一起110 kV新能源并網線路保護動作后斷路器未正確分閘的事故分析

楊學鵬

摘 要：介紹了一起110 kV風電場并網線路發生跳閘后，風電場站內進線斷路器分閘后又重新合閘的事故。通過仔細分析、判斷斷路器測控裝置、保護裝置和開關柜的反復分合，發現防跳回路中存在“寄生”回路。在找到具體原因后，整改了斷路器的防跳回路，并針對線路發生跳閘的原因提出相應的整改措施和建議。

關鍵詞：風電場；并網線路；斷路器；絕緣子串

中圖分類號：TM561 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.22.118

隨著新能源的快速發展，新能源廠站并網線路的安全運行直接影響著電網的安全、穩定運行。這就要求并網線路設置光纖差動保護，目的是當線路發生故障，需要快速切除、隔離故障時，保證電網的安全運行。本文介紹了發生故障的110 kV并網線路因鳥害引起的線路瞬時性接地故障使得縱差保護正確動作，但是在升壓站內線路斷路器跳開后，短時間內又重新合閘這一事故。針對此次事故，通過分析斷路器測控裝置、保護裝置、斷路器機構，并仔細查看后臺對應的報文，找出其存在的問題，并提出相應的解決措施。

1 事故經過

2015-01-07T20：24，監控實時系統報110 kV彩四風線線路保護PSL621UD 縱差保護動作。2015-01-07T20：23：14：003，第四風電場彩四風線111斷路器由合閘變為分閘。20：23：14：005，斷路器由分閘變為合閘，并動作異常，場內所有斷路器均在運行狀態，升壓站全場失電，已并網的風機全部停機；對側330 kV變彩四風線121斷路器跳閘，處于分閘狀態，線路縱差保護動作正常，沒有異常告警信息。在此期間，值班運行人員無任何操作。

第四風電場運行方式為：110 kV彩四風線運行帶110 kV母線運行，1號、2號主變高中壓側并列運行，低壓分列運行帶無功補償設備，中壓側運行帶風機并網匯集線路。

2 跳閘原因分析

根據第四風電場110 kV線路保護測控裝置和330 kV變電站112線路保護裝置故障測距信息（330 kV變電站測距14.7 km，110 kV變電站測距16.2 km）確定故障桿段為從110 kV變電站向330 kV變電站方向的48～58號鐵塔段。

運行人員現場巡視發現，53號鐵塔B相絕緣子有放電痕跡，絕緣護套表面有大量鳥糞。已安裝的防鳥刺有效防范了鳥類在A，C相線路上活動，但B相防鳥刺較少，防鳥刺保護存在問題，鳥糞堆積在B相絕緣子串，排泄物瞬間形成導電體造成 B 相絕緣子串閃絡，從而引起線路保護動作，造成跳閘事故。

3 斷路器未正確分閘的原因分析

根據調度調管協議規定，斷路器未正確分閘時，新能源并網線路重合閘要退出運行。然而，第四風電場110 kV線路保護裝置在區內故障時，差動保護正確動作，彩四風線111斷路器在未投入重合閘的情況下，分閘后經過002 ms后又重新合閘。新能源并網線路的斷路器未正確分閘，容易造成人員在事故處理過程中誤判斷，影響事故處理。

線路發生故障時，根據監控后臺信息，111斷路器合閘→分閘→合閘的原因分析如下：通過現場檢查，在彩四風線111斷路器測控裝置、保護裝置、開關柜反復分合斷路器，并仔細檢查后臺對應的報文，發現只要通過操作箱來分斷路器，后臺就會顯示先分→再合→再分或者先分→再合的情況，而通過就地分斷路器則正常。由此判斷是斷路器的遠方操作回路異常，但經過反復比較并檢查原理接線，未發現任何異常，外回路接線正確。因該斷路器采用機構防跳，所以懷疑為斷路器保護防跳回路未去除，同時使用了機構防跳和保護防跳，在造成線路保護裝置中防跳繼電器因“寄生”回路產生自保持，無法返回，保護裝置一直發合閘命令，導致線路故障時，斷路器跳閘后又重新合閘。

分析出原因后，檢查斷路器的保護防跳回路，發現雖然已在端子排把防跳繼電器的觸點固定短接4QD17和4QD19，但沒有斷開防跳回路電阻R19或R20，使得防跳產生“寄生”回路。經過詢問當時的調試人員了解到，他們做試驗時只短接了4QD17和4QD19，然后做開關傳動，發現沒有問題，就沒有斷開電阻。事故發生后，經現場排查，發現就是由于電阻沒被斷開、防跳沒有完全堵死導致的。將合閘回路防跳繼電器串聯電阻R19斷開后，開關分合正常。未斷開的R19電阻如圖1所示。

圖1 未斷開的R19電阻

4 暴露的問題及防范措施

此次線路故障引起變電站內開關未正確分閘的事故暴露出如下問題：①對鳥類生活規律研究不夠，傳統防鳥害技術不能滿足當下的要求；②安裝調試人員在繼電保護裝置調試過程中工作態度不夠嚴謹，試驗方法和步驟考慮不周全，且廠站人員在接收中驗收不仔細；③同時使用第四風電場111出線線路保護裝置防跳回路和111斷路器操作機構中防跳回路，造成線路保護裝置中防跳繼電器因“寄生”回路產生自保持，無法返回，保護裝置一直發合閘命令，導致線路故障時，斷路器跳閘后又重新合閘。

為了避免今后發生類似的事故，減少經濟損失，筆者提出了以下措施：①立即對彩一風線、彩二風線、彩三風線、彩四風線、彩五風Ⅰ線和彩五風Ⅱ線輪停檢修，增加防鳥板，盡量防止鳥類在桿塔處停留，預防類似事件發生。加強對線路周圍環境的檢查力度，發現問題，積極采取措施，杜絕發生鳥害。②繼續探索鳥類活動規律，研究新的防鳥技術和措施，加強線路巡視次數。③繼續檢查站內其他斷路器保護防跳回路是否存在“寄生”回路，確認保護裝置中的防跳回路均已解除，僅用機構中的防跳回路保護斷路器。④嚴格執行現場試驗、驗收規程，嚴把質量關，確保線路、斷路器投運后能夠安全、穩定地運行。

5 結束語

目前，新能源發展速度較快，并網線路數量逐漸增多，線路的安全、穩定運行關系著電網的正常運行。由于各施工單位水平參差不齊，還存在趕工期投運等問題，所以在線路投運前，要嚴把驗收質量關，確保線路運行的周圍環境及其附屬設備具備投運條件，避免線路故障引起大面積停電事故，造成經濟損失。

〔編輯：王霞〕