祁彥威

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司韶關(guān)供電局）

0 引言

變電站10kV 線路承擔(dān)著周圍片區(qū)的負(fù)荷供電，10kV 饋線開關(guān)多采用室內(nèi)開關(guān)柜形式，保護(hù)測(cè)控裝置分散式布置在各自的開關(guān)柜面板上。10kV 高壓室多布置在一樓，室內(nèi)同時(shí)布置有一次電纜溝和二次電纜溝，容易導(dǎo)致潮氣聚集，設(shè)備運(yùn)行環(huán)境惡劣，近年來雖然已在高壓室安裝了空調(diào)設(shè)施，極大改善了室內(nèi)環(huán)境，但設(shè)備仍處在逐漸老化狀態(tài)。近幾年廣東電網(wǎng)開展了大量的變電站10kV 接地方式改造為小電阻接地方式，10kV 線路發(fā)生接地故障時(shí)開關(guān)也跳閘，開關(guān)跳閘的次數(shù)大量增加，越級(jí)跳閘次數(shù)也呈上升趨勢(shì)。線路發(fā)生故障時(shí)，由于斷路器拒動(dòng)、保護(hù)拒動(dòng)或保護(hù)整定值不匹配造成本級(jí)斷路器不動(dòng)作，引起上級(jí)斷路器跳閘，擴(kuò)大了停電范圍和故障影響，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失［1］。

保護(hù)壓板本身連接的可靠性在開關(guān)跳閘回路中非常重要，直接關(guān)系著開關(guān)能否正確動(dòng)作，現(xiàn)階段對(duì)運(yùn)行中10kV 保護(hù)壓板的監(jiān)視、檢查手段不足，本文通多對(duì)一起10kV 開關(guān)越級(jí)跳閘進(jìn)行分析，優(yōu)化了開關(guān)越級(jí)跳閘的處置方法，提出了防止壓板連接異常導(dǎo)致開關(guān)拒動(dòng)的有效手段。

1 事件簡(jiǎn)述

110kV 某站110kV 雙母并列運(yùn)行、兩臺(tái)主變分別供兩段10kV 母線，10kV 雙母分列運(yùn)行。正常運(yùn)行方式下，#1 主變變高1101 開關(guān)、#2 主變變高1102 開關(guān)在合位。10kV 母聯(lián)500 開關(guān)處于熱備用狀態(tài)，10kV 母聯(lián)500 開關(guān)備自投投入，#1 主變變低501 開關(guān)在合位，#2 主變變低502 開關(guān)在合位，10kV I 段、II 段母線通過站變兼接地變經(jīng)小電阻接地。

某日05 時(shí)18 分14 秒，110kV 某站10kV F10 佰易線發(fā)生接地故障，零流故障二次電流8.121A（定值0.95A），10kV F10 佰易線零流I 段保護(hù)正確動(dòng)作，保護(hù)裝置、站內(nèi)監(jiān)控后臺(tái)均無510 開關(guān)變位信息。05 時(shí)18 分15 秒#1 站變兼接地變高零流1 時(shí)限動(dòng)作，故障電流1.35A（定值0.24A），跳500 開關(guān)（正常運(yùn)行時(shí)500 開關(guān)在分位），閉鎖備自投，持續(xù)2.929s 后（定值2.5s），高零流2 時(shí)限動(dòng)作，故障電流1.32A，跳開#1 主變變低501 開關(guān)，10kV IM 失壓。故障點(diǎn)簡(jiǎn)圖如圖1 所示。

圖1 故障點(diǎn)簡(jiǎn)圖

2 事故處理經(jīng)過

05 時(shí)20 分，調(diào)度通知變電運(yùn)行人員110kV 某站10kV 1M 母線失壓，10kV#1 變低501 開關(guān)跳閘。

運(yùn)行人員于05 時(shí)49 分到站，檢查后臺(tái)監(jiān)控信息發(fā)現(xiàn)，調(diào)度已于05 時(shí)31 分55 秒調(diào)控遙控分開1M出線所有開關(guān)；05 時(shí)36 分5 秒，調(diào)度遙控合閘501開關(guān)，10kV 1M 恢復(fù)送電；05 時(shí)43 分調(diào)度恢復(fù)除F10 以外所有1M 饋線送電。

運(yùn)行人員做好防護(hù)措施后，重點(diǎn)檢查高壓室F10 開關(guān)柜保護(hù)動(dòng)作情況、#1 站變兼接地變保護(hù)動(dòng)作情況、以及#1 主變外觀。檢查各開關(guān)柜以及饋線保護(hù)動(dòng)作情況，對(duì)開關(guān)本體及柜體進(jìn)行檢查，未發(fā)現(xiàn)設(shè)備損壞及放電痕跡，開關(guān)手車及柜體溫度正常且沒有異味存在，二次壓板投入正常，一次設(shè)備未見明顯異?！，F(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)05 時(shí)29 分16秒10kV F10 佰易線保護(hù)裝置零流I 段動(dòng)作，隨后重合閘動(dòng)作，05 時(shí)13 分03 秒#1 站變兼接地變保護(hù)動(dòng)作，兩者動(dòng)作時(shí)間相差16min，與后臺(tái)監(jiān)控機(jī)實(shí)際動(dòng)作時(shí)間存在較大誤差，由于該站GPS 故障，導(dǎo)致各裝置對(duì)時(shí)不準(zhǔn)確。此外，檢查監(jiān)控后臺(tái)機(jī)時(shí)，只有調(diào)度遙控?cái)嚅_的變位信號(hào)，同時(shí)后臺(tái)信號(hào)混亂及時(shí)間多處誤差較大，對(duì)異常的分析判斷產(chǎn)生干擾，通過后臺(tái)核查，未查到F10 保護(hù)動(dòng)作后的開關(guān)變位信號(hào)。故立即聯(lián)系配調(diào)，申請(qǐng)對(duì)F10 佰易線進(jìn)行轉(zhuǎn)負(fù)荷，將510 開關(guān)轉(zhuǎn)檢修，進(jìn)一步進(jìn)行檢查。

3 事件分析

3.1 保護(hù)動(dòng)作時(shí)序圖

保護(hù)動(dòng)作過程詳細(xì)時(shí)序如表1 所示。

表1 保護(hù)動(dòng)作過程時(shí)序表

3.2 10kV F10佰易線動(dòng)作分析

10kV F10佰易線保護(hù)相關(guān)定值如表2。

表2 10kV F10佰易線保護(hù)相關(guān)定值表

10kV F10 佰易線保護(hù)裝置動(dòng)作報(bào)告如圖2（現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)時(shí)鐘有誤差）。

圖2 佰易線保護(hù)裝置動(dòng)作報(bào)告

根據(jù)保護(hù)裝置動(dòng)作報(bào)文（圖2）及10kV F10佰易線定值可知，10kV F10 佰易線發(fā)生接地故障，零序電流8.121A（一次值324.8A）超過零流I 段保護(hù)定值0.95A（一次值38A），1.009s 后零流I 段動(dòng)作，510 開關(guān)未斷開，10.65s 后重合閘動(dòng)作（此時(shí)重合閘由保護(hù)啟動(dòng)）。由以上分析可知，10kV F10 佰易線保護(hù)正確動(dòng)作。

3.3 #1站變兼接地變保護(hù)動(dòng)作分析

#1站變兼接地變保護(hù)相關(guān)定值如表3。

表3 #1站變兼接地變保護(hù)相關(guān)定值表

#1站變兼接地變動(dòng)作報(bào)告如圖3所示。

圖3 #1站變兼接地變保護(hù)動(dòng)作報(bào)告

根據(jù)保護(hù)動(dòng)作報(bào)文（圖3）及#1 站變兼接地變保護(hù)定值可知，流經(jīng)#1 站變兼接地變的零序故障電流1.35A（一次值270A）達(dá)到高零流1 時(shí)限動(dòng)作定值（0.24A，一次值47A），跳500 閉鎖備自投。故障持續(xù)2.929s后，達(dá)到高零流2時(shí)限動(dòng)作定值，#1站變兼接地變動(dòng)作跳開501開關(guān)?？梢耘袛?0kV F10保護(hù)動(dòng)作后故障沒有隔離，#1站變兼接地變保護(hù)動(dòng)作1時(shí)限閉鎖500 開關(guān)備自投，2 時(shí)限跳開#1 變低501 開關(guān)，完成故障隔離。

3.4 10kV母聯(lián)備自投動(dòng)作分析

根據(jù)#1站變兼接地變動(dòng)作報(bào)文（圖3）及#1站變兼接地變保護(hù)定值（表3）可知，#1 站變兼接地變高零流1 時(shí)限保護(hù)動(dòng)作（定值0.24A，2s）跳500 開關(guān)，并閉鎖10kV母聯(lián)備自投，故10kV母聯(lián)備自投保護(hù)裝置正確不動(dòng)作。

3.5 控制回路檢查分析

后臺(tái)信息報(bào)文信息，如圖4 所示。05 時(shí)26 分55秒，調(diào)度遙控10kV F10 佰易線510 開關(guān)，510 開關(guān)斷開，分閘成功，510 開關(guān)分位變位正常。說明遙控涉及的跳閘回路正常。

圖4 后臺(tái)監(jiān)控機(jī)10kV F10佰易線510開關(guān)遙控報(bào)文信息

從開關(guān)跳閘回路分析，遙控分合開關(guān)正常、保護(hù)跳閘后無法出口，可能性只有保護(hù)跳閘接點(diǎn)或者跳閘出口壓板出現(xiàn)異常。

3.6 10kV F10佰易線510開關(guān)保護(hù)調(diào)試分析

510 開關(guān)保護(hù)跳閘出口壓板連片接觸緊密，未發(fā)現(xiàn)松動(dòng)，但壓板氧化嚴(yán)重，使用萬用表對(duì)壓板測(cè)量通斷，接點(diǎn)不通。更換壓板后，重新將510 開關(guān)保護(hù)裝置的跳閘出口壓板、重合閘出口壓板投入。對(duì)佰易線510 開關(guān)保護(hù)裝置進(jìn)行數(shù)次故障模擬，保護(hù)都能夠正常動(dòng)作出口，510 開關(guān)實(shí)際跳閘并重合成功。模擬故障實(shí)際跳合閘出口期間，監(jiān)控信息顯示F10佰易線的動(dòng)作信息及開關(guān)變位信息正常，證明跳合閘回路正常，開關(guān)位置變化上送后臺(tái)正常。

為驗(yàn)證壓板接觸不良的可能性，現(xiàn)場(chǎng)把壓板拆下來檢查，發(fā)現(xiàn)在壓板連接片上有明顯銹跡（圖5~圖6），且兩端的電阻高達(dá)2KΩ。

圖5

圖6 10kV F10佰易線510開關(guān)柜保護(hù)跳閘出口壓板

3.7 10kV F10佰易線510開關(guān)動(dòng)作特性檢查

對(duì)510 開關(guān)柜本體及柜內(nèi)進(jìn)行檢查未發(fā)現(xiàn)設(shè)備損壞及放電痕跡，開關(guān)柜溫度正常及沒有異味。機(jī)構(gòu)無螺絲松動(dòng)、連桿脫落或者變形，二次線連接良好，分合閘半軸、分合閘彈簧無變形或脫落，傳動(dòng)桿上的潤(rùn)滑劑無凝固變硬，傳動(dòng)軸無銹蝕。510 開關(guān)手動(dòng)、電動(dòng)分合閘正常，動(dòng)作特性檢查正常，對(duì)跳閘線圈阻值進(jìn)行測(cè)量、開關(guān)動(dòng)作電壓進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果均正常。

3.8 開關(guān)拒動(dòng)原因

通過對(duì)10kV F10佰易線510保護(hù)裝置及監(jiān)控后臺(tái)信息進(jìn)行檢查，保護(hù)裝置運(yùn)行正常（圖7），沒有影響保護(hù)裝置正確動(dòng)作的異常信號(hào)（如“控制回路斷線”、“裝置異?！钡龋?。同時(shí)后臺(tái)沒有510 開關(guān)變位信號(hào)，證明510開關(guān)保護(hù)動(dòng)作后開關(guān)沒有跳閘。

圖7 故障發(fā)生前監(jiān)控后臺(tái)信息

綜上分析，由于該站保護(hù)測(cè)控裝置運(yùn)行年限長(zhǎng)，壓板存在氧化現(xiàn)象，造成跳閘回路接觸不良，從而造成開關(guān)無法跳閘，#1站變兼接地變保護(hù)動(dòng)作1時(shí)限閉鎖分段500 開關(guān)備自投，2 時(shí)限跳開變低501 開關(guān)，F(xiàn)10 線路保護(hù)動(dòng)作后10S 由保護(hù)動(dòng)作啟動(dòng)重合閘發(fā)出重合閘動(dòng)作命令信息。

4 建議

1）10kV 出線多，線路運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，容易受到外力的破壞，導(dǎo)致故障率高，因此確保10kV 線路故障時(shí)設(shè)備正確動(dòng)作就顯得尤為重要，包括保護(hù)裝置、開關(guān)設(shè)備等的正確動(dòng)作［2］，為防止再出現(xiàn)保護(hù)或者開關(guān)拒動(dòng)的情況，應(yīng)加快推進(jìn)壽命到期的保護(hù)設(shè)備綜自改造，提高設(shè)備的可靠性。

2）經(jīng)核查該站10kV 保護(hù)裝置連接片投運(yùn)已15年，保護(hù)連接片均已超出使用年限，對(duì)該站10kV 開關(guān)柜壓板進(jìn)行全面排查，發(fā)現(xiàn)大部分都存在不同程度的氧化情況，新發(fā)現(xiàn)4 條線路壓板接觸電阻超過300歐。對(duì)全局投運(yùn)超過10 年的開關(guān)柜壓板進(jìn)行核查，發(fā)現(xiàn)部分變電站壓板存在氧化現(xiàn)象，測(cè)量接觸電阻存在異常增大現(xiàn)象，根據(jù)分析排查情況已緊急對(duì)80 多座運(yùn)行年限較長(zhǎng)的變電站更換了開關(guān)柜出口壓板，避免了該類故障的大量發(fā)生，保證了電網(wǎng)供電的安全。

3）結(jié)合日常巡視，加強(qiáng)站內(nèi)的設(shè)備檢查，在雷雨及潮濕天氣時(shí)，及時(shí)將空調(diào)設(shè)置為抽濕模式，改善設(shè)備運(yùn)行環(huán)境，減免設(shè)備受潮率。

4）結(jié)合巡視對(duì)10kV 保護(hù)裝置進(jìn)行一次全面檢查，核對(duì)保護(hù)定值是否正確，核對(duì)壓板是否正確投退并緊固良好，發(fā)現(xiàn)存在氧化情況的及時(shí)申請(qǐng)更換。

5）結(jié)合停電等具備出口壓板投退場(chǎng)合時(shí)，斷開開關(guān)控制電源，采用萬用表對(duì)壓板接觸電阻進(jìn)行測(cè)量，確保壓板連接合格，對(duì)功能壓板通過查看保護(hù)裝置開入量確保壓板投入正常。

6）對(duì)新建保護(hù)裝置，在設(shè)計(jì)、招投標(biāo)時(shí)明確采用具備壓板監(jiān)測(cè)功能的壓板的具體要求。

7）針對(duì)10kV線路越級(jí)跳閘，處理過程中需要及時(shí)與調(diào)度聯(lián)系，了解調(diào)度遙控操作了哪些開關(guān)，同時(shí)找出有保護(hù)動(dòng)作信息的線路，有利于故障的快速分析判斷，利于快速隔離故障并恢復(fù)無故障設(shè)備送電。

8）既有保護(hù)動(dòng)作信息又有重合閘動(dòng)作信息的保護(hù)動(dòng)作報(bào)文具有很強(qiáng)的迷惑性，處置時(shí)注意核查后臺(tái)監(jiān)控機(jī)查看該開關(guān)是否有動(dòng)作變位信息，從而快速排查出該開關(guān)是否是保護(hù)動(dòng)作而開關(guān)拒動(dòng)的情況。

9）處置時(shí)采集后臺(tái)數(shù)據(jù)并作初步分析，記錄故障發(fā)生時(shí)刻，查閱后臺(tái)異常信號(hào)、遙測(cè)數(shù)值以及遙信變位信息，檢查保護(hù)裝置動(dòng)作信息并打印故障錄波圖。初步分析故障性質(zhì)、范圍，迅速向調(diào)度報(bào)送故障現(xiàn)象、時(shí)間、保護(hù)信息并給出總體判斷結(jié)果。檢查現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)一步分析故障原因。檢查停電設(shè)備，初步分析斷路器是否正常，斷路器至線路出口有無故障。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢查情況進(jìn)行綜合分析，將分析結(jié)論匯報(bào)調(diào)度。確認(rèn)故障范圍并做好隔離措施。設(shè)法分開拒跳斷路器或其兩側(cè)的隔離開關(guān)，隔離故障設(shè)備，限制故障范圍擴(kuò)大。調(diào)整運(yùn)行方式恢復(fù)其余設(shè)備運(yùn)行。根據(jù)調(diào)度命令及現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行規(guī)程恢復(fù)母線及其他無故障線路。若跳閘原因是開關(guān)拒動(dòng)或定值不匹配，可先根據(jù)異常信息判斷具體線路并將其隔離，逐級(jí)送出母線和其他線路。若無法判明是哪條線路，則將所有出線開關(guān)改為冷備用狀態(tài)，根據(jù)調(diào)度命令將失電母線恢復(fù)運(yùn)行，逐一試送出線，直至查明故障并隔離［1］。這樣處置較為高效。

10）做好10kV 開關(guān)的保護(hù)動(dòng)作出口傳動(dòng)試驗(yàn)，做好10kV 開關(guān)柜的繼電保護(hù)的狀態(tài)檢驗(yàn)，加強(qiáng)10kV開關(guān)機(jī)構(gòu)的運(yùn)行維護(hù)水平，加強(qiáng)10kV 保護(hù)及開關(guān)的專業(yè)巡視以及隱患排查，充分利用10kV 開關(guān)停電機(jī)會(huì)，加強(qiáng)開關(guān)動(dòng)作特性測(cè)試和日常維護(hù)，確保10kV開關(guān)機(jī)構(gòu)運(yùn)行可靠。對(duì)由于線圈、機(jī)構(gòu)卡澀造成的越級(jí)跳閘事件，組織設(shè)備生產(chǎn)廠家深入分析，徹底查清缺陷原因，根據(jù)分析結(jié)果制定相應(yīng)的控制措施，從而減少10kV開關(guān)拒動(dòng)事件的發(fā)生。

5 結(jié)束語

110kV 某站10kV F10 佰易線在雷雨后發(fā)生零流I段故障，10kV F10 佰易線保護(hù)裝置正確動(dòng)作，但由于510 開關(guān)柜的跳閘出口壓板長(zhǎng)期暴露在濕潤(rùn)的空氣中，出現(xiàn)嚴(yán)重氧化導(dǎo)致接觸不良，510 開關(guān)未能跳開，故障點(diǎn)未能隔離；由#1 站變兼接地變保護(hù)正確動(dòng)作跳500開關(guān)，閉鎖備自投，并跳開變低501開關(guān)，成功隔離故障。