一起220kV開關(guān)故障引發(fā)的母差動作分析和處理

付育穎 王 浩

（1.石家莊供電公司檢修實(shí)驗(yàn)二區(qū) 河北 石家莊 050500；2.華能國際電力股份有限公司上安電廠 河北 石家莊 050310）

1 事故經(jīng)過

7月30日16時(shí)10分，某電廠網(wǎng)控值班員匯報(bào)：220KV升壓站安銅II線284開關(guān)控制盤光字牌發(fā) “SF6壓力低I值”、“SF6壓力低II值”和“跳閘線圈I和II故障”報(bào)警，就地檢查284開關(guān)B相SF6壓力表指示為零，經(jīng)確認(rèn)為284開關(guān)B相防爆膜爆裂。16時(shí)34分按調(diào)度令將2#機(jī)組212開關(guān)拉開緊急停機(jī)。16時(shí)35分，284開關(guān)B相由于SF6氣體泄漏導(dǎo)致絕緣降低，閉鎖分閘，開關(guān)內(nèi)部擊穿后引起220kVII母線兩套母差保護(hù)動作，跳開II母線282線路開關(guān)、284線路開關(guān)、2#啟備變2134開關(guān)、201母聯(lián)開關(guān)，造成安羅I線282線路對側(cè)羅莊變電站線路跳閘。經(jīng)事故后調(diào)查，確認(rèn)兩套母差保護(hù)均正確動作。

2 事故前運(yùn)行方式

故障前，220KV升壓站為正常運(yùn)行方式，I母線帶 211、281、283、285、2112、2156 開關(guān)運(yùn)行，II母線帶 212、282、284、2134 開關(guān)運(yùn)行，286開關(guān)由于線路檢修停運(yùn)，母聯(lián)201開關(guān)運(yùn)行，202開關(guān)及旁路母線備用。其中2#機(jī)組AGC控制方式，負(fù)荷202MW，A、B、C磨組運(yùn)行，A、B汽泵運(yùn)行，電動給水泵備用。

3 原因檢查及分析

220kV升壓站284開關(guān)故障引起母差動作，屬于典型的開關(guān)拒動造成上一級保護(hù)動作事故[1]。為查明原因，在事故發(fā)生后繼保人員及時(shí)趕到現(xiàn)場，檢查和分析了保護(hù)動作保護(hù)和錄波報(bào)告。

從現(xiàn)場檢查結(jié)果來看，本次安銅II線284開關(guān)故障引起母差動作，直接原因在于284開關(guān)SF6壓力低引起開關(guān)拒分，不能及時(shí)跳開故障開關(guān)，導(dǎo)致284開關(guān)所在母線動作，造成安羅I線282對側(cè)變電站線路跳閘不能重合。284故障時(shí)線路電流的錄波圖如圖1所示。

圖1 故障時(shí)284線路電流

圖1中明顯可以看出，284開關(guān)B相發(fā)生故障后B相的電流升高、電壓降低，發(fā)生故障大約60ms時(shí)零序電流升高，故障開關(guān)未被跳開隔離。

上安220kV升壓站共13臺開關(guān)，其中10臺開關(guān)為意大利馬格里尼落地罐式MHMe-1D型SF6斷路器，設(shè)計(jì)SF6運(yùn)行壓力6.0bar，安全盤銘牌壓力為9.5bar，實(shí)際運(yùn)行壓力為5.5bar，其中283開關(guān)、284開關(guān)分別于2007、2008年返廠大修后廠家將SF6壓力提高到6.0 bar，事故發(fā)生前巡視檢查284開關(guān)SF6壓力為6.0bar，在正常壓力之內(nèi)。

上安220kV馬格里尼開關(guān)自1987年投運(yùn)后運(yùn)行已近20多年，開關(guān)暴露于室外，SF6氣體防爆膜常年接觸高溫高濕環(huán)境，加之所有開關(guān)處于鈣鎂粉塵重污染區(qū)，分析存在腐蝕強(qiáng)度下降現(xiàn)象，最終老化后破裂。

284開關(guān)B相防爆膜破裂后，SF6氣體表壓至零，加之事故發(fā)生時(shí)雨后空氣濕度大，開關(guān)內(nèi)部絕緣性能下將，造成擊穿，引起II母線母差保護(hù)動作。兩套母差保護(hù)裝置動作報(bào)告如圖2（a）、（b）。

圖2 （a）BP2B母線保護(hù)裝置動作報(bào)告

圖2 （b）RCS915AB母線保護(hù)裝置動作報(bào)告

圖 2（a）、（b）分別是兩套母線保護(hù)動作的報(bào)告，從圖 2（a）中可以看出II母動作后，所有II母上的212、282、284、2134開關(guān)全部跳開，286由于開關(guān)檢修所以為跳位。（b）中顯示5ms母差動作，20ms時(shí)先跳開母聯(lián)開關(guān)，隨后在22ms時(shí)II母上所有開關(guān)跳開。兩套母線保護(hù)裝置均正確動作。造成這次II母動作，主要是由于284開關(guān)在B相防爆膜破裂（如圖3所示）后，導(dǎo)致SF6壓力低至零，造成284開關(guān)拒分閘。

4 防范措施

圖3 破損的防爆膜

4.1 現(xiàn)場所做防范措施

4.1.1 對283、284開關(guān)（返廠大修后）的SF6氣體降壓運(yùn)行，由目前的6.0bar降至 5.5bar。

4.1.2 立即檢查母聯(lián)201開關(guān)的防爆膜，若不能確保其安全運(yùn)行，則申請中調(diào)停運(yùn)201開關(guān)。

4.1.3 對220kV升壓站做全面檢查，重點(diǎn)對防爆膜檢查。鑒于此種型號開關(guān)廠家已不再生產(chǎn)，防爆膜已無法采購備件，繼續(xù)咨詢國內(nèi)外開關(guān)廠家，尋找或定做替代產(chǎn)品。

4.1.4 對220KV升壓站開關(guān)防爆膜防護(hù)罩周邊涂覆醫(yī)用凡士林進(jìn)行密封，減少外部環(huán)境的侵蝕。

4.1.5 對升壓站母差、線路等保護(hù)進(jìn)行全面檢查，加強(qiáng)巡檢、維護(hù)力度，確保類似事件發(fā)生時(shí)保護(hù)正確動作，事故不擴(kuò)大。

4.1.6 抓緊研究220KV升壓站開關(guān)及刀閘的改造方案，積極推進(jìn)升壓站開關(guān)、刀閘的全部更換工作。

4.1.7 尋求電網(wǎng)支持，進(jìn)一步完善升壓站開關(guān)閉鎖分閘處置預(yù)案，加強(qiáng)運(yùn)行人員培訓(xùn)，提高運(yùn)行人員應(yīng)對此類事件的處置能力。

4.1.8 運(yùn)行、檢修加強(qiáng)巡回檢查，密切關(guān)注各開關(guān)SF6氣體壓力變化，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)采取措施。

4.2 制定應(yīng)急處置預(yù)案

高壓斷路器分閘閉鎖事故造成兩臺及以上發(fā)電機(jī)組與電網(wǎng)解列、被迫停止運(yùn)行或全廠停電，構(gòu)成電力生產(chǎn)一般及以上設(shè)備事故[2]。引起高壓斷路器分閘閉鎖的原因有很多，比如斷路器輔助觸點(diǎn)轉(zhuǎn)換不良，造成控制回路故障；斷路器操作機(jī)構(gòu)滲漏油（氣），各種操作機(jī)構(gòu)的機(jī)械箱銹蝕及進(jìn)水，各密封襯墊漏泄，造成操作回路壓力低閉鎖分閘；斷路器滅弧介質(zhì)SF6壓力降低，造成主回路分閘閉鎖故障[3]。因此在平時(shí)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)時(shí)要特別檢查開關(guān)SF6表的讀數(shù)，當(dāng)發(fā)生高壓斷路器分閘閉鎖事故時(shí)應(yīng)及時(shí)作出反應(yīng)和對策來應(yīng)對。

4.2.1 高壓斷路器發(fā)出分閘閉鎖異常信號時(shí),運(yùn)行人員應(yīng)立即到現(xiàn)場檢查設(shè)備，斷開斷路器跳閘電源，將斷路器可靠閉鎖，停用單相重合閘，通知檢修人員迅速到場，同時(shí)匯報(bào)調(diào)度，盡快安排異常斷路器停運(yùn)。

4.2.2 若是控制回路存在故障，應(yīng)重點(diǎn)檢查分閘線圈、分相操作箱繼電器、斷路器控制把手等位置，在確定故障點(diǎn)后盡快處理。

4.2.3 調(diào)度部門應(yīng)綜合考慮天氣、運(yùn)行方式、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及負(fù)荷情況等各種因素，盡速采取對電網(wǎng)運(yùn)行方式影響最小、快捷易行的方案，將異常斷路器從系統(tǒng)中隔離，消除對系統(tǒng)運(yùn)行的威脅。

4.2.4 嚴(yán)格按照規(guī)程規(guī)定的隔離開關(guān)操作范圍進(jìn)行操作，避免出現(xiàn)帶負(fù)荷拉合隔離開關(guān)的情況。

4.2.5 按照《河北南部電網(wǎng)調(diào)度管理規(guī)程》、《華北電網(wǎng)調(diào)度管理規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定，在省調(diào)、網(wǎng)調(diào)值班員的統(tǒng)一指揮下進(jìn)行事故處理。

4.2.6 對照集團(tuán)公司《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十五項(xiàng)重點(diǎn)要求實(shí)施細(xì)則》以及發(fā)電機(jī)組運(yùn)行、檢修規(guī)程中相關(guān)措施，加強(qiáng)設(shè)備的日常維護(hù)和檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除缺陷，消除安全隱患。

4.2.7 發(fā)生突發(fā)事件時(shí)，應(yīng)確保事故搶險(xiǎn)期間不發(fā)生人員誤操作、人身傷害事件，避免造成設(shè)備損壞等。

5 結(jié)論

由于防爆膜是保證開關(guān)SF6氣體壓力正常的重要部分，關(guān)系著電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。故在日常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)對其的檢查和試驗(yàn)，保證防爆膜的安全運(yùn)行，尤其對其存在的安全隱患要加以認(rèn)識，在出現(xiàn)故障時(shí)，能采取準(zhǔn)確有效的措施，避免故障范圍擴(kuò)大，保證電網(wǎng)和設(shè)備的可靠運(yùn)行。

［1］陳杰云.一起 220kV 線路保護(hù)誤動事故的分析和處理[J].繼電器，2007（12）.

［2］DL/T 5136-2001火力發(fā)電廠、變電站二次接線設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程[S].

［3］何仰贊，溫增銀.電力系統(tǒng)分析[M].武漢：華中科技大學(xué)出版社，2002.