一起斷路器非全相保護(hù)誤動(dòng)作分析

何如青

福建省福州電業(yè)局，福建福州 350003

1 事故概況

某變電站一條220kV 線(xiàn)路配備北京ABB 高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為L(zhǎng)TB245E1 的斷路器，2012 年10 月出廠(chǎng)。2013 年4 月7 日3 時(shí)5 分5 秒該變電站#2 主變本體油溫高動(dòng)作，3 時(shí)5 分10 秒#1 直流聯(lián)絡(luò)屏直流正接地告警動(dòng)作，3 時(shí)5 分55 秒該線(xiàn)路開(kāi)關(guān)第一組非全相保護(hù)動(dòng)作，該站#2 直流主饋線(xiàn)屏負(fù)接地絕緣報(bào)警，該線(xiàn)路開(kāi)關(guān)事故總跳閘動(dòng)作。

2 原因排查及分析

2.1 綜自后臺(tái)信號(hào)

由該站綜自后臺(tái)記錄的信號(hào)以及核查相關(guān)裝置內(nèi)部告警動(dòng)作記錄，當(dāng)天3 時(shí)5 分5 秒該變電站#2 主變本體油溫高信號(hào)動(dòng)作，引起了第一組直流電源正端接地，在此期間該線(xiàn)路非全相保護(hù)動(dòng)作，幾乎同時(shí)該站第二組直流電源負(fù)端接地，即站內(nèi)當(dāng)時(shí)存在直流兩點(diǎn)接地。

表1 綜自后臺(tái)信號(hào)事件順序記錄

2.2 非全相端子箱、繼電器檢查

1）該斷路器非全相保護(hù)端子箱為獨(dú)立端子箱，與斷路器機(jī)構(gòu)箱分開(kāi)，故振動(dòng)造成非全相繼電器誤動(dòng)的可能較低；

2）現(xiàn)場(chǎng)加熱回路正常，非全相端子箱密封良好，無(wú)凝露；

3）第一組非全相信號(hào)繼電器動(dòng)作，未復(fù)歸；

4）該斷路器非全相保護(hù)回路原理如圖1 所示。

經(jīng)測(cè)量：第一組出口繼電器K38 動(dòng)作電壓141V，動(dòng)作功率3.04W；第一組時(shí)間繼電器K36 動(dòng)作電壓150V；第二組出口繼電器K37 動(dòng)作電壓154V，動(dòng)作功率2.94W；第二組時(shí)間繼電器K35 動(dòng)作電壓146V，動(dòng)作電壓滿(mǎn)足55%-70%Un 的要求，動(dòng)作功率不滿(mǎn)足大于5W 的要求。

非全相保護(hù)回路原理圖

2.3 #2 主變溫度計(jì)受潮接地

該市當(dāng)天天氣多云，事故前幾天連續(xù)降雨，主變溫度計(jì)受潮。在現(xiàn)場(chǎng)溫度計(jì)二次電纜金屬護(hù)套底部有開(kāi)漏水孔，因金屬護(hù)套材質(zhì)問(wèn)題引起生銹，銹塊將漏水孔堵住，護(hù)套管無(wú)法排水，水汽通過(guò)二次導(dǎo)線(xiàn)金屬外套串至溫度計(jì)內(nèi)部接線(xiàn)端子，導(dǎo)致第一組直流電源正端接地。

2.4 地刀二次線(xiàn)間歇性接地

經(jīng)檢查110kV 某線(xiàn)路1176 丙接地刀閘二次接線(xiàn)盒內(nèi)信號(hào)負(fù)端二次線(xiàn)被外罩夾住，根據(jù)#2 直流主饋線(xiàn)屏絕緣報(bào)警動(dòng)作和復(fù)歸時(shí)間判斷，該站第二組直流電源負(fù)端存在間歇性接地。

2.5 二次回路接線(xiàn)檢查

現(xiàn)場(chǎng)非全相保護(hù)整改實(shí)際接線(xiàn)圖

該線(xiàn)路斷路器于2013 年1 月投運(yùn)，根據(jù)當(dāng)時(shí)的反措要求，非全相出口繼電器的動(dòng)作功率應(yīng)大于5W。針對(duì)北京ABB 公司非全相出口繼電器動(dòng)作功率偏低的問(wèn)題，該公司根據(jù)要求提出了改造方案，在開(kāi)關(guān)非全相端子箱中的出口繼電器K37 和K38的A1、A2 端子上分別并聯(lián)2K 大功率電阻。

由于北京ABB 廠(chǎng)家在非全相裝置提高動(dòng)作功率加裝電阻時(shí)沒(méi)有按圖施工導(dǎo)致內(nèi)部配線(xiàn)錯(cuò)誤，將第一組非全相繼電器并聯(lián)電阻R9 負(fù)端接至第二組非全相K37 繼電器的A2，第二組非全相繼電器并聯(lián)電阻R11 的負(fù)端接至第一組非全相K38 繼電器的A2，如圖2 所示。

2.6 原因分析

2013 年4 月7 日3 時(shí)5 分，該站#2 主變溫度計(jì)受潮引發(fā)Ⅰ段直流系統(tǒng)正極接地，對(duì)地電位為0V，導(dǎo)致第一組出口繼電器K38 的負(fù)極A2 對(duì)地電位變?yōu)?220V，期間，Ⅱ段直流系統(tǒng)存在間歇性負(fù)端接地，導(dǎo)致K202 負(fù)端通過(guò)并聯(lián)電阻R9、第一組出口繼電器K38、K102 負(fù)端構(gòu)成差壓回路，滿(mǎn)足動(dòng)作條件（K38現(xiàn)場(chǎng)模擬電壓差147V 動(dòng)作，K37 現(xiàn)場(chǎng)模擬電壓差157V 動(dòng)作)，第一組非全相出口繼電器動(dòng)作。

3 防范措施

1）更換現(xiàn)場(chǎng)錯(cuò)誤接線(xiàn)，對(duì)非全相端子箱內(nèi)部配線(xiàn)再次進(jìn)行圖實(shí)核對(duì)，并進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如下：第一組出口繼電器K38 動(dòng)作功率23.04W；第二組出口繼電器K37 動(dòng)作功率22.22W，動(dòng)作功率滿(mǎn)足大于5W 的要求；

2）全省范圍內(nèi)排查北京ABB 廠(chǎng)家同型號(hào)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱配線(xiàn)是否存在類(lèi)似問(wèn)題；

3）嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)化驗(yàn)收卡執(zhí)行，加強(qiáng)驗(yàn)收管理，詳細(xì)檢查回路完整后進(jìn)行絕緣試驗(yàn)，在220kV 保護(hù)設(shè)備驗(yàn)收時(shí)，應(yīng)對(duì)兩組控制回路單獨(dú)施加電源進(jìn)行試驗(yàn)；

4）開(kāi)展主變溫度計(jì)二次電纜經(jīng)金屬護(hù)套保護(hù)的防潮防滲檢查。

4 結(jié)論

220kV 及以上線(xiàn)路輸送負(fù)載大，事故可能引發(fā)嚴(yán)重的電力系統(tǒng)穩(wěn)定問(wèn)題。按照《福建電網(wǎng)220 千伏及以上斷路器本體相關(guān)二次回路技術(shù)要求》和《關(guān)于協(xié)助進(jìn)行福建省網(wǎng)220kV 及以上斷路器本體非全相繼電器排查和整改函》，今后將結(jié)合停電大量整改非全相繼電器動(dòng)作功率低的問(wèn)題，對(duì)于可能引發(fā)的接線(xiàn)錯(cuò)誤而產(chǎn)生寄生回路在特殊情況下誤動(dòng)作的問(wèn)題，要加強(qiáng)在安裝整改、驗(yàn)收環(huán)節(jié)的檢查力度，確保電網(wǎng)設(shè)備的健康運(yùn)行。

[1]福建省電力系統(tǒng)繼電保護(hù)廠(chǎng)站自動(dòng)化和直流系統(tǒng)反事故措施(2011年度).閩電調(diào)(2011)377號(hào).

[2]柳錫淼.典型直流接地故障查找及分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2008(12)：89.

[3]劉囡.直流系統(tǒng)接地故障的危害和處理[J].科技信息，2009(1)：334.