高壓隔離開(kāi)關(guān)輔助接點(diǎn)損壞引起連鎖反應(yīng)造成全站失電問(wèn)題分析

胡軍

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局，廣東東莞，523000）

1 全站失電前、后的電網(wǎng)運(yùn)行方式

1.1 失電前電網(wǎng)運(yùn)行方式

220kV部分：220kV A變電站（失電站）220kV部分為雙母線(xiàn)接線(xiàn)方式，由220kV線(xiàn)路Ⅰ回254斷路器、220kV線(xiàn)路Ⅱ回線(xiàn)253斷路器向220kVⅠ段母線(xiàn)供電，220kV線(xiàn)路Ⅱ回線(xiàn)251斷路器向220kVⅠ段母線(xiàn)備供（熱備用狀態(tài)），220kV線(xiàn)路Ⅰ回線(xiàn)252斷路器處于檢修狀態(tài)，220kV備自投裝置正常投入（單備雙方式），220kV#1、#2主變壓器運(yùn)行于220kVⅠ段母線(xiàn)，220kV母聯(lián)212斷路器處于運(yùn)行狀態(tài),220kVⅠ、Ⅱ段母線(xiàn)并列運(yùn)行。

110kV部分：220kV A變電站（失電站）110kV母線(xiàn)并列運(yùn)行。

1.2 失電后電網(wǎng)運(yùn)行方式

220kV部分：220kV A變電站（失電站）220kVⅠ、Ⅱ段母線(xiàn)失電。

110kV部分：110kVⅠ、Ⅱ段母線(xiàn)失電，即全站失電。

2 事件發(fā)生經(jīng)過(guò)

2.1 事件發(fā)生經(jīng)過(guò)

2017年xx月xx日09時(shí)47分，值班員正常斷開(kāi)220kV母聯(lián)212斷路器時(shí)，220kVⅠ段母線(xiàn)PT二次保護(hù)電壓空開(kāi)（三相聯(lián)動(dòng)）、計(jì)量電壓B相（分相）空開(kāi)跳閘，220kV備用電源自投裝置檢測(cè)到220kVⅠ段母線(xiàn)失電后，220kV備用電源自投裝置啟動(dòng)并動(dòng)作出口跳開(kāi)220kV線(xiàn)路Ⅰ回254斷路器、線(xiàn)路Ⅱ回線(xiàn)253斷路器，合上220kV線(xiàn)路Ⅱ回線(xiàn)251斷路器。

2.2 事件擴(kuò)大經(jīng)過(guò)

220kV線(xiàn)路Ⅱ回線(xiàn)路251斷路器經(jīng)220kV備用電源自投裝置合上后，因滿(mǎn)足距離手合加速保護(hù)動(dòng)作條件，09時(shí)47分29秒268毫秒，220kV線(xiàn)路Ⅱ回線(xiàn)路主一、主二保護(hù)距離手合加速保護(hù)動(dòng)作后永跳251斷路器，造成220kV A變電站全站失電。

3 調(diào)查分析

3.1 現(xiàn)場(chǎng)檢查情況

二次檢查情況：（1）檢查發(fā)現(xiàn)220kVⅠ段母線(xiàn)PT二次電壓空開(kāi)跳閘。（2）檢查發(fā)現(xiàn)220kV電壓并列裝置母線(xiàn)PT電壓并列開(kāi)關(guān)在“禁止并列”位置。（3）調(diào)閱故障錄波文件，發(fā)現(xiàn)220kV母聯(lián)212斷路器斷開(kāi)至220kVⅠ段母線(xiàn)PT二次電壓空開(kāi)跳閘前，220kVⅠ、Ⅱ段母線(xiàn)均有電壓，且大小均降至50%UN，波形一致，懷疑220kVⅠ、Ⅱ段母線(xiàn)PT二次回路非正常并列，排除220kV PT并列屏并列的可能后，縮小范圍至220kV線(xiàn)路和主變電壓切換回路。（4）檢查220kV線(xiàn)路和主變電壓切換回路，發(fā)現(xiàn)220kV寧江Ⅰ回線(xiàn)路保護(hù)屏電壓切換回路電位異常，依次檢查保護(hù)屏、斷路器端子箱、隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱，常閉接點(diǎn)回路電壓均為負(fù)電位，判斷電壓切換繼電器同時(shí)動(dòng)作、220kVⅠ、Ⅱ段母線(xiàn)PT二次回路被并列。（5）進(jìn)一步檢查2542隔離開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)輔助開(kāi)關(guān)接點(diǎn)通斷情況，發(fā)現(xiàn)12對(duì)常開(kāi)常閉接點(diǎn)均未導(dǎo)通。

對(duì)輔助開(kāi)關(guān)進(jìn)行了解體分析：ZKF6型真空輔助開(kāi)關(guān)，其有效輸出角度為90度，最終輸出角度由行程開(kāi)關(guān)控制電機(jī)停轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)到一定角度后，在儲(chǔ)能彈簧的作用下，活動(dòng)撥塊帶動(dòng)轉(zhuǎn)子快速動(dòng)作，形成常開(kāi)、常閉接點(diǎn)的迅速切換。

檢查輔助開(kāi)關(guān)的常開(kāi)、常閉節(jié)點(diǎn)均處于開(kāi)斷狀態(tài)，初步分析：輔助開(kāi)關(guān)快速機(jī)構(gòu)已動(dòng)作但未成功切換；解剖后進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)：輔助開(kāi)關(guān)內(nèi)部部件已經(jīng)發(fā)生位移，接點(diǎn)與電磁鐵相對(duì)位置發(fā)生改變、磁場(chǎng)偏移，造成常開(kāi)接點(diǎn)打開(kāi)、常閉接點(diǎn)也斷開(kāi)。

3.2 繼電保護(hù)動(dòng)作行為分析

（1）220kVⅠ段母線(xiàn)PT空開(kāi)跳閘行為分析

通過(guò)220kV母差保護(hù)裝置開(kāi)入變位情況、后臺(tái)及故障錄波圖（分析，09時(shí)47分18秒610毫秒，斷開(kāi)220kV母聯(lián)212斷路器后，并列裝置電壓監(jiān)視繼電器返回，后臺(tái)報(bào)220kVPT并列裝置Ⅰ母、Ⅱ母失電信號(hào)。故障錄波顯示，此時(shí)220kV Ⅰ、Ⅱ段母線(xiàn)PT二次電壓均降低至50%UN左右，但220kVⅠ、 Ⅱ段母線(xiàn)PT二次仍有電壓（電壓保持6秒）。

220kVⅠ段母線(xiàn)帶電、Ⅱ段母線(xiàn)停電，但Ⅰ、Ⅱ段母線(xiàn)PT二次電壓回路經(jīng)由220kV線(xiàn)路Ⅰ回254斷路器間隔的電壓切換回路并列，220kVⅠ段母線(xiàn)PT經(jīng)Ⅰ段母線(xiàn)二次電壓空開(kāi)、Ⅰ母PT重動(dòng)回路、220kV線(xiàn)路Ⅰ回254斷路器電壓切換回路、Ⅱ母PT重動(dòng)回路、Ⅱ母PT二次電壓空開(kāi)向220kVⅡ母PT反送電，導(dǎo)致220kVⅠ母PT二次保護(hù)電壓空開(kāi)（B6，三相聯(lián)動(dòng)空開(kāi)）、計(jì)量電壓B相空開(kāi)（C6，A、B、C相分相空開(kāi)）跳閘。

圖1 母線(xiàn)PT二次回路反充電原理圖

220kV母線(xiàn)PT保護(hù)電壓與計(jì)量電壓使用PT不同繞組，保護(hù)電壓回路使用B級(jí)空開(kāi)，計(jì)量電壓回路使用C級(jí)空開(kāi)。B、C級(jí)空開(kāi)在動(dòng)作特性上有所差別，當(dāng)空開(kāi)動(dòng)作時(shí)間為6S時(shí)，B6空開(kāi)動(dòng)作電流大約為18A左右，C6空開(kāi)動(dòng)作時(shí)間大約為20A左右，B級(jí)空開(kāi)比C級(jí)空開(kāi)動(dòng)作電流更小。根據(jù)B級(jí)、C級(jí)空開(kāi)特性，當(dāng)電流大小相同時(shí)，C級(jí)空開(kāi)動(dòng)作時(shí)間比B級(jí)稍長(zhǎng)。

當(dāng)220kV母聯(lián)212斷路器斷開(kāi)后，對(duì)Ⅱ母PT反充電，Ⅰ、Ⅱ母PT空開(kāi)均產(chǎn)生過(guò)電流情況，Ⅰ母PT空開(kāi)位于電源側(cè)，ⅠPT二次電壓空開(kāi)先與Ⅱ母PT空開(kāi)跳閘。

（2）220kV備自投動(dòng)作行為分析

09時(shí)47分24秒695毫秒，220kVⅠ段母線(xiàn)PT二次保護(hù)電壓空開(kāi)跳閘后，220kVⅠ、Ⅱ段母線(xiàn)二次電壓失電，220kV 備自投裝置進(jìn)入備自投判斷邏輯，因滿(mǎn)足其動(dòng)作條件：①220kVⅠ、Ⅱ段母線(xiàn)二次電壓失電；②備自投有流判據(jù)滿(mǎn)足動(dòng)作條件（該備自投裝置有流閉鎖定值為0.5A，故障錄波測(cè)得220kV線(xiàn)路Ⅰ回254斷路器、線(xiàn)路Ⅱ回253斷路器流過(guò)最大二次電流約為0.02A，達(dá)不到有流閉鎖定值0.5A，220kV備用電源自投裝置經(jīng)過(guò)1.5s后出口跳開(kāi)主供線(xiàn)路220kV線(xiàn)路Ⅰ回254斷路器、線(xiàn)路Ⅱ回253斷路器，經(jīng)3.0s出口合上220kV線(xiàn)路Ⅱ回線(xiàn)251斷路器， 220kV線(xiàn)路Ⅱ回線(xiàn)251斷路器因距離手合加速動(dòng)作跳開(kāi)，備自投動(dòng)作情況如圖2所示。

圖2 220kV備自投裝置動(dòng)作報(bào)告

分析結(jié)論：220kV備自投動(dòng)作正確。

（3）220kV線(xiàn)路Ⅱ回線(xiàn)251斷路器動(dòng)作行為分析

09時(shí)47分29秒214毫秒，220kV備用電源自投裝置出口合220kV線(xiàn)路Ⅱ回251斷路器，因220kVⅠ段母線(xiàn)PT二次保護(hù)電壓失電，同時(shí)有電流突變量啟動(dòng)，電抗值為0.4歐姆，滿(mǎn)足手合距離加速保護(hù)動(dòng)作的三個(gè)條件，距離手合加速動(dòng)作出口永跳220kV線(xiàn)路Ⅱ回251斷路器。（注：距離手合加速需滿(mǎn)足三個(gè)條件：①手動(dòng)合閘加速動(dòng)作。三相開(kāi)關(guān)跳位10s后又有電流突變量啟動(dòng)，則判為手動(dòng)合閘，投入手合加速動(dòng)能，PT斷線(xiàn)不閉鎖手動(dòng)合閘加速。②加速距離段測(cè)量阻抗?jié)M足接地或相間距離Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段其中一段定值。③電流突變量啟動(dòng)。）

分析結(jié)論：220kV線(xiàn)路Ⅱ回線(xiàn)251保護(hù)動(dòng)作正確。

4 原因分析

4.1 直接原因

2542隔離開(kāi)關(guān)輔助開(kāi)關(guān)切換不正常，常閉接點(diǎn)未正常閉合，引起PT二次側(cè)并列，造成220kVⅠ段母線(xiàn)PT二次保護(hù)空開(kāi)跳閘。

4.2 間接原因

在斷開(kāi)220kV母聯(lián)212斷路器時(shí)，220kVⅠ段母線(xiàn)PT二次電壓通過(guò)254斷路器操作箱內(nèi)電壓切換回路反充電至Ⅱ段母線(xiàn)PT，造成220kVⅠ段母線(xiàn)PT二次保護(hù)空開(kāi)跳閘，220kVⅠ段母線(xiàn)二次電壓失電，220kV 備自投裝置進(jìn)入備自投判斷邏輯，經(jīng)過(guò)1.5s后出口跳開(kāi)主供線(xiàn)路220kV線(xiàn)路Ⅰ回254斷路器、線(xiàn)路Ⅱ回253斷路器，經(jīng)3.0s出口合上220kV線(xiàn)路Ⅱ回線(xiàn)251斷路器（備自投動(dòng)作正確）。隨后，因220kVⅠ段母線(xiàn)PT二次保護(hù)電壓失電，同時(shí)有電流突變量啟動(dòng)，電抗值為0.4歐姆，滿(mǎn)足線(xiàn)路保護(hù)手合距離加速保護(hù)動(dòng)作的三個(gè)條件，220kV線(xiàn)路Ⅱ回線(xiàn)251主一、主二保護(hù)的距離手合加速動(dòng)作出口永跳，從而該站220kV線(xiàn)路電源端全部斷開(kāi)，全站失電。