曾招輝

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司梅州供電局，廣東 梅州 514021）

0 引 言

變電站繼電保護(hù)正確動(dòng)作時(shí)快速切除故障，是防止事故擴(kuò)大、保障供電可靠的有效手段。實(shí)際運(yùn)行中，變電站保護(hù)拒動(dòng)尤其是低電壓等級(jí)設(shè)備的保護(hù)拒動(dòng)時(shí)有發(fā)生。發(fā)生的原因有多種，其中因直流系統(tǒng)問題引起裝置異常失去保護(hù)是一種情況。

1 事件經(jīng)過

2019年9月某日，調(diào)度通知某110 kV變電站10 kV分段500、#1主變變低501開關(guān)跳閘，10 kV 1M母線失壓。運(yùn)行人員到現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)：10 kV分段500保護(hù)動(dòng)作跳開500開關(guān)，#1主變低后備保護(hù)動(dòng)作跳開501開關(guān)；10 kV大壩甲線P51保護(hù)動(dòng)作，P51開關(guān)合位，跳閘失敗，保護(hù)裝置告警燈亮，過流I段、過流II段、過流III段紅燈亮。

檢查保護(hù)動(dòng)作過程如下：18:01:38.201，#1主變低后備保護(hù)啟動(dòng)動(dòng)作；18:01:38.593，10 kV分段500保護(hù)啟動(dòng)動(dòng)作；18:01:38.598，10 kV大壩甲線P51保護(hù)啟動(dòng)動(dòng)作；18:01:38.660，10 kV大壩甲線P51過流I段動(dòng)作；18:01:38.890，10 kV大壩甲線P51過流II段動(dòng)作；18:01:39.171，10 kV大壩甲線P51過流III段動(dòng)作；18:01:41.033，10 kV分段500過流I段動(dòng)作；18:01:41.083，10 kV分段500過流I段動(dòng)作返回；18:01:41.146，#1主變低后備過流速斷動(dòng)作；18:01:41.221，#1主變低后備過流速斷動(dòng)作返回；18:01:41.583，10 kV大壩甲線P51過流I段動(dòng)作返回；18:01:41.608，10 kV大壩甲線P51過流II段動(dòng)作返回；18:01:41.630，10 kV大壩甲線P51過流III段動(dòng)作返回。

由保護(hù)動(dòng)作信息可知：線路發(fā)生故障后，該變電站10 kV大壩甲線P51過流I段、II段、III段均動(dòng)作，開關(guān)未跳開，故障未切除；達(dá)到10 kV分段500過流I段動(dòng)作延時(shí)（0.4 s）后，保護(hù)動(dòng)作跳開500開關(guān)，達(dá)到#1主變低后備過流速斷保護(hù)延時(shí)（0.7 s），保護(hù)動(dòng)作跳開501開關(guān)。根據(jù)動(dòng)作過程分析，10 kV大壩甲線P51開關(guān)拒動(dòng)，導(dǎo)致10 kV分段500、#1主變變低501開關(guān)越級(jí)跳閘，10 kV 1M母線失壓。某變電站10 kV系統(tǒng)接線，如圖1所示。

圖1 某變電站10 kV系統(tǒng)接線

2 原因分析

10 kV大壩甲線P51在故障發(fā)生過程中開關(guān)拒動(dòng)，一種可能原因是開關(guān)機(jī)構(gòu)問題。因開關(guān)本體機(jī)構(gòu)卡死或者跳閘線圈損壞，在通電時(shí)無法起到作用使開關(guān)跳開。經(jīng)檢修專業(yè)人員檢查，開關(guān)機(jī)構(gòu)良好，無卡澀現(xiàn)象；進(jìn)行開關(guān)特性測(cè)試，跳閘線圈動(dòng)作特性合格。另一種可能原因是線路發(fā)生故障時(shí)保護(hù)裝置已動(dòng)作，但無法出口或者跳閘出口脈沖無法傳送至跳閘線圈。檢查開關(guān)柜跳閘出口壓板正常投入、無銹蝕，跳閘回路接線無松動(dòng)，測(cè)量保護(hù)裝置跳閘接點(diǎn)前后端子電位正確，因此排除保護(hù)裝置以外的回路問題。

檢查10 kV大壩甲線P51保護(hù)裝置告警信息，裝置顯示“開出異?！眻?bào)文。該保護(hù)裝置型號(hào)為國(guó)電南自PSL691，該型號(hào)保護(hù)裝置在重啟自檢過程中，工作電源輸出不穩(wěn)（低于18 V，繼電器工作電源24 V）和出口繼電器故障的情況下發(fā)“開出異?！备婢?，裝置告警燈亮，發(fā)告警信號(hào)、閉鎖保護(hù)，保護(hù)動(dòng)作將無法出口，如圖2所示。在裝置發(fā)“開出異?！备婢螅词寡b置電源恢復(fù)正常，也只能通過重啟保護(hù)裝置才能復(fù)歸此信號(hào)。同時(shí)，運(yùn)行人員反映，后臺(tái)遙控跳10 kV 1M母線間隔開關(guān)失敗，只能通過五防鑰匙在10 kV開關(guān)柜就地跳開開關(guān)。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，10 kV 1M母線間隔（線路、電容器、站用變）所有保護(hù)測(cè)控裝置告警并報(bào)“開出異?！?，重啟保護(hù)裝置告警信號(hào)消失，遙控開關(guān)正常。

圖2 保護(hù)開出異常報(bào)文

對(duì)10 kV大壩甲線P51保護(hù)裝置進(jìn)行補(bǔ)充檢驗(yàn)。經(jīng)檢驗(yàn)，在保護(hù)裝置開出異常、裝置重啟前，保護(hù)采樣正常，動(dòng)作邏輯均正確，但在傳動(dòng)開關(guān)的試驗(yàn)中開關(guān)無法跳閘。重啟裝置復(fù)歸“開出異常”信號(hào)后，再次進(jìn)行保護(hù)傳動(dòng)開關(guān)試驗(yàn)，開關(guān)正確跳合閘，保護(hù)動(dòng)作出口正常。因此，保護(hù)拒動(dòng)的原因是保護(hù)裝置開出異常，導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作及遙控均無法出口。

3 直流系統(tǒng)對(duì)保護(hù)的影響

根據(jù)保護(hù)裝置“開出異?！眻?bào)文記錄的時(shí)間，在后臺(tái)監(jiān)控檢查相關(guān)信號(hào)時(shí)發(fā)現(xiàn)，異常信號(hào)報(bào)出時(shí)，該變電站#1直流系統(tǒng)發(fā)生瞬時(shí)異常，導(dǎo)致變電站內(nèi)部分保護(hù)、測(cè)控等裝置失電。經(jīng)查，當(dāng)日站內(nèi)開展#1直流系統(tǒng)充電輸出開關(guān)更換工作，工作過程中造成#1直流系統(tǒng)饋電母線+KM短時(shí)失電。在+KM電壓恢復(fù)過程中，#1直流母線電壓產(chǎn)生波動(dòng)。10 kV 1M母線間隔保護(hù)裝置電源取自#1直流母線，因而裝置電源發(fā)生了瞬時(shí)異常，導(dǎo)致裝置重啟且電源輸出不穩(wěn)，最終發(fā)生“開出異常”告警信號(hào)并閉鎖保護(hù)。因此，直流系統(tǒng)異常及保護(hù)裝置開出異常的特定判據(jù)，是線路在故障時(shí)保護(hù)拒動(dòng)以致越級(jí)跳閘的關(guān)鍵因素。

直流系統(tǒng)在變電站中為監(jiān)控、遠(yuǎn)動(dòng)、繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置、控制回路、信號(hào)回路等提供直流電源[1]。直流系統(tǒng)可靠與否，對(duì)變電站的安全運(yùn)行起著關(guān)鍵作用。直流系統(tǒng)的異常情況如直流母線失壓、直流系統(tǒng)接地或絕緣下降等，或許在異常發(fā)生時(shí)沒有造成損失或引起一次系統(tǒng)異常，但在一次系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)可能導(dǎo)致保護(hù)拒動(dòng)、在直流系統(tǒng)亮點(diǎn)接地時(shí)開關(guān)誤動(dòng)或留下隱患。直流系統(tǒng)的蓄電池也非常重要，蓄電池容量不足將在失去站用交流電源時(shí)影響保護(hù)的動(dòng)作行為。

按照反事故措施要求，直流系統(tǒng)任何情況下不得無蓄電池運(yùn)行，以防站內(nèi)交流失壓情況時(shí)失去直流電源，進(jìn)而導(dǎo)致繼電保護(hù)裝置與控制回路被迫停運(yùn)。35 kV及以上變電站內(nèi)保護(hù)設(shè)備電源必須采用直流供電，避免交流系統(tǒng)故障時(shí)供電系統(tǒng)異常導(dǎo)致保護(hù)拒動(dòng)。此外，保護(hù)裝置的直流電源插件運(yùn)行不應(yīng)超過8年。

4 防范和整改措施

（1）組織排查各變電站同型號(hào)同系列保護(hù)裝置情況，完善發(fā)生此類異常時(shí)的信號(hào)上送，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)裝置異常情況并處理；（2）在直流系統(tǒng)定檢、消缺等工作結(jié)束以及發(fā)生異常后，對(duì)全站保護(hù)測(cè)控裝置等二次設(shè)備進(jìn)行檢查；（3）加強(qiáng)直流系統(tǒng)維護(hù)，關(guān)注各個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)備的健康水平，及時(shí)消除直流系統(tǒng)缺陷。

5 結(jié) 論

變電站直流系統(tǒng)對(duì)于保護(hù)來說至關(guān)重要，直接影響保護(hù)裝置能否正確動(dòng)作。做好直流系統(tǒng)的日常維護(hù)工作，對(duì)變電站保護(hù)裝置正確動(dòng)作、快速切除故障和保障系統(tǒng)穩(wěn)定具有重要意義。同時(shí)，熟悉現(xiàn)場(chǎng)的保護(hù)裝置，做好信號(hào)監(jiān)視，及時(shí)處理裝置異常，是避免事件發(fā)生的有效手段。