1998年5月18日，海南省三亚地区发生了一起大面积停电事故，2台发电机、2台主变及4条110　kV线路的11个开关相继跳闸，造成7个变电站和1个发电厂全部停电，南部地区电网局部瓦解。本文着重从技术角度对此次重大事故的原因进行了分析。

1　事故经过

　　三亚地区电网主结线如图1所示。5月18日上午9∶31，三亚地区220kV枢纽变电站鸭仔塘主变(以下简称鸭主变)三侧自动跳闸。相隔数分钟，110kV天涯站天鸭线零序保护Ⅰ段、南山电厂110kV南鸭线零序不灵敏保护Ⅰ段、110kV林旺站主变零序过流保护Ⅱ段、110kV通什站通荔线零序保护Ⅱ段、林旺站林荔线零序不灵敏保护Ⅱ段先后动作跳闸。随后南山电厂1F、2F两台发电机组高频保护动作切机，致使系统频率最低降至48.7Hz。

图1　三亚地区电网主接线简图

　　短短几分钟内，图1中的11个黑色开关全部跳开，系统220kV网络和110kV网络分别在鸭仔塘站和林旺站与三亚电网解环，鸭仔塘、天涯、荔枝沟、林旺、通什以及终端站鹿回头、保亭共7个变电站和南山电厂全部停电。

2　事故调查与计算分析

2.1　事故过程分析
　　从事故现象看，情况比较复杂。由于事故发生时各变电站汇报的开关跳闸时间和调度值班人员记录的时间比较混乱，一开始就给事故分析造成很大困难。鸭主变三侧跳闸与线路故障是否同时发生是问题的关键，因为这将导致不同的结论。根据调度人员的汇报、现场调查及对故障录波图的分析，初步断定这是短时间内发生的两起性质不同的事故。第一起事故引起鸭主变三侧首先跳闸，且跳闸时电网没有任何短路现象；第二起线路短路故障紧接发生在鸭主变跳开之后。
　　此观点成立的理由有三：
　　(1)根据中调当值调度员汇报，9∶31鸭主变跳闸后，系统频率仍然正常，持续约5min后，系统频率才下滑，线路故障才发生。而且据中调远动设备记录，南山电厂切机后，系统频率最低降至48.7Hz，而鸭主变跳闸时，系统频率并无变化。由此也可证实，鸭主变跳闸在前，线路跳闸及南山电厂切机在后，并非同时发生。
　　 (2)鸭仔塘220kV故障录波器5月18日只起动录波一次，时间是9∶36∶00(校正＋2min)，录波图如图2所示。由图可知，当天没有短路电流流过鸭主变，鸭主变跳闸的一刹那主变本体和三亚电网都没有短路故障。

图2　鸭仔塘站220kV录波图

　　(3)鸭仔塘和林旺站110kV故障录波图如图3和图4所示，录波时间为9∶36∶21(图3校正＋2min，图4校正-33s)。分析图3可知：

图3　鸭仔塘站110kV录波图

图4　林旺站110kV录波图

　　1)电网故障前40ms，鸭荔线负荷电流已达445A，超过正常负荷电流(200A左右)1倍多，相当于当时南山电厂80MW发电量的电流，该电流在鸭主变没有分流，说明鸭主变在电网故障前40ms已跳开。
　　2)110kV天鸭线＋40ms跳闸后，鸭南线与鸭荔线的A相短路电流大小相等(1500A)，方向相反，可以认为鸭主变因事先已跳开而未提供短路电流。
　　3)南鸭线＋136ms跳开后，鸭荔线故障及负荷电流随之完全消失，可进一步确认鸭主变已先跳闸。
　　以上分析可得出一个结论，即鸭主变在电网及主变本体没有任何故障的情况下，最先跳闸。这个结论将为我们分析电网故障时的线路保护的动作情况奠定基础。鸭主变为何会在电网无故障时跳闸?现场检查，主变本体及调压重瓦斯等保护以及所有回路和掉牌信号都正常，因此主变保护装置本身误动的可能性不大。据了解，当天事故发生前，曾处理过鸭主变渗油。因而对事故原因认为有两种可能：工作人员误碰或直流系统多点接地。
2.2　多条线路跳闸原因分析
　　(1)故障点分析及故障扩大原因
　　鸭主变三侧跳闸大约5min后，即9∶36∶21左右，电网因雷击引发故障。 从图3和图4可知， 是一起A相接地故障，打印报告显示故障点距鸭仔塘站25.8km，距林旺站72.1km(测距存在误差，只作参考)。根据录波器测量结果，电网接地故障发生时，鸭荔线A相故障电流为1500A(见图3)，林荔线A相故障电流为600A(见图4)；短路电流理论值为：当林荔线距荔侧3/10处A相接地时，鸭荔线A相电流为1563A，林荔线A相电流为758A；或者当荔通线距荔侧1/10处A相接地时，鸭荔线A相电流为1650A，林荔线A相电流为554A。这两组理论计算值与录波器的实测值很接近。根据各条线路的实际长度(见图1)及保护动作情况，故障点可能在110kV林荔线，或者在110kV荔通线上，而且为瞬时性故障，因为半小时后送电时一切恢复正常。
　　荔通线零序保护Ⅰ段整定值为972A、0s。根据短路电流计算结果，若故障点在荔通线上1/10处，则鸭主变跳闸后，短路电流达2204A，按道理其零序保护Ⅰ段应该动作，而实际上未动。经临时检验，该保护及开关一切正常，故排除了故障点在荔通线的可能。遗憾的是因荔枝沟站录波器损坏没有录波，否则可以更清楚地说明这个结论。
　　既然故障发生在110kV林荔线上，如果林旺侧和荔枝沟侧的零序保护都跳闸，此次事故就只是一次普通的瞬时单相接地故障，但由于荔枝沟站保护从始至终都没有跳闸，而其后相邻的通荔线、天鸭线和南鸭线3条提供短路电流的线路却跳开了。从技术上讲，是保护的无选择性动作使事故范围扩大化了。笔者认为，枢纽站鸭主变跳闸后，其110kV中性接地点消失，致使电网的零序阻抗发生较大变化，恰好几分钟后突发了A相接地短路，零序电流在故障线路及邻近各线的分布均发生了很大变化，有些线路增大，有些线路减小，造成故障线路及其远后备保护拒动，并引起其他相邻保护越级动作，使事故扩大。
　　(2)保护动作情况分析
　　根据上述对故障点位置的分析，可确定故障点在林荔线上距荔侧3/10处，即距离荔枝沟站7.65km的地方。
　　由于所有线路的零序保护电流整定值都是以鸭主变中性点直接接地为前提计算得到的，当鸭主变跳闸后，零序短路电流数值最大可达整定值的3.05倍(天鸭线)，直接影响保护的动作。
　　 ①鸭主变跳闸前，非故障线路天鸭线零序短路电流为390A，未达到其零序保护Ⅰ段的整定值1176A。但鸭主变跳闸后，其零序短路电流增大到1190A而于＋40ms时抢先越级动作跳开。
　　②鸭主变跳闸后，另一非故障线路南鸭线零序短路电流563A，未达到零序不灵敏保护Ⅰ段整定值660A也跳开了。南山电厂110kV录波图如图5所示，(录波时间9∶36∶21，校正-21.929s)，由图中看出天鸭线+40ms跳闸后，零序短路电流几乎全部转移到南鸭线上，南鸭线电流波形幅值明显跳变增大，+62ms时达最大值1086A，远远超过Ⅰ段整定值，且方向为正，故南鸭线于+136ms时也越级动作跳开。③故障线路林荔线荔枝沟侧零序保护Ⅰ段整定值为2340A、0s。在鸭主变跳闸前，零序短路电流为2970A，可以动作；而在鸭主变跳闸后，零序短路电流却减小为1681A，无法动作。其零序保护Ⅱ段整定值为1020A、0.5s，虽然对本线故障有灵敏度，但在天鸭线及南鸭线零序保护Ⅰ段都先越级跳开的情况下，该侧零序保护Ⅱ段来不及动作跳开。同样，该侧远后备鸭荔线零序保护Ⅰ、Ⅱ段都没有灵敏度。

图5　南山电厂110kV录波图

　　④荔枝沟侧的另一远后备通荔线零序保护Ⅱ段在＋1150ms时正确动作(录波图略)。
　　⑤故障线路林荔线林旺侧零序不灵敏保护Ⅱ段在＋1315ms时也正确动作。
　　⑥林旺站主变零序过流保护Ⅱ段整定值为60A、5.5s，与故障的林荔线零序电流保护在灵敏度和动作时间上是配合的，本不该跳而却在＋857ms时就跳开了。现场检查发现其零序过流保护Ⅱ段时间继电器错误地接在0.5s位置上。可见，林旺主变因零序过流保护Ⅱ段动作时间现场整定不正确而误动，造成停电范围进一步扩大。
　　由于事故波及面广、影响大，省电业总公司与三亚电业公司组成联合调查小组，本着“三不放过”的原则，于5月29日前终于查清了整个事故原因，证明上述对此次事故的分析和计算是正确的。

3　结论

　　(1)5月18日上午9∶31,220kV鸭仔塘变电站在处理主变渗油时，因工作人员误碰重瓦斯探针引起三侧跳闸(开始被工作人员隐瞒)，跳闸时电网和主变本体没有任何故障。
　　(2)几分钟后，9∶36∶21，110kV林荔线距荔侧8.1km处因雷击引发A相瞬间接地短路，多条线路保护动作将故障切除。林旺主变零序过流保护Ⅱ段因现场整定时间错误而误动，南山电厂切机纯属因天鸭、南鸭两送出线路跳闸后负荷被甩所致。所有跳闸线路开关的三相一次自动重合闸设定为检同期，因条件不满足而未重合。所有这一切，使事故范围扩大，最终造成三亚地区的大面积停电事故。

4　事故启示

　　(1)仅有单台主变且中性点直接接地运行的变电站，尤其对枢纽站，一旦失去中性接地点，应尽可能在短时间内恢复。
　　(2)为减少事故，如条件允许，应在受中性点影响较大的110　kV线路上配置高频保护。