一起由于10 kV線路拒動引起主變越級跳閘的事故分析

張磊

(江蘇省電力公司常州工區，江蘇常州213003)

目前，10 kV系統大多采用中置柜斷路器，它具有五防可靠、操作便捷、裝置模塊化、故障率少等優點，但在安裝及使用過程中，由于設置不到位等人為原因會造成斷路器及裝置異常，導致故障發生，若不及時處理，可能造成極大的經濟損失和惡劣的社會影響[1]。

1 案例

常州10 kV興業線遭雷擊斷線（永久性故障），110 kV寨橋變10 kV興業線117開關動作跳閘后，保護重合成功，因線路存在永久性故障，10 kV興業線117開關拒動，繼而引起越級跳閘，跳1號主變101開關。

2 故障原因初步分析

工作人員接到故障搶修命令后立即趕往現場，途中對事故原因進行初步分析。

（1）斷路器機構機械故障引起的拒動。經查實110 kV寨橋變I段10 kV斷路器型號為VD4-12/1250（德國原裝），2004年3月正式投運，至今未發生任何缺陷。ABB斷路器的性能優良，極少發生機械故障，故基本排除由于機構內部卡澀等因素引起的拒動。

（2）分閘線圈損壞或回路斷線引起拒動。如果分閘回路斷線應發出“控制回路斷線”信號，運行人員經查證，所有信號指示正常，未有斷線信號發出，所以也排除回路斷線引起的拒動。

（3）經運行人員告知，斷路器初始狀態為運行位置，發生線路故障后，斷路器可靠分閘，重合閘動作成功，由于是永久性故障必須再次分閘但是沒有分掉。這就說明斷路器整個回路與機械狀態良好，因為斷路器經歷了一個分合閘過程，所以大致判定為非常規故障。

3 現場檢查處理

（1）將斷路器小車拉出柜體進行狀態檢查。經檢查機構內無可疑現象，各開口銷、彈簧銷均設置可靠、無遺漏；機構內無燒焦異味、分合閘線圈及電機無異常；手動分合閘及手動儲能均正常可靠。排除由于機構內部機械故障造成拒動。

（2）將斷路器小車推至試驗位置進行測試。電動儲能正常；電動分合閘正常。排除元件及回路斷線引起的拒動。

（3）進行斷路器分合閘動作時間及低電壓動作試驗，結果均符合要求，未見任何異常。

（4）由于斷路器分合閘均正常，故考慮是否重合閘出現了問題，隨即對斷路器進行動作測試（采用重合閘整組試驗傳統做法），然而出乎意料的是經過重合閘試驗，斷路器能夠正常重合。

（5）考慮到配合關系，10 kV線路側開關動作時間0.7 s，主變開關動作時間1.6 s，正常情況下，發生故障后應由線路開關來完成切斷故障的任務，只有當本側開關發生故障或者拒動時才會越級跳閘。隨即工作人員給出了一個小于主變動作的時間進行永久性故障重合試驗，結果斷路器卻沒能可靠跳閘。

（6）再次深入分析，查看斷路器操作順序為（O-0.3 s-CO-15 s-CO）,由于斷路器具備自由脫扣性能，即當斷路器在合閘過程中，機構又接到分閘命令時，不管合閘過程是否終了，應立即分閘，保證及時切斷故障。而斷路器合閘則必須經過儲能完畢后才能進行。經檢查，正是由于內部配線錯接引起這次罕見的拒動。

4 原理分析

（1）VD4斷路器具有彈簧未儲能閉鎖合閘功能。除了靠機械閉鎖來實現，還在合閘回路中串接了一對常開接點S1，只有當電機儲能完畢后，才會接通合閘回路。這對接點其實是一個行程開關（BS2），當儲能結束，儲能彈簧拉伸到位壓緊行程開關（BS2）的壓板，使S1常開接點閉合接通合閘回路；同時這個行程開關還具有儲能信號指示功能。

（2）現場這臺開關本應接進合閘回路的S1接點卻錯誤地接進了分閘回路，如圖1所示。圖1中的實線框S1接點為錯誤接法，正確接法應接入合閘回路。即分閘控制回路的實現取決于彈簧的儲能情況，完全違背斷路器自由脫扣的原則。如此就能解釋此次越級跳閘的原因。由于斷路器原始狀態是在運行位置，即合閘狀態同時彈簧已儲能，當發生故障時，斷路器能夠可靠分閘，彈簧能量釋放；隨即重合閘動作，斷路器會重合同時彈簧進行儲能；假如是永久性故障，斷路器應該馬上跳閘，但是斷路器的S1接點錯接到了分閘回路，由于彈簧儲能需要4～5 s，分閘回路還沒有來得及得電，動作時間只有1.6 s的主變開關已經配合動作跳閘了。

圖1 VS1斷路器分合閘回路接線圖

5 建議

（1）切實提高檢修人員技能水平，要熟悉設備的動作原理及內部電氣回路，了解設備內部各元件的作用，便于根據故障現象查找和分析故障所在，保證及時恢復。

（2）重合閘動作試驗應考慮相關的時間配合，及時完善試驗步驟，并制定相應的標準化作業指導規程，杜絕此類事故再次發生。

（3）重合閘整組試驗傳統做法。在經過保護裝置重合閘功能試驗后，進行重合閘傳動試驗。通入故障電流，在開關跳閘后手動切斷故障電流。當開關重合成功后，重新手動通入故障電流，開關應正常跳閘。此方法缺點是：手動通入、切除故障，故障時間難以精確控制。當遇到此類情況（開關儲能時間4～5 s），由于手動操作時間誤差較大，很難發現分閘回路與儲能之間的故障。

（4）重合閘整組試驗改進做法。①精確故障電流通入時間。通過保護試驗裝置中的“狀態序列”來試驗。如保護動作時間為0.7 s。應設置為故障電流6.3 A（1.05倍定值），故障時間0.75 s（略大于整定時間）、故障斷開時間1.0 s（重合閘時間）、重合后跳閘時間0.75 s（重合后故障）。②完善重合閘回路試驗方法。儲能后斷開儲能電源后進行試驗。通過斷開儲能電源，保證開關只能正常合一次，并且不會在合閘后立即進行儲能。此時進行整組試驗時，開關跳—合—跳時，由于第二次跳閘時儲能為釋放狀態，故可排除儲能干擾，查出此類故障。

6 結束語

通過本次對拒動引起越級跳閘的事故分析，且能引起相關工作人員的重視，并且能夠將改進后的重合閘校驗方法切實有效地運用到實際工作中，提高設備可靠性，確保電網健康安全穩定運行。

[1]國家電網公司電力安全工作規程（發電廠和變電所電氣部分）[S].2005.