110 kV某變電站10 kV 1M母線速斷保護(hù)動(dòng)作分析與處理

陳淑芬

摘 要：分析了110 kV某變電站10 kV 1M母線速斷保護(hù)動(dòng)作，跳開#1主變10 kV側(cè)501開關(guān)，同時(shí)，閉鎖10 kV母聯(lián)500開關(guān)備自投，引發(fā)10 kV 1M母線失壓事故，然后根據(jù)設(shè)備的現(xiàn)場實(shí)際情況推理出各種可能的故障原因，并提出相應(yīng)的處理措施。

關(guān)鍵詞：母線速斷；母線失壓；110 kV變電站；開關(guān)備自投

中圖分類號(hào)：TM407 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.19.146

1 事件現(xiàn)象

2016-05-02T19：53，110 kV某變電站10 kV 1M母線速斷保護(hù)動(dòng)作，#1主變10 kV側(cè)501開關(guān)跳閘，同時(shí)，閉鎖10 kV母聯(lián)500開關(guān)備自投，造成10 kV 1M母線失壓，巡維中心值班員到達(dá)現(xiàn)場檢查10 kV1M母線無異常，10 kV F7某某線保護(hù)裝置的動(dòng)作燈亮，707開關(guān)在合閘位置，其他保護(hù)裝置無異常信號(hào)。

2 技術(shù)分析

10 kV母線快速保護(hù)不是單獨(dú)的保護(hù)裝置，它由動(dòng)作元件和閉鎖元件兩部分組成，即嵌入在主變變低后備保護(hù)裝置中的動(dòng)作元件和嵌入在10 kV間隔（包括10 kV饋線、站用變、接地變、電容器等，下同）保護(hù)裝置中的閉鎖元件組成。10 kV母線快速保護(hù)典型邏輯關(guān)系如圖1所示。

由圖1可知，動(dòng)作元件反應(yīng)流經(jīng)主變變低開關(guān)的電流增大，當(dāng)10 kV母線上發(fā)生任何相間短路的情況時(shí)，都能夠反應(yīng)。閉鎖元件反應(yīng)10 kV間隔電流增大，當(dāng)10 kV間隔發(fā)生任何相間短路時(shí)，閉鎖元件瞬時(shí)動(dòng)作，發(fā)出閉鎖信號(hào)。該信號(hào)被瞬時(shí)傳送到變低后備保護(hù)裝置中10 kV母線快速保護(hù)的邏輯回路中，以閉鎖10 kV母線快速保護(hù)。

在10 kV母線快速保護(hù)功能設(shè)置為投入、10 kV分段開關(guān)處于分閘位置、無10 kV母線快速保護(hù)閉鎖信號(hào)輸入的情況下，如果發(fā)生10 kV母線故障，10 kV母線快速保護(hù)的動(dòng)作元件動(dòng)作，10 kV母線快速保護(hù)經(jīng)延時(shí)T1跳開主變變低開關(guān)，同時(shí)，閉鎖10 kV備自投。

當(dāng)10 kV間隔保護(hù)范圍內(nèi)故障或10 kV分段開關(guān)在合閘位置時(shí)，閉鎖元件瞬時(shí)發(fā)出閉鎖信號(hào)，并傳送至主變變低后備保護(hù)裝置，閉鎖10 kV母線快速保護(hù)。

110 kV某變電站10 kV母線快速保護(hù)與各10 kV間隔單元閉鎖元件之間的閉鎖信號(hào)傳送遞，采用硬接點(diǎn)方式，即將所有10 kV間隔單元保護(hù)裝置中的閉鎖元件瞬時(shí)動(dòng)作出口接點(diǎn)并聯(lián)，接入主變變低后備保護(hù)裝置的10 kV母線快速保護(hù)閉鎖開入回路，以閉鎖變低后備保護(hù)裝置中的10 kV母線快速保護(hù)。

2.1 運(yùn)行方式

事故發(fā)生前，110 kV某變電站#1、#2、#3主變各帶本段母線運(yùn)行，各10 kV母線分列運(yùn)行，10 kV母聯(lián)500開關(guān)、550開關(guān)在分閘位置，各主變變低501、502甲、502乙、503開關(guān)在合閘位置，具體如圖2所示。

事故發(fā)生后，110 kV某變電站#1主變10 kV側(cè)501開關(guān)跳閘，10 kV 1M母線失壓，#2、#3主變各帶本段母線運(yùn)行，10 kV母聯(lián)500開關(guān)、550開關(guān)在分閘位置，具體如圖3所示。

2.2 10 kV母線快速保護(hù)動(dòng)作原因分析

10 kV母線快速保護(hù)動(dòng)作原因有以下3點(diǎn)：①10 kV母線上發(fā)生短路故障，流經(jīng)主變變低開關(guān)的故障電流達(dá)到10 kV母線速斷保護(hù)定值；②10 kV間隔發(fā)生短路故障，流經(jīng)主變變低開關(guān)的故障電流達(dá)到10 kV母線速斷保護(hù)定值，但是，該10 kV間隔閉鎖元件無動(dòng)作；③10 kV間隔發(fā)生短路故障，流經(jīng)主變變低開關(guān)的故障電流達(dá)到10 kV母線速斷保護(hù)定值，閉鎖元件動(dòng)作，但是，閉鎖信號(hào)沒有傳送到變低后備保護(hù)裝置中10 kV母線快速保護(hù)的邏輯回路中。

2.3 處理過程

2016-05-02T19：53分，110 kV某變電站10 kV 1M母線快速保護(hù)動(dòng)作，#1主變10 kV側(cè)501開關(guān)跳閘，同時(shí)，閉鎖10 kV母聯(lián)500開關(guān)備自投，造成10 kV 1M母線失壓；2016-05-02T20：20，巡維中心值班員到達(dá)現(xiàn)場檢查10 kV 1M母線無異常，10 kV F7某某線保護(hù)裝置的動(dòng)作燈亮，707開關(guān)在合閘位置，其他保護(hù)裝置無異常信號(hào)，將情況匯報(bào)調(diào)度，經(jīng)監(jiān)控班將10 kV F7某某線707開關(guān)遠(yuǎn)方分閘；2016-05-02T20：40，合上#1主變10 kV側(cè)501開關(guān)，恢復(fù)10 kV 1M母線送電；2016-05-02T21：00，除了10 kV F7某某線外，恢復(fù)10 kV 1M母線上的饋線供電；2016-05-02T22：04，經(jīng)調(diào)度令將10 kV F7某某線線路由熱備用轉(zhuǎn)為檢修；2016-05-02T23：35，經(jīng)調(diào)度令將10 kV F7某某線707開關(guān)由冷備用轉(zhuǎn)為檢修；2016-05-03，10 kV F7某某線保護(hù)檢查無異常，更換保護(hù)的CPU插件、操作插件和電源插件后裝置試驗(yàn)合格；2016-05-09T16：20，按照調(diào)度令將10 kV F7某某線707開關(guān)和線路由檢修轉(zhuǎn)為運(yùn)行。

2.4 保護(hù)動(dòng)作分析

現(xiàn)場檢查10 kV F7某某線保護(hù)，除了發(fā)出母線速斷閉鎖外，沒有其他保護(hù)動(dòng)作，而#1主變低后備保護(hù)沒有收到10 kV F7某某線保護(hù)發(fā)出的閉鎖，10 kV母線快速保護(hù)動(dòng)作。檢查低后備保護(hù)裝置事件記錄、SOE記錄均無閉鎖快速母線保護(hù)開入記錄。#1主變變低后備保護(hù)故障錄波如圖4所示。

從圖4中可以看出，10 kV F7某某線線路故障發(fā)生后，10 kV 1M母線三相電壓同時(shí)明顯降低，三相電流同時(shí)明顯升高，故障切除后，電壓、電流同時(shí)消失。由此可判斷，該線路發(fā)生了三相短路故障。

根據(jù)上述情況，對(duì)保護(hù)動(dòng)作情況分析如下：①19：53：48：044，10 kV F7某某線發(fā)生三相短路故障，故障電流10.63 A（一次值6 378 A）超過10 kV母線速斷閉鎖保護(hù)定值2.5 A。7 ms后，10 kV F7某某線線路保護(hù)發(fā)出10 kV母線速斷閉鎖信號(hào)，閉鎖信號(hào)持續(xù)277 ms后返回，未達(dá)到限時(shí)電流速斷保護(hù)定值（0.3 s），因此，饋線保護(hù)未動(dòng)作，707開關(guān)未跳閘。②19：53：48：049，#1主變低后備感受故障電流3.29 A（一次值13 160 A）超過10 kV母線速斷保護(hù)定值1.5 A，10 kV母線速斷保護(hù)啟動(dòng)。在動(dòng)作時(shí)限0.2 s期間未收到饋線保護(hù)發(fā)送的閉鎖信號(hào)，200 ms后母線速斷保護(hù)動(dòng)作跳開#1主10 kV側(cè)501開關(guān)，并閉鎖10 kV 母聯(lián)500開關(guān)備自投，造成10 kV 1M母線失壓。由于故障電流消失，10 kV F7某某線保護(hù)隨即返回。

2.5 現(xiàn)場試驗(yàn)情況

2016-05-02，現(xiàn)場檢修人員在檢查10 kV某某線707開關(guān)機(jī)構(gòu)時(shí)，目測機(jī)構(gòu)正常，并無明顯油漬或機(jī)械卡阻，機(jī)構(gòu)二次接線緊固無松動(dòng)，機(jī)構(gòu)部件完整無損壞，檢測線圈電阻分合阻值合格，閉鎖線圈無損壞，機(jī)械特性和低電壓動(dòng)作試驗(yàn)均合格，傳動(dòng)合格正常。

2016-05-03，繼保人員在10 kV F7某某線柜短接閉鎖母線速斷保護(hù)接點(diǎn)，#1主變低后備保護(hù)正常，收到相應(yīng)閉鎖開入。模擬故障時(shí)刻電流為10.63 A，以及各種故障時(shí)長，10kV F7某某線保護(hù)母線速斷閉鎖保護(hù)動(dòng)作均正確，#1主變低后備保護(hù)均能正常收到相應(yīng)閉鎖開入?，F(xiàn)場對(duì)10 kV F7某某線保護(hù)的母線速斷閉鎖保護(hù)進(jìn)行邏輯校驗(yàn)，試驗(yàn)次數(shù)超過50次，校驗(yàn)結(jié)果均無異常。測量所有試驗(yàn)10 kV F7某某線保護(hù)的母線速斷閉鎖保護(hù)出口時(shí)間均小于35 ms，即為瞬時(shí)動(dòng)作，滿足技術(shù)規(guī)范要求。

之后，繼保人員對(duì)全站47個(gè)間隔進(jìn)行母線速斷閉鎖回路檢查試驗(yàn)，所有間隔母線速斷閉鎖回路試驗(yàn)正確。

繼保人員現(xiàn)場更換10 kV F7某某線保護(hù)的CPU插件、操作插件和電源插件，更換后裝置試驗(yàn)合格，開關(guān)傳動(dòng)動(dòng)作信號(hào)正確。更換下來的舊插件元器件外觀檢查無異常，所以，返廠作詳細(xì)檢測和進(jìn)一步分析。

舊插件返廠后，廠家對(duì)插件CPU板（WB720）、操作板（WB740）、電源板（WB760B）進(jìn)行多項(xiàng)測試，未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，總共測試次數(shù)在700次以上，未能重現(xiàn)故障。

廠家開封檢測操作板（WB740）的閉鎖母線保護(hù)出口繼電器（CJ4）發(fā)現(xiàn)，如圖5所示，在該繼電器內(nèi)部存在少量可移動(dòng)的磁極涂層雜質(zhì)黏附在繼電器觸點(diǎn)上，雜質(zhì)的位置可以移動(dòng)變化，且在磁極上發(fā)現(xiàn)有涂層劃傷。

當(dāng)雜質(zhì)剛好處于觸點(diǎn)之間時(shí)，會(huì)造成繼電器觸點(diǎn)不能可靠閉合。而繼電器動(dòng)作一次后觸點(diǎn)打開時(shí)，雜質(zhì)被彈開，繼電器觸點(diǎn)恢復(fù)正常。

2.6 分析結(jié)果

由于10 kV F7某某線保護(hù)的母線速斷保護(hù)閉鎖出口繼電器觸點(diǎn)黏附了雜質(zhì)，導(dǎo)致保護(hù)動(dòng)作后未能可靠出口，#1主變低后備母線速斷保護(hù)因?yàn)槭詹坏?0 kV F7某某線閉鎖信號(hào)而動(dòng)作，造成10 kV 1M母線失壓。

3 歸納總結(jié)

綜上所述，110 kV某變電站10 kV F7某某線線路發(fā)生三相短路，但是，10 kV F7某某線保護(hù)裝置的母線速斷保護(hù)閉鎖出口繼電器觸點(diǎn)黏附了雜質(zhì)，導(dǎo)致10 kV F7某某線保護(hù)動(dòng)作后未能可靠出口閉鎖#1主變低后備母線速斷保護(hù)，從而使10 kV母線速斷保護(hù)動(dòng)作跳開#1主變10 kV側(cè)501開關(guān)，并閉鎖10 kV母聯(lián)500開關(guān)備自投，造成10 kV 1M母線失壓。另外，10 kV母線速斷保護(hù)動(dòng)作時(shí)限比10 kV饋線限時(shí)電流速斷保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限短，在母線閉鎖信號(hào)和回路故障時(shí)，容易失配造成越級(jí)動(dòng)作。因?yàn)?0 kV母線速斷保護(hù)閉鎖回路關(guān)聯(lián)復(fù)雜、可靠性低， 所以，2016-05-12，調(diào)度決定將10 kV母線速斷保護(hù)定值時(shí)限由0.2 s修改為0.6 s，保證與10 kV饋線定時(shí)限過流保護(hù)時(shí)限的0.3 s有一定級(jí)差，預(yù)防10 kV母線速斷保護(hù)誤動(dòng)造成越級(jí)跳閘事件的重復(fù)發(fā)生。

〔編輯：白潔〕