朱俊杰，李旭東

（上海市電力公司檢修公司，上海 200063）

500 kV練塘站是上海電網(wǎng)的重要樞紐變電站，是特高壓三華同步電網(wǎng)以及三滬直流在上海的落腳點。練塘站主要有3個電壓等級：500 kV、220 kV和35 kV。500 kV采用3/2斷路器接線，共有9串，目前有6回出線(楓涇2回、亭衛(wèi)2回、泗涇2回)和2組主變。其中楓練5107線(以下簡稱5107線)和楓塘5117線(以下簡稱5117線)分別位于第4串和第5串，這2回出線承擔楓涇—練塘潮流輸送，是練塘站目前的主要電源線。

2011-03-12和2011-03-30，由于一次設備原因，5107線和5117線相繼發(fā)生單相永久性接地故障，保護動作行為正確，自動化后臺顯示無誤。隨后，該變電站對該事故進行總結，發(fā)現(xiàn)2次事故性質雖然相同(僅僅只是故障相別不同，前者為B相，后者為C相)，但在開關保護動作方面存在明顯差異。即使對于同一事故，如5117線路C相跳閘，故障錄波器和保護裝置所錄波形也存在明顯矛盾。以上種種，值得運行人員對這2次事故進行深入分析和比較。

1 開關保護的跟跳

1.1 動作行為差異

5107線路對應的中開關為5042，5117線路對應的中開關為5052，均采用南瑞繼保公司的PCS-921開關保護裝置。2次事故發(fā)生時，對應中開關保護的動作行為如圖1和圖2所示?？梢钥闯?，5107線發(fā)生B相故障時，線路保護跳閘后，開關保護并未跟跳故障相；5117線發(fā)生C相故障時，線路保護跳閘后，開關保護瞬時跟跳故障相(圖2圈中所示)。

1.2 動作行為比較和分析

開關保護單相跟跳需同時滿足3個條件(見圖3)：(1)故障相跳閘開入；(2)同一時刻，故障相電流大于門檻值；(3)跟跳本開關軟壓板投入。根據(jù)5042和5052開關保護整定單，兩者的軟壓板均投入。故初步判斷：上述2次事故情況下，是否滿足條件2，或有不同。

圖1 5042開關保護動作情況

圖2 5052開關保護動作情況

圖3 開關保護單相跟跳邏輯

分別對5042和5052開關保護裝置內部波形圖進行調取和分析，發(fā)現(xiàn)在事故時刻，5042開關故障相(B相)電流為0.35 A，5052開關故障相(C相)電流為0.649 A。開關相電流啟動的整定值均為0.4 A，前者未達到整定值，而后者超過整定值，故5052開關保護C相瞬時跟跳，5042開關保護不跟跳。

2 故障波形錄入問題及解決對策

2.1 錄波波形相互矛盾

5117線路事故中，故障錄波器所錄波形顯示5052開關C相分閘位置在前，開關保護跳閘在后，如圖4圈中所示。

圖4 5117線路故障錄波器波形

5052開關保護裝置所錄波形顯示，開關保護跳閘在前，C相分閘位置在后(如圖5圈中所示)。

圖5 5052開關保護裝置所錄波形

顯然，對于同一事故的先后順序，圖4和圖5存在根本矛盾。對此矛盾，運行人員及時與廠家研發(fā)人員溝通，得出的解釋為：2張錄波圖中開關保護的含義不完全一致。前者是開關保護已出口至線路故障錄波器；后者只是開關保護內部邏輯溝通，尚未經(jīng)繼電器出口，因此5052開關保護跳閘命令顯得似乎更快。

2.2 故障錄波器的頻繁啟動

5107線事故跳閘后，調閱故障錄波器錄波文件，發(fā)現(xiàn)故障錄波器頻繁啟動、錄波，在事故跳閘后已經(jīng)生成了數(shù)百個錄波文件。由于故障錄波器最多只能存儲100個文件，當超過100個文件時，會自動覆蓋最前面的錄波文件。事故時刻的故障錄波文件已被后續(xù)文件所覆蓋。

經(jīng)分析，故障錄波器頻繁啟動錄波的原因是：楓涇2線和亭衛(wèi)2線在同一鐵塔上，當同塔4回線中的任意一線路停役時，其他運行線路會在其周圍產(chǎn)生較大的感應電壓，且感應電壓三相不平衡，會產(chǎn)生較大的零序電壓。5107線發(fā)生事故跳閘后，故障錄波器上顯示的零序電壓為27 V，大于啟動整定值(16 V)。

為避免此類異常再次發(fā)生，在征得上級同意后，現(xiàn)場采取臨時措施，將4回線路PT的零序電壓壓板停用。因此，2011-03-30，當5117線事故跳閘時，故障錄波器沒有發(fā)生頻繁啟動，運行人員成功調取故障波形圖。隨后，經(jīng)華東網(wǎng)調同意，將500 kV線路故障錄波器零序電壓啟動錄波的功能禁止，同時，用上述4回線路PT的零序電壓壓板。

2.3 網(wǎng)絡通信堵塞

練塘站是上海電網(wǎng)中首個在間隔層與站控層之間采用IEC61850標準通信的500 kV變電站。站內所有保護設備、測控設備、保護子站、自動化后臺之間均通過基于IEC61850的雙星形以太網(wǎng)快速通信；故障錄波器之間單獨組網(wǎng)，也是通過IEC61850與保護子站通信。因此，通過保護子站，運行人員不僅可以直接調取保護裝置的動作情況，還可以調取故障錄波器的錄波文件，大大提高了在異常和事故情況下的應急響應速度。

然而，實際情況卻和上述設想不一致。第1次事故中(5107線路跳閘)，保護子站無法調取相關信息。經(jīng)分析，主要原因為：

(1) 故障錄波器頻繁啟動，產(chǎn)生大量錄波文件，并上傳至保護子站。同時，保護裝置也上傳事故報文，造成網(wǎng)絡通信堵塞；

(2) 保護子站硬件處理水平和報文解析能力欠佳，造成故障時刻裝置死機。

針對此問題，該變電站從2方面著手改進。一方面要求廠家及時升級保護子站的硬件、軟件，另一方面制定保護子站的日常巡視制度。規(guī)定每天必須從保護子站中調取現(xiàn)場保護裝置及故障錄波器的相關信息，由此確認保護子站與保護設備、故障錄波器之間通信無異常；同時，也可確認裝置本身工況良好。

采取上述措施后，第2次事故中(5117線路跳閘)，運行人員通過保護子站快速調取到了相關故障波形。

2.4 保護裝置的故障錄波

事故發(fā)生時，運行分析應當以故障錄波器所錄波形為主，而保護裝置內部錄波波形對于事故分析則起著重要參考作用。

5107線路跳閘時，第2套線路保護裝置PRS753B正確動作，動作報告亦十分清晰，但事故后卻查不到相應的故障錄波記錄。針對此異常，對保護裝置錄波原理進行分析后發(fā)現(xiàn)，在保護裝置保護啟動時會立即啟動錄波，當保護第3次動作或者啟動元件返回時，滿足錄波結束條件，生成并保存錄波文件；如不滿足錄波結束條件，則錄波流程不結束，繼續(xù)等待。

經(jīng)現(xiàn)場確認，保護裝置啟動元件返回條件中含有零序電壓判據(jù)，即零序電壓>5 V時，啟動元件不返回。由于5107線路在故障切除后，仍有較大零序電壓(大于5 V)，啟動元件無法返回，錄波結束條件不滿足，錄波文件暫不生成，處在“等待結束”狀態(tài)。

利用廠家專用軟件調取裝置動作情況后，可以看出：保護裝置啟動元件在故障發(fā)生4天后(3月16日)才返回，并生成錄波文件。5107線路恰恰是4天后改為線路檢修狀態(tài)的，此時，顯然滿足零序電壓<5 V的條件，啟動元件返回，錄波結束條件滿足，生成錄波文件。

由于此問題比較隱蔽，且有賴于專用軟件調取，給事故后的分析帶來不便，故要求廠家對該裝置進行改進。

3 結束語

通過對練塘站2起由于設備原因引起的同一性質的線路跳閘事故的分析和比較，得出結論：在對此類事故進行分析時，應從開關保護跟跳、故障錄波、網(wǎng)絡通信等方面著手，并緊密結合設備運行的實際狀況作出判斷，以便準確分析事故原因，從而提高事故后的應急響應速度。