10千伏線路故障引起主變變低、接地變開關跳閘的事故分析

李寶巍　楊玉福　鄭再添

摘要：文章就一起10千伏出線故障引起線路保護動作，由于出線開關動作特性異常，開關分閘動作過慢引起接地變保護動作越級跳開接地變、主變變低開關，造成10千伏母線失壓的事故原因進行分析，提出了防止類似事故發生的措施，以提高變電站的供電可靠性。

關鍵詞：10千伏線路；保護動作；主變變低；接地變開關跳閘；線路故障 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM561 文章編號：1009-2374（2015）09-0140-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0827

由于變電站10千伏出線多，線路運行環境復雜，因此在變電站設備跳閘事故中，10千伏出線設備跳閘事故占據了絕大部分。為了提高變電站供電可靠性，減少用戶停電時間，10千伏出線故障時設備正確動作就顯得尤為重要。以某變電站一起10千伏出線線路故障擴大成接地變、主變變低開關動作跳閘，造成10千伏母線失壓的事故作為例子進行分析，探討如何提高10千伏出線設備事故的正確動作率。

1 概述

故障前運行變電站方式如圖1，110千伏某變電站#1主變供10千伏I段母線，#2主變供10千伏Ⅱ甲、Ⅱ乙段母線，#3主變供10千伏Ⅲ段母線，10千伏分段500開關、550開關在熱備用狀態。10千伏電廠線522開關、#3接地變534開關掛在10千伏Ⅲ段母線運行，10千伏消弧系統經小電阻接地。

圖1 故障前運行方式

事故經過：某日07∶13∶40，值班人員根據停電要求，手分#1主變變低501開關；18秒后，即07∶13∶58∶965時刻，10千伏電廠線522開關零序過流保護動作，保護出口跳開522開關，至07∶14∶15∶658時刻，522開關分位才獲得監控后臺機確認；期間，#3接地變高壓側零序Ⅱ段保護動作，于07∶13∶59∶810時刻跳開#3接地變變高534開關和#3主變變低503開關，同時閉鎖10千伏分段550開關備自投，550開關未動作，造成10千伏Ⅲ段母線失壓。

2 保護動作情況

（1）10千伏電廠線522開關保護報文。根據保護裝置動作記錄，在07∶13∶58∶956零序過流（3I0=13.34A）保護動作，跳開522開關；（2）#3接地變534開關保護報文。根據保護裝置動作記錄，在07∶13∶59∶067高壓側零序過流Ⅱ段（I0H=11.94A）保護動作，跳開#3接地變變高534開關和#3主變變低503開關，同時閉鎖550開關備自投；（3）后臺報文分析。從監控后臺機報文及保護動作情況初步判定，從“522開關分閘”到“522開關位置合閘（2）”確認大約經歷16秒，因此初判斷為522開關分閘特性異常。

3 事故檢查及原因分析

3.1 根據10千伏電廠線522開關及#3接地變保護動作信息進行分析

根據10千伏電廠線522開關及#3接地變保護動作信息，結合后臺報文，綜合分析保護動作情況如下：

第一，522開關各項保護動作邏輯均正確，現場核對保護定值正確。

第二，根據后臺報文分析，此次保護動作跳開522開關過程用時16秒，522開關機構的分閘過程有異常。

第三，為了分析522開關機構分閘是否正常，模擬出故障時的零序電流（399A），對522開關保護進行了四次傳動試驗，測得的具體數據如表1：

表1 四次傳動試驗數據

備注：保護動作時間整定為700ms

從測得的數據可以看出，該開關的最長分閘時間為496.1ms，最短時間為52.3ms，相差約9.5倍，且開關動作的次數越多，開關分閘時間越快，初步判斷，該開關分閘有異常。

為了驗證522開關分閘特性不合格，在522開關柜體，利用501開關手車替代522開關手車對零序保護動作出口到開關分閘、合閘位置確定的全過程進行了四次試驗。具體測試數據如表2：

表2 開關分閘、合閘位置確定的全過程四次試驗數據

備注：保護動作時間整定為700ms

從上表測試數據分析，可得出正常的開關分閘時間為50ms左右，且每次試驗變化幅度不大。綜合522開關本體傳動試驗及501開關傳動試驗數據，可初步判斷，522開關本體的分閘動作特性有異常。

第四，對522開關的零序CT進行一次升流，核準其變比為150/5，一次升流結果合格。

第五，對522開關的零序CT進行伏安特性測試，鑒定該CT伏安特性合格。

3.2 對開關手車本體及柜體外觀及各個零部件進行詳細檢查

第一，對開關手車本體及柜體進行檢查，未發現設備損壞及放電痕跡，開關手車及柜體溫度正常且沒有異味存在，可以排除因522開關柜間隔設備對地短路造成這次故障。

第二，開關手車電動/手動分合閘正常動作、復歸良好，手車機構無螺絲松動、無連桿脫落或者變形、二次線連接良好、分合閘半軸、分合閘彈簧無變形或脫落、傳動連桿上的潤滑劑無凝固變硬、傳動軸無銹蝕。

3.3 原因分析

根據保護動作情況及后臺報文，結合繼保、檢修、試驗專業的檢查情況，初步判定10千伏電廠線線路發生故障，零序過流保護正確動作，但因522開關機構分閘過慢導致保護發出跳閘脈沖后不能及時切開故障點，進而引起#3接地變高壓側零序過流Ⅱ段保護動作越級跳閘，跳開主變變低503、接地變534開關，致使10千伏Ⅲ段母線失壓。

4 事故防范措施

（1）由于10千伏電廠線已沒有負荷，且電廠側已不再發電，不作為廠用電，建議該線路不再送電，以防止線路因外力破壞造成設備事故的發生；（2）為杜絕類似事情發生，需要對同類型的開關做好相關維護、試驗工作，對試驗數據異常的開關設備及時進行更換，確保設備零缺陷運行；（3）對特性不合格的522開關進行解體大修，對故障開關進行檢查分析，查明設備故障原因，對其他同類開關手車進行相關的反措檢修，防止類似事故的發生；（4）對10千伏開關的保護動作時間、開關分閘時間、開關分閘確認時間在后臺機SOE或保護裝置進行統計分析，發現數據異常時及時通知檢修、試驗、繼保等專業進行試驗分析，及時處理潛在的缺陷，確保設備可靠運行。

5 結語

（1）變電站10千伏線路多，線路運行環境復雜，容易受到外力的破壞，10千伏線路的故障率高，因此確保10千伏線路故障時設備正確動作就顯得尤為重要，包括保護裝置、開關設備等的正確動作；（2）這一起10千伏線路故障引起的越級設備跳閘事故進行分析，提出了防止事故發生的三點防范措施，供變電運行參考；（3）針對10千伏線路開關特性異常造成的開關慢分這種極端情況，通過對故障開關的檢查測試試驗分析，我們發現，故障開關本體傳動試驗數據、時間參量測試數據均存在異常情況，這為我們在往后對線路開關日常運行維護工作中發現開關特性異常故障提供了有力的支撐。

參考文獻

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基金項目：廣東電網有限責任公司東莞供電局職工創新項目（項目編號：ZG-DG2014-0034）。

作者簡介：李寶巍，男，廣東人，供職于廣東電網有限責任公司東莞供電局，研究方向：變電運行；楊玉福，男，貴州人，廣東電網有限責任公司東莞供電局高級工，工程師，工程碩士，研究方向：變電運行管理；鄭再添，男，廣東人，供職于廣東電網有限責任公司東莞供電局，碩士，研究方向：變電運行。

（責任編輯：陳 倩）endprint