甘 雯，徐國華，邵 越

（國網(wǎng)浙江省電力公司湖州供電公司，浙江 湖州 313000）

0 引言

二次回路是變電站的重要組成部分，其正常與否直接影響到一次供電的安全可靠性.二次回路故障可能會引發(fā)一系列的問題，甚至造成保護及開關(guān)的誤動、拒動，給電網(wǎng)帶來巨大的風(fēng)險.本文討論一起因SCX－12J型操作箱內(nèi)繼電器接點問題引起的開關(guān)誤跳事故及該事故對電網(wǎng)安全帶來的不利影響.為避免或降低該類事故的發(fā)生對電網(wǎng)安全和供電可靠性造成的風(fēng)險，有必要從二次回路的改進、日常維護等方面著手，提前做好防范和預(yù)控，同時也有必要對各項措施的可行性進行分析，找到行之有效的方案.

1 故障背景及概述

1.1 故障前系統(tǒng)運行方式

故障前，220 k V變電站A變、B變、C變、D變均全接線、全保護運行（見圖1所示），M電廠經(jīng)220 k V系統(tǒng)并網(wǎng)；A變的220 k V與M電廠、B變、C變220 k V母線聯(lián)絡(luò)，110kV系統(tǒng)與B變、D變的110kV以充電運行的方式聯(lián)絡(luò).正常時，A兩臺主變負荷為163.9 MW（容量2＊150 MVA），供P變、K變分別為15.5 MW、21.8 MW；B變負荷97 MW（容量1＊180 MVA），D變113 MW（量容2＊150 MVA）.

1.2 故障經(jīng)過

某一時刻，當?shù)乇O(jiān)控顯示A變＃2主變220 k V開關(guān)跳閘，＃1主變負荷達163.9 MW，超＃1主變限額135 MW.現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，＃2主變220 k V開關(guān)分閘，＃2主變110kV、35 k V開關(guān)運行正常，二次保護無任何報文信號，只有“＃2主變CST31ACT斷線”告警信號.主變無任何異常，220 k V及110kV故障錄波器無錄波數(shù)據(jù)，僅有啟動信息.由于主變超限，當值調(diào)度運行人員立即通過遙控操作將A變到B變及D變的110kV聯(lián)絡(luò)線充電方式改變，轉(zhuǎn)移出K變及P變負荷37.3 MW，迅速控制主變越限，防止＃1主變因長期過負荷跳閘造成事故的再擴大.

1.3 故障原因

檢修人員對各現(xiàn)場一、二次設(shè)備逐一檢查、試驗，最終斷定此次故障由SCX－12J操作箱內(nèi)部一組防跳回路繼電器接點（TBJ4）粘連引起.SCX－12J操作箱二次回路的原理如圖2所示.防跳回路由跳閘保持繼電器（TBJ）常開接點（TBJ4）、跳閘線圈繼電器（TXJ）、TBJ及短接線AB（壓力閉鎖回路短接線）組成，正常時TBJ4常開，回路斷開，開關(guān)不會動作，但當TBJ4粘連閉合時，跳閘保持回路接通，最終造成開關(guān)誤動跳閘，并引起另一臺運行主變過載，超1.2倍穩(wěn)定限額.

圖1 系統(tǒng)主要聯(lián)絡(luò)接線圖

圖2 SCX- 12J系統(tǒng)主要圖

2 開關(guān)誤跳風(fēng)險分析

因開關(guān)種類繁多，本文的開關(guān)誤跳風(fēng)險分析只考慮重要供電線路和主變開關(guān)跳閘的情形.電網(wǎng)分層分區(qū)后，220 k V及以上電壓等級構(gòu)成環(huán)網(wǎng)網(wǎng)架，110kV及以下電壓等級以220 k V廠站為中心構(gòu)成輻射型網(wǎng)架，且重要用戶均滿足雙電源供電要求，因此110kV及以下電壓等級的線路或主變開關(guān)誤跳造成的影響較小，而220 k V廠站作為重要的負荷授電中心，若開關(guān)誤跳則可能造成嚴重的影響.本文著重分析220 k V等級線路和主變開關(guān)誤跳的風(fēng)險.

圖3為某一區(qū)域部分電網(wǎng)網(wǎng)架圖，實線為220 k V網(wǎng)架，虛線為110kV網(wǎng)架，D變?yōu)?00 k V變，A、B、C變?yōu)?20 k V變.對于任一220 k V線路開關(guān)誤跳，如AB線跳閘，不會影響其它廠站A、B、C的正常供電.

220 k V單主變廠站若主變高壓側(cè)開關(guān)誤跳，如圖3中的B變，則有B變及所供110kV變電所E、F、G、H、P全停，造成片區(qū)大面積停電.

圖3 電網(wǎng)網(wǎng)架示意圖

220 k V雙主變廠站，尤其是主變老舊、容量小、過載能力差的廠站，若其中一臺主變高壓側(cè)開關(guān)誤跳，極易造成另一臺主變的過載.如圖1所示的潮流為春季某一正常天氣的潮流，當夏季用電高峰時，A變負荷歷史高峰達210 MW，超單臺主變限額的1.6倍，而A變主變設(shè)備陳舊，夏季高溫允許的短時過載能力為1.2倍，若此時一臺主變220 k V開關(guān)跳閘，會造成另一回主變嚴重過載，極易發(fā)生再跳閘的連鎖故障，導(dǎo)致事故范圍的擴大，使電網(wǎng)面臨巨大的經(jīng)濟損失和供電壓力.

綜上所述，當前電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)下，220 k V線路開關(guān)誤跳一回，對供電可靠性的影響不大，而220 k V廠站無論是單變還是雙變?nèi)糁髯冮_關(guān)發(fā)生誤跳均可能造成大面積停電，給電網(wǎng)安全運行埋下巨大隱患，需要對這兩種情況進行風(fēng)險預(yù)控.

3 預(yù)控

二次回路故障引起開關(guān)跳閘風(fēng)險的預(yù)控方法很多，如改進二次回路、加強日常維護、合理安排運行方式等.在二次回路改進方面，由于重要的二次回路如防跳回路多由廠家根據(jù)典型設(shè)計方案來實現(xiàn)，因此這一措施難以落實；在日常維護方面，可以通過加強繼電保護檢修試驗中對保護控制出口回路的檢驗及控制回路中間繼電器的動作特性和觸點檢測、加強繼電保護全壽命周期管理、及時更換超過使用年限的二次設(shè)備等手段有效降低二次回路異常的概率，但因廠站日益增加，二次回路日益龐大，日常維護工作量巨大，使得這一措施的實施難度大且不能完全杜絕該類事故的發(fā)生.本文從提高一次供電可靠性角度出發(fā)，提出了通過運行方式的合理安排及安全自動裝置的加裝方法來降低、避免開關(guān)誤跳帶來的風(fēng)險.

3.1 單變廠站預(yù)控

以220 k V單主變站為例，典型接線如圖4中A變所示，通過2回220 k V線路與B變、C變聯(lián)絡(luò)，110kV與D變聯(lián)絡(luò)（線路名為AD），方式為D變充電至A變，B／C變?yōu)?20 k V或以上電壓等級，D變?yōu)?20 k V電壓等級.當A變＃1主變220 k V開關(guān)誤跳，A變有全停風(fēng)險.此時，若在A變110kV側(cè)加裝備用電源自動投入裝置，則可以避免該風(fēng)險.備自投方式為AD線開關(guān)1備用A變＃1主變110kV開關(guān).

A變加裝110kV備自投裝置后，再發(fā)生＃1主變220 k V誤跳時，110kV母線失壓無流，110kV備自投動作，跳開＃1主變110kV開關(guān)，合上AD線1開關(guān)，A變110kV恢復(fù)供電，由D變轉(zhuǎn)供，避免了A站全停，降低了電網(wǎng)的經(jīng)濟損失，35k V側(cè)若有重要負荷，也可考慮采用加裝35 k V備自投的方法來實現(xiàn)不間斷供電.

圖4 220 kV單變典型接線示意圖

3.2 雙變廠站預(yù)控

對于雙主變重載廠站（見圖1），進行負荷核算，若雙主變負荷之和超過單臺主變規(guī)定的允許短時過載倍數(shù)，必要時改變廠站中、低壓側(cè)的供電方式，以減輕其中一條供電線路或一臺主變跳開時另一條線路和另一臺主變的供電壓力，降低開關(guān)誤跳引起的設(shè)備嚴重越限，防止事故的再擴大.

（1）從短期來考慮，方式安排1：可以將重載220 k V變的110kV／35 k V改分列方式，停用某些110kV變、35 k V變的備自投裝置.此時，若發(fā)生一臺主變開關(guān)誤跳，由于停用備自投的110kV變、35 k V變一半負荷沒有切至另一臺主變，所以另一臺主變不會過載.該方法通過犧牲部分110kV變、35 k V變的可靠性來防止220 k V變?nèi)?dǎo)致的大面積停電.方式安排2：重載220 k V變110kV分列方式，由220 k V變之間的110kV聯(lián)絡(luò)線轉(zhuǎn)供部分負荷.以圖1中A變?yōu)槔?，歷史高峰負荷達210 MW，短時過載能力為1.2倍單臺主變限額（162 MW），考慮開關(guān)誤跳風(fēng)險，將方式安排為：110kV側(cè)分列運行，通過B變或D變的110kV聯(lián)絡(luò)線路轉(zhuǎn)供A變110kV正母或副母一部分負荷（如75 MW），A變＃1、＃2主變供另一段110kV母線及35 k V母線.此時，若發(fā)生A變一臺主變誤跳閘，由于事先通過110kV聯(lián)絡(luò)線轉(zhuǎn)供了一部分負荷（75 MW），A變另一臺主變不會過載（135 MW），仍可正?？煽抗╇?該方法可以完全避免開關(guān)誤跳的風(fēng)險，但前提是轉(zhuǎn)供的220 k V廠站輕載.

（2）從中期來考慮.可以加裝負荷聯(lián)切裝置，當一臺主變開關(guān)誤跳時，聯(lián)切部分非重要負荷，防止另一臺主變過載跳閘造成全停風(fēng)險.

（3）從長期考慮.應(yīng)盡快實現(xiàn)重載220 k V變的擴容、增容，才能從根本上避免開關(guān)誤跳產(chǎn)生的風(fēng)險.

4 結(jié)語

二次回路故障若引起開關(guān)（尤其是主要供電電源或主變高壓側(cè)開關(guān)）誤跳，有可能造成變電站的全停和正常設(shè)備的損壞，使電網(wǎng)承受巨大的風(fēng)險.由于二次回路的改進實施難度大，日常二次設(shè)備維護不能完全杜絕開關(guān)誤跳事故的發(fā)生.為此，本文提出運行方式合理安排等一次預(yù)控的方法.實踐證明，此方法可以有效降低和避免二次回路引起的開關(guān)誤跳風(fēng)險，為電網(wǎng)可靠供電提供了保障.