一起220kV開關故障引發的母差動作分析和處理

付育穎 王 浩

（1.石家莊供電公司檢修實驗二區 河北 石家莊 050500；2.華能國際電力股份有限公司上安電廠 河北 石家莊 050310）

1 事故經過

7月30日16時10分，某電廠網控值班員匯報：220KV升壓站安銅II線284開關控制盤光字牌發 “SF6壓力低I值”、“SF6壓力低II值”和“跳閘線圈I和II故障”報警，就地檢查284開關B相SF6壓力表指示為零，經確認為284開關B相防爆膜爆裂。16時34分按調度令將2#機組212開關拉開緊急停機。16時35分，284開關B相由于SF6氣體泄漏導致絕緣降低，閉鎖分閘，開關內部擊穿后引起220kVII母線兩套母差保護動作，跳開II母線282線路開關、284線路開關、2#啟備變2134開關、201母聯開關，造成安羅I線282線路對側羅莊變電站線路跳閘。經事故后調查，確認兩套母差保護均正確動作。

2 事故前運行方式

故障前，220KV升壓站為正常運行方式，I母線帶 211、281、283、285、2112、2156 開關運行，II母線帶 212、282、284、2134 開關運行，286開關由于線路檢修停運，母聯201開關運行，202開關及旁路母線備用。其中2#機組AGC控制方式，負荷202MW，A、B、C磨組運行，A、B汽泵運行，電動給水泵備用。

3 原因檢查及分析

220kV升壓站284開關故障引起母差動作，屬于典型的開關拒動造成上一級保護動作事故[1]。為查明原因，在事故發生后繼保人員及時趕到現場，檢查和分析了保護動作保護和錄波報告。

從現場檢查結果來看，本次安銅II線284開關故障引起母差動作，直接原因在于284開關SF6壓力低引起開關拒分，不能及時跳開故障開關，導致284開關所在母線動作，造成安羅I線282對側變電站線路跳閘不能重合。284故障時線路電流的錄波圖如圖1所示。

圖1 故障時284線路電流

圖1中明顯可以看出，284開關B相發生故障后B相的電流升高、電壓降低，發生故障大約60ms時零序電流升高，故障開關未被跳開隔離。

上安220kV升壓站共13臺開關，其中10臺開關為意大利馬格里尼落地罐式MHMe-1D型SF6斷路器，設計SF6運行壓力6.0bar，安全盤銘牌壓力為9.5bar，實際運行壓力為5.5bar，其中283開關、284開關分別于2007、2008年返廠大修后廠家將SF6壓力提高到6.0 bar，事故發生前巡視檢查284開關SF6壓力為6.0bar，在正常壓力之內。

上安220kV馬格里尼開關自1987年投運后運行已近20多年，開關暴露于室外，SF6氣體防爆膜常年接觸高溫高濕環境，加之所有開關處于鈣鎂粉塵重污染區，分析存在腐蝕強度下降現象，最終老化后破裂。

284開關B相防爆膜破裂后，SF6氣體表壓至零，加之事故發生時雨后空氣濕度大，開關內部絕緣性能下將，造成擊穿，引起II母線母差保護動作。兩套母差保護裝置動作報告如圖2（a）、（b）。

圖2 （a）BP2B母線保護裝置動作報告

圖2 （b）RCS915AB母線保護裝置動作報告

圖 2（a）、（b）分別是兩套母線保護動作的報告，從圖 2（a）中可以看出II母動作后，所有II母上的212、282、284、2134開關全部跳開，286由于開關檢修所以為跳位。（b）中顯示5ms母差動作，20ms時先跳開母聯開關，隨后在22ms時II母上所有開關跳開。兩套母線保護裝置均正確動作。造成這次II母動作，主要是由于284開關在B相防爆膜破裂（如圖3所示）后，導致SF6壓力低至零，造成284開關拒分閘。

4 防范措施

圖3 破損的防爆膜

4.1 現場所做防范措施

4.1.1 對283、284開關（返廠大修后）的SF6氣體降壓運行，由目前的6.0bar降至 5.5bar。

4.1.2 立即檢查母聯201開關的防爆膜，若不能確保其安全運行，則申請中調停運201開關。

4.1.3 對220kV升壓站做全面檢查，重點對防爆膜檢查。鑒于此種型號開關廠家已不再生產，防爆膜已無法采購備件，繼續咨詢國內外開關廠家，尋找或定做替代產品。

4.1.4 對220KV升壓站開關防爆膜防護罩周邊涂覆醫用凡士林進行密封，減少外部環境的侵蝕。

4.1.5 對升壓站母差、線路等保護進行全面檢查，加強巡檢、維護力度，確保類似事件發生時保護正確動作，事故不擴大。

4.1.6 抓緊研究220KV升壓站開關及刀閘的改造方案，積極推進升壓站開關、刀閘的全部更換工作。

4.1.7 尋求電網支持，進一步完善升壓站開關閉鎖分閘處置預案，加強運行人員培訓，提高運行人員應對此類事件的處置能力。

4.1.8 運行、檢修加強巡回檢查，密切關注各開關SF6氣體壓力變化，發現異常及時采取措施。

4.2 制定應急處置預案

高壓斷路器分閘閉鎖事故造成兩臺及以上發電機組與電網解列、被迫停止運行或全廠停電，構成電力生產一般及以上設備事故[2]。引起高壓斷路器分閘閉鎖的原因有很多，比如斷路器輔助觸點轉換不良，造成控制回路故障；斷路器操作機構滲漏油（氣），各種操作機構的機械箱銹蝕及進水，各密封襯墊漏泄，造成操作回路壓力低閉鎖分閘；斷路器滅弧介質SF6壓力降低，造成主回路分閘閉鎖故障[3]。因此在平時設備運行維護時要特別檢查開關SF6表的讀數，當發生高壓斷路器分閘閉鎖事故時應及時作出反應和對策來應對。

4.2.1 高壓斷路器發出分閘閉鎖異常信號時,運行人員應立即到現場檢查設備，斷開斷路器跳閘電源，將斷路器可靠閉鎖，停用單相重合閘，通知檢修人員迅速到場，同時匯報調度，盡快安排異常斷路器停運。

4.2.2 若是控制回路存在故障，應重點檢查分閘線圈、分相操作箱繼電器、斷路器控制把手等位置，在確定故障點后盡快處理。

4.2.3 調度部門應綜合考慮天氣、運行方式、網絡結構以及負荷情況等各種因素，盡速采取對電網運行方式影響最小、快捷易行的方案，將異常斷路器從系統中隔離，消除對系統運行的威脅。

4.2.4 嚴格按照規程規定的隔離開關操作范圍進行操作，避免出現帶負荷拉合隔離開關的情況。

4.2.5 按照《河北南部電網調度管理規程》、《華北電網調度管理規程》的相關規定，在省調、網調值班員的統一指揮下進行事故處理。

4.2.6 對照集團公司《防止電力生產重大事故的二十五項重點要求實施細則》以及發電機組運行、檢修規程中相關措施，加強設備的日常維護和檢查，及時發現和消除缺陷，消除安全隱患。

4.2.7 發生突發事件時，應確保事故搶險期間不發生人員誤操作、人身傷害事件，避免造成設備損壞等。

5 結論

由于防爆膜是保證開關SF6氣體壓力正常的重要部分，關系著電網的安全穩定運行。故在日常運行時，應加強對其的檢查和試驗，保證防爆膜的安全運行，尤其對其存在的安全隱患要加以認識，在出現故障時，能采取準確有效的措施，避免故障范圍擴大，保證電網和設備的可靠運行。

［1］陳杰云.一起 220kV 線路保護誤動事故的分析和處理[J].繼電器，2007（12）.

［2］DL/T 5136-2001火力發電廠、變電站二次接線設計技術規程[S].

［3］何仰贊，溫增銀.電力系統分析[M].武漢：華中科技大學出版社，2002.