原因，该110kV变电站是负荷站，其线路重合闸宜采用检同期方式，但是昌洋1967线和惠洋1914线均未安装线路压变，保护装置只取了母线电压，未采集线路电压，无法实现检同期，即无法实现重合闸功能，因此该装置重合闸功能并未投入，所以线路跳闸后。即使瞬时故障消失，也无法重合，引起了全站停电的严重后果。
3 整改措施
可采取以下整改措施防止变电站同杆架设进线同时停电的情况。
3.1 加强避雷措施
小岛春夏季节雷电天气频繁，各个变电站遭受雷击的事情时有发生，线路避雷通常采取安装避雷器和避雷线的措施，变电站内也有避雷针和避雷器，但是雷击现象复杂，绕击波和辐射波会绕过避雷线对线路造成损害，因此，可加强避雷措施，降低雷击概率。
3.2 更改线路架设方
春夏季节，小岛雷电天气较多，雷电引起停电现象多有发生，且故障现象复杂多变，如果两条线路同杆架设，很容易引起两条线路同时被雷击，极大地增加了停电的风险。尤其对于该110kV变电站之类的终端变来说，两条进线为变电站提供电源，一旦两条进线同时停电，则会引起全所停电，后果十分严重。
所以，对于此类变电站，宜采用更加安全的方式敷设架线。可以将两条进线分别独立架设，离开一定的安全距离，避免两条进线同时遭受雷击停电。也可以采用地下敷设的方式，将进线埋入地下，彻底避免雷击的可能。
3.3 加装线路压变
该变电站全站停电的根本原因在于变电站两条进线未安装线路压变，从而无法设置重合闸功能，导致线路短时间故障后未进行重合闸。因此，为解决根本原因，应对惠洋1967线进行停电处理，安装线路压变，将线路电压接入保护，用于线路重合闸判断条件，同时将保护装置线路重合闸方式整定为“检母线无压线路有压”，并投入重合闸功能，实现线路重合。
根据现场实际勘察可知，该110kV变电站内避雷设施齐全，且两条进线也安装了避雷器和避雷线，如果要加强避雷措施只能重复增加避雷线，冗余且效果不大。
该站建站已久，且位于居民小区住宅之间，无论是改两条进线同杆架设为异杆架设还是改为地下敷设电缆，都是劳民伤财的举动，不宜采取。而采用增设重合闸方式则是最经济简单且可靠的方法，线路重合闸的投入方式一般分为检无压方式和检同期方式，通常检无压方式用在电源侧，而终端变则采取检同期的方式。
该站由于历史原因，未安装线路压变，也未设置重合闸，且从多方面考虑，对该站昌洋1967线安装线路压变，增设重合闸方式，且设为检同期方式，当再次遇到两条进线同时停电的情况，昌洋1967线对侧检无压重合闸成功，本侧则会检同期重合，该站备自投条件满足动作后，两条110kV母线就带电了。
4 结论
电力系统中存在着很多仅靠两条进线供电的终端变电站，两条进线同杆架设会大幅度增加同时发生故障概率，因此，应避免两条进线同杆架设。同时，重合闸是线路瞬时故障后保护电网稳定运行的重要措施，是提高电网可靠性的主要手段[1]，防止了短时间故障引起永久性停电的情况，对于经常性发生雷电现象的小岛变电站来说尤为重要。
线路压变是变电站的重要设备，更是继电保护装置重合闸可靠动作的必要设备，是电网稳定运行的关键因素。应从多方面详细考虑，积极完善变电站重合闸功能，同时保证线路压变的安全可靠性，避免类似事故再次发生。