母線(xiàn)失壓事故分析及母差保護(hù)動(dòng)作跳閘事故分析

翟文君，孔令順，張娜娜

河南省電力公司檢修公司，河南濟(jì)源 459000

1 母線(xiàn)失壓事故分析

1.1 母線(xiàn)失壓的原因

1）誤操作或操作時(shí)設(shè)備損壞，導(dǎo)致母線(xiàn)故障；

2）母線(xiàn)及連接設(shè)備的絕緣子發(fā)生污閃事故，造成母線(xiàn)短路；

3）運(yùn)行中母線(xiàn)及連接設(shè)備絕緣損壞，使母線(xiàn)保護(hù)或電源進(jìn)線(xiàn)保護(hù)動(dòng)作跳閘；

4）線(xiàn)路上發(fā)生故障，線(xiàn)路保護(hù)拒動(dòng)或斷路器拒跳，造成越級(jí)跳閘；

5）母線(xiàn)保護(hù)誤動(dòng)作。

1.2 母線(xiàn)失壓的故障判斷

1）判斷的依據(jù)：保護(hù)動(dòng)作情況及斷路器跳閘情況，儀表指示，對(duì)站內(nèi)設(shè)備檢查的結(jié)果、站內(nèi)有無(wú)操作和工作等；

2）判斷方法。母差保護(hù)的保護(hù)范圍為：各母差電流互感器以?xún)?nèi)的所有設(shè)備。因此，母差保護(hù)動(dòng)作使一段母線(xiàn)上的各分路及母聯(lián)斷路器跳閘，一般為母線(xiàn)及連接設(shè)備故障；

3）事故影響范圍。500kV 部分主接線(xiàn)為3/2 接線(xiàn)，220kV各線(xiàn)路多為聯(lián)絡(luò)線(xiàn)。因此，各種情況下的事故影響范圍判斷、分析如下：

（1）母差保護(hù)動(dòng)作，500kV 各邊斷路器跳閘，500kV 某一段母線(xiàn)失壓，一般不會(huì)導(dǎo)致中壓側(cè)(220kV 側(cè))、低壓側(cè)失壓，并且不會(huì)影響站用電；

（2）500kV 線(xiàn)路故障，保護(hù)裝置動(dòng)作，中斷路器跳閘而邊斷路器拒分時(shí)，斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作使500kV 各邊斷路器跳閘，500kV 任一段母線(xiàn)失壓，一般不會(huì)導(dǎo)致中壓側(cè)、低壓側(cè)失壓，并且不會(huì)影響站用電；

（3）500kV 線(xiàn)路故障，保護(hù)裝置動(dòng)作，邊斷路器跳閘而中斷路器拒分時(shí)，斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作使同串的另一邊斷路器跳閘，影響同串另一條線(xiàn)路的運(yùn)行。500kV 任一段母線(xiàn)均不會(huì)失壓，一般不會(huì)導(dǎo)致中壓側(cè)、低壓側(cè)失壓，并且也不會(huì)影響站用電；

（4）500kV 線(xiàn)路故障，保護(hù)裝置動(dòng)作，邊斷路器跳閘而中斷路器拒分時(shí)，斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作使同串的另一邊斷路器跳閘，影響同串主變壓器的運(yùn)行，使其他運(yùn)行主變壓器可能過(guò)載。500kV 任一段母線(xiàn)均不會(huì)失壓，一般不會(huì)導(dǎo)致中壓側(cè)失壓，導(dǎo)致低壓側(cè)失壓，并且會(huì)影響站用電；

（5）主變壓器保護(hù)裝置動(dòng)作，中斷路器跳閘而邊斷路器拒分時(shí)，斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作使500kV 各邊斷路器跳閘，500kV一段母線(xiàn)失壓，導(dǎo)致低壓側(cè)母線(xiàn)失壓，會(huì)影響站用電。其他運(yùn)行主變壓器可能過(guò)載；

（6）主變壓器保護(hù)裝置動(dòng)作，邊斷路器跳閘而中斷路器拒分時(shí)，斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作使同串的另一邊斷路器跳閘，影響同串另一條線(xiàn)路的運(yùn)行，500kV 任一段母線(xiàn)均不會(huì)失壓。主變壓器保護(hù)裝置動(dòng)作導(dǎo)致低壓側(cè)母線(xiàn)失壓，會(huì)影響站用電，其他運(yùn)行主變壓器可能過(guò)載。

2 500kV 母差保護(hù)動(dòng)作跳閘事故分析

2.1 故障情況

某日15：25，HJ 變電站在進(jìn)行QHI 回線(xiàn)由檢修轉(zhuǎn)熱備用的操作，操作至推上50311 隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，在50311 隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)、靜觸頭即將接觸時(shí)，發(fā)出異常聲響，500kV I 母母差保護(hù)動(dòng)作，500kV I 母各邊斷路器跳閘。同時(shí)，QHI 回線(xiàn)分相高頻距離保護(hù)、光纖電流差動(dòng)保護(hù)有動(dòng)作信號(hào)。

值班人員對(duì)50311 隔離開(kāi)關(guān)及500kV I 母所有設(shè)備進(jìn)行檢查，確認(rèn)沒(méi)有影響500kVI 母恢復(fù)送電因素后，向網(wǎng)調(diào)值班調(diào)度員匯報(bào)。

按網(wǎng)調(diào)調(diào)度員命令，拉開(kāi)50311 隔離開(kāi)關(guān)，然后用另一串的5051 斷路器對(duì)500kV I 母充電后，母線(xiàn)恢復(fù)運(yùn)行。5051 斷路器合上約半分鐘后，500kV I 母母差保護(hù)再次動(dòng)作，5051斷路器三相跳閘。同時(shí)HH 線(xiàn)兩套線(xiàn)路保護(hù)動(dòng)作，第五串的中斷路器5052B 相跳閘后重合成功。

500kVI 母母差保護(hù)再次動(dòng)作跳閘，是在合5051 斷路器之后發(fā)生的，判斷5051 斷路器罐體內(nèi)部很可能有故障發(fā)生。

第二天4：20，合上500kV I 母第六串邊斷路器5061 對(duì)I母充電正常。4：31，500kV I 母送電結(jié)束。

2.2 第一次母差保護(hù)動(dòng)作跳閘故障分析

1）母差保護(hù)動(dòng)作情況：兩套母差保護(hù)均動(dòng)作，保護(hù)裝置判斷故障類(lèi)別為I 母B 相接地故障。

2）QHI 回線(xiàn)路保護(hù)動(dòng)作情況

（1）分相高頻距離保護(hù)：縱聯(lián)距離保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為45ms；距離保護(hù)I 段保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為38ms；保護(hù)裝置判斷故障類(lèi)別為B 相故障；

（2）光纖縱差保護(hù)裝置：光纖縱差保護(hù)動(dòng)作，保護(hù)裝置判斷故障類(lèi)別為B 相故障。

根據(jù)保護(hù)動(dòng)作情況及錄波報(bào)告分析，5032 斷路器未合閘，在操作50311 隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，500kV I 母母差保護(hù)動(dòng)作，故障電流明顯。

根據(jù)故障錄波圖和保護(hù)動(dòng)作情況分析，保護(hù)動(dòng)作正確。母差保護(hù)和線(xiàn)路保護(hù)同時(shí)動(dòng)作，判斷故障點(diǎn)應(yīng)該位于5031 斷路器罐體以?xún)?nèi)的兩組電流互感器之間。因?yàn)楣收锨?03l 斷路器在分閘位置，由此可以判斷為5031 斷路器與母線(xiàn)側(cè)電流互感器之間故障。如果是5031 罐體內(nèi)部故障，則500kV I 母母差保護(hù)和QH I 回線(xiàn)線(xiàn)路保護(hù)都屬于正確動(dòng)作。

2.3 第二次母差保護(hù)動(dòng)作跳閘故障分析

500kV I 母母差保護(hù)第二次動(dòng)作，發(fā)生在事故處理的操作中。

1）母差保護(hù)動(dòng)作情況

兩套母差保護(hù)均動(dòng)作，保護(hù)裝置判斷故障類(lèi)別為I 母B 相接地故障。

2）HH 線(xiàn)保護(hù)動(dòng)作情況

（1）第一套保護(hù)裝置：工頻變化量阻抗保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為9ms；B 相出口；電流差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為12ms；B 相出口；距離保護(hù)I 段保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為23ms；B 相出口。故障測(cè)距結(jié)果：0.09km；

（2）第二套保護(hù)裝置：光纖縱差保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為19ms；保護(hù)裝置判斷故障類(lèi)別為B 相故障；接地距離保護(hù)I 段保護(hù)動(dòng)作時(shí)間為17ms；B 相出口。故障測(cè)距結(jié)果：0.2km。

根據(jù)故障錄波圖和保護(hù)動(dòng)作情況分析，保護(hù)動(dòng)作正確。500kV I 母母差保護(hù)動(dòng)作，故障點(diǎn)應(yīng)該在母差保護(hù)范圍之內(nèi)。

母差保護(hù)和線(xiàn)路保護(hù)同時(shí)動(dòng)作，線(xiàn)路保護(hù)裝置故障測(cè)距為B 相接地0.09km，證明故障點(diǎn)就在站內(nèi)。判斷故障點(diǎn)應(yīng)該位于5051 斷路器罐體以?xún)?nèi)的兩組電流互感器之間。如果是5051 罐體內(nèi)部故障，則500kV I 母母差保護(hù)和HH 線(xiàn)線(xiàn)路保護(hù)都屬于正確動(dòng)作。

第5 串的中斷路器5052B 相跳閘后重合成功的原因：500kV I 母母差保護(hù)動(dòng)作，該串邊斷路器5051 跳閘以后，已經(jīng)將故障點(diǎn)隔離。據(jù)此分析，故障點(diǎn)應(yīng)在5051 罐體以?xún)?nèi)的斷路器斷口至母線(xiàn)側(cè)電流互感器之間的氣室內(nèi)。

經(jīng)專(zhuān)業(yè)人員現(xiàn)場(chǎng)檢查，在5051 斷路器機(jī)構(gòu)儲(chǔ)氣管對(duì)地有放電痕跡，斷路器機(jī)構(gòu)泄壓。初步判斷故障點(diǎn)在斷路器罐體內(nèi)部。

2.4 解體檢查結(jié)果

1）對(duì)5031 斷路器進(jìn)行了解體檢查，發(fā)現(xiàn)(B 相)罐體內(nèi)部均壓罩與外殼間發(fā)生擊穿。分析認(rèn)為，是局部電場(chǎng)畸變，導(dǎo)致均壓罩與外殼間發(fā)生擊穿；

2）對(duì)5051(B 相)解體檢查結(jié)果顯示：5051 斷路器(B 相)第4 串合閘電阻炸碎，合閘電阻端部均壓罩存在明顯的電弧放電痕跡。

分析認(rèn)為，5051(B 相)罐體下部殼內(nèi)表面存在異物導(dǎo)致第4 串合閘電阻端部均壓罩對(duì)罐體放電。初始由于一串電阻的限流，使得放電(短路)電流在4 000A ～5 000A 間，在不到10ms 的時(shí)間內(nèi)，造成通串合閘電阻爆炸，從而導(dǎo)致直接對(duì)地放電，接地短路電流達(dá)到約20kA。

3 結(jié)論

母線(xiàn)失壓故障產(chǎn)生的原因很多，要認(rèn)真總結(jié)分析。變電站值班人員要按照值班規(guī)定對(duì)設(shè)備進(jìn)行日常巡視，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決，對(duì)突發(fā)故障，要按應(yīng)急預(yù)案冷靜處理，確保設(shè)備安全運(yùn)行。

[1]李凡青.母線(xiàn)失壓事故分析及處理[J].中小企業(yè)科技，2010(8).