500kV同塔雙回線路地刀操作故障的分析

廣東電網(wǎng)公司陽(yáng)江供電局 郭學(xué)才

1.引言

500kV蝶嶺站投產(chǎn)于2008年12月。2009年11月，500kV蝶硯甲乙線解口接入500kV滄江站，原500kV蝶嶺站側(cè)裝設(shè)的高壓并聯(lián)電抗器保留。但在隨后的幾次蝶滄甲乙線路停電操作中，均出現(xiàn)停運(yùn)線路感應(yīng)電壓過(guò)高，導(dǎo)致蝶嶺站側(cè)線路地刀合閘失敗。

500kV蝶嶺站主接線圖如圖1所示。

2.故障情況

2010年7月10日，總調(diào)下令將500kV蝶滄乙線由運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)。當(dāng)操作到線路冷備用狀態(tài)時(shí)，5061、5062開(kāi)關(guān)在冷備用狀態(tài)，滄江站線路在冷備用狀態(tài)。當(dāng)總調(diào)給蝶嶺站側(cè)下令將500kV蝶滄乙線由冷備用轉(zhuǎn)為檢修時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)操作線路地刀失敗，在繼保小室內(nèi)發(fā)現(xiàn)500kV蝶滄乙線有電閉鎖繼電器動(dòng)作，亮紅燈，后臺(tái)顯示三相電壓為54kV、51kV、53kV，高壓并聯(lián)電抗器三相電流為16.3A、15.2A、15.6A。經(jīng)與總調(diào)溝通協(xié)調(diào)后，先令500kV滄江站側(cè)合上線路地刀，蝶嶺站側(cè)最后合上線路地刀。30分鐘后，蝶嶺站側(cè)線路地刀合閘操作成功。

2011年1月8日，總調(diào)下令將500kV蝶滄甲線線路和高壓并聯(lián)電抗器由運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)。當(dāng)操作到線路冷備用狀態(tài)時(shí)，5071、5072開(kāi)關(guān)在冷備用狀態(tài)，滄江站線路在冷備用狀態(tài)。當(dāng)總調(diào)給蝶嶺站側(cè)下令將500kV蝶滄甲線由冷備用轉(zhuǎn)為檢修時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)操作線路地刀失敗，在繼保小室內(nèi)發(fā)現(xiàn)500kV蝶滄甲線有電閉鎖繼電器動(dòng)作，亮紅燈，后臺(tái)顯示相電壓為53kV、51kV、52kV，高壓并聯(lián)電抗器三相電流為16.2A、15.2A、15.4A。經(jīng)與總調(diào)溝通協(xié)調(diào)后，先令500kV滄江站側(cè)合上線路地刀，蝶嶺站側(cè)最后合上線路地刀。20分鐘后，蝶嶺站側(cè)線路地刀合閘操作成功。

2011年10月19日，總調(diào)下令將500kV蝶滄甲線由運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)。當(dāng)操作到線路冷備用狀態(tài)時(shí)，5071、5072開(kāi)關(guān)在冷備用狀態(tài)，滄江站線路在冷備用狀態(tài)。當(dāng)總調(diào)給蝶嶺站側(cè)下令將500kV蝶滄甲線由冷備用轉(zhuǎn)為檢修時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)操作線路地刀失敗，在繼保小室內(nèi)發(fā)現(xiàn)500kV蝶滄甲線有電閉鎖繼電器動(dòng)作，亮紅燈，后臺(tái)顯示相電壓為54kV、52kV、53kV，高壓并聯(lián)電抗器三相電流為16.3A、15.3A、15.6A。經(jīng)與總調(diào)溝通協(xié)調(diào)后，先令500kV滄江站側(cè)合上線路地刀，蝶嶺站側(cè)最后合上線路地刀。15分鐘后，蝶嶺站側(cè)線路地刀合閘操作成功。

3.蝶嶺站側(cè)相關(guān)一二次設(shè)備情況

500kV蝶滄甲乙線為同塔雙回架設(shè)，全長(zhǎng)123.7km，在蝶嶺站側(cè)均裝設(shè)一組高壓并聯(lián)電抗器，容量為120Mvar。500kV刀閘采用蘇州阿海琺公司產(chǎn)品。查閱廠家資料，蝶嶺站側(cè)500kV蝶滄甲乙線路地刀型號(hào)如表1。

500kV蝶嶺站選用的是YDB-100型有電閉鎖繼電器，其二次電壓動(dòng)作值V=0.25*可調(diào)值+5，二次電壓動(dòng)作值調(diào)整范圍為5V-30V，對(duì)應(yīng)于一次電壓整定范圍為25kV-150kV。當(dāng)一次電壓由低值變?yōu)楦咧禃r(shí)，閉鎖回路開(kāi)始閉鎖由繼電器的動(dòng)作值確定，當(dāng)一次電壓由高值變?yōu)榈椭禃r(shí)，有電閉鎖的解除由繼電器的返回電壓確定，其返回系數(shù)＞0.9。

4.故障處理分析

當(dāng)?shù)麥婕滓揖€僅一回停電檢修時(shí)，由于同塔架設(shè)的雙回線之間存在著較強(qiáng)的靜電耦合，在停電線路上會(huì)產(chǎn)生出較高的靜電耦合感應(yīng)電壓。根據(jù)蝶嶺站的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，感應(yīng)相電壓基本在53kV左右，對(duì)稱性較好。而目前蝶嶺站線路有電閉鎖繼電器的動(dòng)作值為50kV，因此線路即使在停電狀態(tài)下，有電閉鎖繼電器還是在動(dòng)作狀態(tài)。

經(jīng)翻閱500kV刀閘藍(lán)圖，500kV蝶滄甲線線路地刀507167閉鎖條件為：

（1）調(diào)整有電閉鎖繼電器動(dòng)作值

由于蝶嶺站的有電閉鎖繼電器電壓動(dòng)作值調(diào)整范圍很寬，對(duì)應(yīng)于一次電壓可達(dá)25kV-150kV，如果接地刀的開(kāi)合能力滿足要求，二次有電閉鎖繼電器能滿足要求，且返回系數(shù)較高（＞0.9），通過(guò)調(diào)整動(dòng)作值即可滿足操作條件。但通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和蝶嶺站500kV蝶滄甲乙線的分合額定靜電耦合感應(yīng)電壓比較看出，如果調(diào)整動(dòng)作值滿足操作條件，那么蝶滄甲乙線蝶嶺站側(cè)線路地刀將在它的最高極限操作電壓（53kV）的惡劣環(huán)境下進(jìn)行合閘操作。這不僅對(duì)線路地刀造成物理性損傷，大大影響其性能和使用壽命，而且隨著使用年限的增加和性能的進(jìn)一步退化，在最高極限操作電壓下操作極易造成設(shè)備、電網(wǎng)甚至人身安全事故，這在承擔(dān)南方電網(wǎng)西電東送的樞紐變電站中是絕對(duì)不能允許的，同時(shí)也不符合安全生產(chǎn)、以人為本的理念。

表1 500kV蝶滄甲乙線路地刀型號(hào)

表2 接地刀閘分合感應(yīng)電壓能力表

圖1 陽(yáng)江蝶嶺站500kV部分主接線圖

（2）調(diào)整蝶嶺站側(cè)操作順序

裝有高抗的同塔雙回線間的靜電耦合作用明顯強(qiáng)于不裝高壓并聯(lián)電抗器的同塔雙回線路，在退出線路高壓并聯(lián)電抗器后，線路的感應(yīng)電壓會(huì)有明顯的降低。根據(jù)中國(guó)電科院對(duì)蝶嶺站高壓并聯(lián)電抗器投退的過(guò)電壓分析結(jié)果，在退出500kV蝶滄甲乙線高壓并聯(lián)電抗器的情況下靜電耦合感應(yīng)電壓為27.6kV，滿足線路地刀的分合能力要求。而且高壓并聯(lián)電抗器的三相電容電流大約為15A左右，滿足高壓并聯(lián)電抗器刀閘的正常操作條件。因此，操作順利可以調(diào)整為：在一回線路停電操作時(shí)先拉開(kāi)高壓并聯(lián)電抗器刀閘，再合上蝶嶺站側(cè)線路地刀；線路送電操作時(shí)，先拉開(kāi)蝶嶺站側(cè)線路地刀，再合上高壓并聯(lián)電抗器刀閘。

由于高壓并聯(lián)電抗器刀閘的二次控制回路中也串入了有電閉鎖繼電器的常閉接點(diǎn)，因此需要調(diào)整繼電器的動(dòng)作值。根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，再考慮返回系數(shù)，動(dòng)作值應(yīng)調(diào)整為：54kV/0.9=60kV。

（3）改變總調(diào)下令順序

根據(jù)對(duì)側(cè)500kV滄江站的實(shí)測(cè)感應(yīng)電壓水平和接地刀閘分合能力，滄江站側(cè)線路地刀分合不存在問(wèn)題，在滄江站線路地刀合上后，線路靜電感應(yīng)電壓會(huì)有極明顯降低，蝶嶺站的靜電耦合感應(yīng)電壓也能滿足操作要求。因此，可以改變總調(diào)下令順序來(lái)避免蝶嶺站側(cè)線路地刀不滿足操作要求的問(wèn)題，即在蝶滄甲乙線一回線路冷備用轉(zhuǎn)檢修過(guò)程中，要求滄江站側(cè)線路地刀先合上后，才允許操作蝶嶺站側(cè)線路地刀；線路由檢修轉(zhuǎn)冷備用時(shí)，應(yīng)先拉開(kāi)蝶嶺站側(cè)線路地刀，然后再拉開(kāi)滄江站側(cè)線路地刀。

改變總調(diào)下令順序需要陽(yáng)江供電局和總調(diào)調(diào)度相互協(xié)調(diào)、滄江站和蝶嶺站相互配合，存在一定的工作難度，增加總調(diào)的工作負(fù)擔(dān)，同時(shí)大大影響了線路操作的靈活性，存在一定的風(fēng)險(xiǎn)。

（4）更換線路地刀

500kV蝶嶺站蝶滄甲乙線串中刀閘均為為蘇州阿?，m產(chǎn)品，因此可以將線路地刀更換為分合能力高的地刀，型號(hào)和參數(shù)如表2。

將CK50更換為CK72可以滿足靜電耦合額定容性電壓的要求。但由于CK72和CK50尺寸差別較大，除更換地刀外，還需要更換對(duì)應(yīng)極（中間極）的底座及垂直連桿，同時(shí)需要調(diào)整其他兩極的底座高度，設(shè)備、人工費(fèi)用共約80萬(wàn)。由于技術(shù)性很強(qiáng)，因此更換工作需廠家派人現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)安裝。同時(shí)吊車(chē)進(jìn)入，施工現(xiàn)場(chǎng)比較復(fù)雜，風(fēng)險(xiǎn)把控難度大。

5.建議解決措施

綜合以上故障處理分析，可以有三種解決措施：

方法一為調(diào)整蝶嶺站操作順序。只需要再手動(dòng)調(diào)整繼電器的動(dòng)作值即可滿足操作條件，這種方法簡(jiǎn)單、有效，優(yōu)選。

方法二為改變總調(diào)下令順序。但這樣需要多個(gè)部門(mén)之間相互協(xié)調(diào)配合，存在一定的工作難度，責(zé)任劃分不清，同時(shí)大大影響了線路操作的靈活性，存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，次選。

方法三為更換線路地刀。但在更換過(guò)程中安全風(fēng)險(xiǎn)較高，并且費(fèi)用較高。從技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面考慮，次選。

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