管 宇，岳全中，梁 斌

(國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司超高壓分公司，江蘇 南京 213000)

0 引言

2019 年，江蘇500 kV 及以上變電站變電設(shè)備跳閘故障31 起，其中開關(guān)設(shè)備跳閘故障有12 起，開關(guān)三相不一致保護(hù)動(dòng)作9 起，占比較大，2017年至2020 年上半年，近三年半開關(guān)三相不一致保護(hù)動(dòng)作跳閘共18 起。

分相操作機(jī)構(gòu)的斷路器出現(xiàn)三相不一致時(shí)(一相斷開或兩相斷開的非全相運(yùn)行狀態(tài))，系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生零序分量和負(fù)序分量，對(duì)反應(yīng)零序、負(fù)序分量的繼保裝置會(huì)產(chǎn)生影響，可能會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作。另外，零序電流會(huì)對(duì)附近通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾[1-2]。對(duì)于斷路器非全相運(yùn)行的問題需引起足夠重視，杜絕由于斷路器非全相運(yùn)行引起的系統(tǒng)事故或重大設(shè)備損壞事故。

1 斷路器本體三相不一致保護(hù)

1.1 保護(hù)原理

將斷路器A，B，C 三相的常閉、常開輔助接點(diǎn)分別并聯(lián)后再串聯(lián)，然后啟動(dòng)一個(gè)延時(shí)時(shí)間繼電器，當(dāng)斷路器出現(xiàn)三相位置不一致時(shí)，經(jīng)過時(shí)間延時(shí)，動(dòng)作啟動(dòng)出口繼電器，跳開斷路器三相。斷路器本體三相不一致保護(hù)為雙重化配置，動(dòng)作時(shí)間按大于開關(guān)單相跳開后等待單相重合閘的時(shí)間來整定。三相不一致保護(hù)原理及兩點(diǎn)接地跳A 相開關(guān)如圖1 所示。

圖1 三相不一致保護(hù)原理及兩點(diǎn)接地跳A 相開關(guān)

圖1 中K7 為三相不一致時(shí)間繼電器，Q7 為三相不一致出口繼電器，LP 為三相不一致保護(hù)投入壓板，S1 為復(fù)歸按鈕。正常運(yùn)行時(shí)，LP 壓板投入，當(dāng)出現(xiàn)三相不一致，如A 相分位，B，C 相合位時(shí)，通過常閉接點(diǎn)QF1A，常開接點(diǎn)QF1B，QF1C 構(gòu)成回路，時(shí)間繼電器K7 得電，K7-1 接點(diǎn)延時(shí)閉合，出口繼電器Q7 帶電，Q7-4 閉合自保持，跳三相。同時(shí)Q7-5 閉合發(fā)信號(hào)。

1.2 三相不一致保護(hù)動(dòng)作原因

三相不一致保護(hù)動(dòng)作的原因主要有以下幾點(diǎn)。

(1) 繼電器質(zhì)量問題。如三相不一致時(shí)間繼電器絕緣降低，其延時(shí)接點(diǎn)導(dǎo)通使跳閘出口繼電器誤動(dòng)作跳三相開關(guān)。

(2) 三相不一致保護(hù)分閘出口回路絕緣異常。如保護(hù)分閘出口電纜對(duì)地絕緣電阻為0 MΩ，同時(shí)發(fā)生直流正極接地時(shí)，將使跳閘線圈得電，開關(guān)誤跳閘。

(3) 機(jī)構(gòu)箱、匯控柜密封不良，端子排凝露使三相不一致出口接點(diǎn)導(dǎo)通。

（4）開關(guān)機(jī)構(gòu)異常。合閘線圈頂桿卡澀導(dǎo)致某相合閘失敗，啟動(dòng)三相不一致保護(hù)。

（5）直流系統(tǒng)一點(diǎn)接地，引起繼電保護(hù)裝置某相出口中間誤動(dòng)作跳開該相開關(guān)，啟動(dòng)三相不一致保護(hù)。

（6）其他原因。如某相總閉鎖繼電器通電后常開接點(diǎn)接觸不良，導(dǎo)致該相無法合閘，啟動(dòng)三相不一致保護(hù)。

2 事故分析

2.1 故障前運(yùn)行方式

500 kV 某變電站Z 線運(yùn)行， 5033 開關(guān)運(yùn)行，5021，5022，5031，5032 開 關(guān) 檢 修，X 線、Y 線線路檢修。事故跳閘前500 kV 某變電站系統(tǒng)接線如圖2 所示。

圖2 事故跳閘前500 kV 某變電站系統(tǒng)接線

2.2 故障經(jīng)過及檢查處理情況

2020-09-15 T15:15，運(yùn)維人員接到省調(diào)監(jiān)控通知:15:12，500 kV 5033 開關(guān)跳閘。

運(yùn)維人員檢查后臺(tái)SOE 信號(hào)，15:12:09.610 5033 開關(guān)A 相分閘，15:12:09.624 5033 開關(guān)事故信號(hào)，15:12:12.167 5033 開關(guān)三相不一致動(dòng)作，15:12:12.167 5033 開關(guān)B 相分閘，15:12:12.168 5033 開關(guān)C 相分閘。5033 開關(guān)三相不一致和事故信號(hào)光字牌亮。

隨后在500 kV 繼保室檢查5033 開關(guān)保護(hù)、Z線路兩套線路保護(hù)均無動(dòng)作信號(hào)。現(xiàn)場(chǎng)檢查確認(rèn)5033 開關(guān)三相跳開，開關(guān)匯控柜內(nèi)三相不一致信號(hào)燈亮，機(jī)構(gòu)箱內(nèi)無積水等異?，F(xiàn)象。

15:25，運(yùn)維人員向網(wǎng)調(diào)匯報(bào)現(xiàn)場(chǎng)檢查情況，原因待查。16:25，檢修人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)5033開關(guān)跳閘回路進(jìn)行檢查。18:50，經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)5033 開關(guān)匯控柜內(nèi)有電纜表皮破損，該破損電纜由5033 開關(guān)匯控柜至開關(guān)A 相機(jī)構(gòu)箱。經(jīng)絕緣測(cè)試，該電纜有2 根芯線為0 MΩ，其中一芯為正電源，另一芯為至A 相第一路分閘線圈。經(jīng)初步分析，電纜芯線有破損，同時(shí)由于陰雨天氣5033 開關(guān)匯控柜內(nèi)有潮氣，導(dǎo)致A 相出口回路接通引起開關(guān)A 相跳閘，并引起三相不一致動(dòng)作三跳。19:55，更換電纜備用芯，絕緣檢測(cè)合格，開關(guān)分合試驗(yàn)正常。20:29，5033 開關(guān)恢復(fù)正常送電。

2.3 5033 開關(guān)跳閘分析

5033 開關(guān) A 相跳開后未重合，站內(nèi)沒有故障，線路保護(hù)沒有動(dòng)作，開關(guān)保護(hù)沒有收到其他裝置發(fā)給它的重合閘指令。220 kV 保護(hù)有單相TWJ 動(dòng)作啟動(dòng)重合閘的功能，而500 kV 開關(guān)保護(hù)不具備此功能。5033 開關(guān)A 相開關(guān)跳開后，開關(guān)三相位置實(shí)際不一致，機(jī)構(gòu)箱內(nèi)三相不一致繼電器動(dòng)作，延時(shí)2.5 s 就地出口跳三相。

事故處理過程中，有直流接地信號(hào)發(fā)出，在絕緣監(jiān)測(cè)裝置上查找接地支路，與故障檢查中破損電纜芯線位置相符合，故障處理結(jié)束后信號(hào)自動(dòng)復(fù)歸。由于斷路器跳合閘控制電源采用直流，跳閘線圈接負(fù)極電源，當(dāng)跳閘線圈正電源側(cè)電纜芯和直流正電源電纜芯同時(shí)接地時(shí)，引起開關(guān)誤跳閘，且無任何跳閘指令發(fā)出，形成偷跳。

3 應(yīng)對(duì)措施

(1) 開關(guān)本體三相不一致保護(hù)采用的時(shí)間繼電器、跳閘出口繼電器等繼電器應(yīng)采用高可靠性、性能參數(shù)合格的產(chǎn)品。對(duì)誤碰易出口跳閘的繼電器加裝防碰罩。

(2) 加強(qiáng)戶外箱柜綜合治理，通過鋪裝自流平地坪、安裝熱交換機(jī)與透氣窗、更換密封條等措施，來保證箱柜防潮防凝露功能完好。運(yùn)維人員結(jié)合全面巡視定期開箱檢查。

(3) 新設(shè)備驗(yàn)收和運(yùn)行設(shè)備檢修時(shí)應(yīng)重點(diǎn)檢查三相不一致保護(hù)相應(yīng)繼電器的動(dòng)作電壓、絕緣電阻、動(dòng)作時(shí)間以及同一根二次回路電纜中正電源與跳閘線芯間的絕緣電阻。同時(shí)，應(yīng)對(duì)箱體內(nèi)二次端子進(jìn)行全面檢查，對(duì)松動(dòng)的進(jìn)行緊固。

(4) 斷路器本體三相不一致優(yōu)化改造后驗(yàn)收需驗(yàn)證兩組三相不一致回路不存在寄生回路。每組三相不一致保護(hù)分相動(dòng)作及相關(guān)信號(hào)正確。

(5) 變電站內(nèi)如果有“兩票”工作，檢修工作同屏內(nèi)運(yùn)行設(shè)備的裝置、壓板、空開、切換開關(guān)、端子排都要做安措。嚴(yán)防因站內(nèi)工作誤碰誤跳運(yùn)行開關(guān)。

(6) 加強(qiáng)二次回路絕緣監(jiān)測(cè)，防止繼電保護(hù)二次回路直流一點(diǎn)接地引發(fā)500 kV 開關(guān)偷跳啟動(dòng)三相不一致保護(hù)。

4 結(jié)束語(yǔ)

為遏制當(dāng)前開關(guān)三相不一致保護(hù)繼電器及相應(yīng)回路缺陷頻發(fā)態(tài)勢(shì)，需要積極開展設(shè)備隱患治理，進(jìn)一步加強(qiáng)變電主設(shè)備附屬箱體及二次回路檢修質(zhì)量管控工作，嚴(yán)格把關(guān)設(shè)備選型、安裝、調(diào)試、驗(yàn)收以及日常運(yùn)維工作，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。