一起變電站三相跳閘故障暴露出的問題及處理措施

高 宏，史紅潔，趙華林

（1.國網(wǎng)山西省電力公司電力科學(xué)研究院，山西 太原 030001；2.國網(wǎng)山西忻州供電公司，山西 忻州 034000）

0 引言

某次由于開關(guān)設(shè)備制造廠安裝人員安裝錯(cuò)誤，生產(chǎn)運(yùn)行人員按操作票操作過程中發(fā)生一起斷路器保護(hù)三相跳閘故障，事故暴露出制造、安裝、調(diào)試、驗(yàn)收各方存在的問題。制造廠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)欠合理、外殼標(biāo)識(shí)不清楚不規(guī)范、質(zhì)量把控不嚴(yán)，為事故發(fā)生埋下了隱患；安裝、調(diào)試單位措施不到位、業(yè)務(wù)不精準(zhǔn)，將設(shè)備帶缺陷移交生產(chǎn)單位；生產(chǎn)單位在前期基建階段生產(chǎn)技術(shù)人員介入深度不夠，重要環(huán)節(jié)上驗(yàn)收乏力，導(dǎo)致隱患一直未被發(fā)現(xiàn)，設(shè)備帶嚴(yán)重問題運(yùn)行了近兩年。本文主要分析事故暴露出的交接驗(yàn)收方面的問題，并提出相關(guān)建議。

1 基本情況

1.1 故障設(shè)備基本情況

某220 kV變電站220 kV設(shè)備為某開關(guān)電氣有限公司生產(chǎn)ZF9-252戶外分箱式GIS，2008年6月出廠，2009年4月9日投運(yùn)。本次220 kV東母PT間隔為投運(yùn)后首次進(jìn)行單獨(dú)PT停電檢修。

1.2 故障情況

按照停電計(jì)劃安排，3月24日07：00—25日20：00某站東母PT轉(zhuǎn)檢修，進(jìn)行吸附劑罩更換工作。當(dāng)日07：10接中調(diào)令開始進(jìn)行“220 kV東母電壓互感器停電，電壓互感器由運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換為檢修狀態(tài)”操作。

07：17執(zhí)行操作票最后一項(xiàng)，在合上東母電壓互感器2東90（PT側(cè)接地刀） 時(shí)，發(fā)生GIS內(nèi)部異響，斷路器保護(hù)三相跳閘。

2 現(xiàn)場檢查情況

2.1 操作票檢查

操作票現(xiàn)場檢查，執(zhí)行正確，整個(gè)操作過程全部符合倒閘操作規(guī)程要求。

2.2 GIS現(xiàn)場檢查情況

根據(jù)故障發(fā)生情況，重點(diǎn)對220 kV東母2東9隔離開關(guān)、母線側(cè)地刀2東10、PT側(cè)地刀2東90進(jìn)行詳細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)2東10與2東90地刀操動(dòng)連桿與操作機(jī)構(gòu)裝反。具體參看圖1、圖2。

圖1 220 kV東母至PT現(xiàn)場實(shí)際圖

圖2 220 kV東母PT地刀現(xiàn)場實(shí)際圖

由上述2圖可以看出母線側(cè)接地刀2東10（ES63） 的操動(dòng)機(jī)構(gòu)連桿實(shí)際控制的是PT側(cè)地刀，同樣標(biāo)識(shí)為PT側(cè)接地刀2東90（ES64） 的操動(dòng)機(jī)構(gòu)連桿實(shí)際控制的是母線側(cè)地刀。

從圖3可以看出，實(shí)際標(biāo)注為“ES63”的地刀連桿裝配在標(biāo)注為“ES64”的地刀操動(dòng)機(jī)構(gòu)上，沒有對應(yīng)安裝。

圖3 連桿編號(hào)與操作結(jié)構(gòu)編號(hào)不符

根據(jù)上述檢查結(jié)果可以得出結(jié)論，由于制造廠安裝人員將PT側(cè)地刀與母線側(cè)地刀操動(dòng)連桿裝反，導(dǎo)致運(yùn)行人員在按照既有標(biāo)志操作PT側(cè)地刀（2東90） 時(shí)，實(shí)際為母線側(cè)地刀（2東10） 動(dòng)作合閘，從而引起母線三相短路接地故障的發(fā)生。

連桿安裝錯(cuò)誤及安裝正確示意圖參看圖4、圖5。

圖4 故障前東母PT

圖5 處理后東母PT

2.3 保護(hù)動(dòng)作情況

3月24日07 時(shí)18分，220 kV某變電站發(fā)生220 kV東母母線三相故障，保護(hù)快速動(dòng)作，故障持續(xù)時(shí)間A相32.4 ms，B相52.2 ms，C相40.2 ms；故障電流見表1。

表1 某變電站220 kV東母母線三相故障電流 A

故障點(diǎn)電流16000+16000+1856+1856=35712A=35.712 kA（計(jì)算母線短路電流34.58 kA），2套母差保護(hù)均快速動(dòng)作，切除故障；向趙I線291線路保護(hù)母差遠(yuǎn)跳趙家山側(cè)2032、2033斷路器。由故障點(diǎn)可以看出2套母差保護(hù)正確動(dòng)作，跳東母線所帶斷路器；斷路器保護(hù)聯(lián)跳并啟動(dòng)失靈；向趙I線縱聯(lián)保護(hù)在向陽側(cè)母線保護(hù)動(dòng)作后向趙家山發(fā)直跳和允許命令，遠(yuǎn)方啟動(dòng)跳趙家山側(cè)斷路器。

2.4 其他檢查事項(xiàng)

對220 kV東母PT間隔以外的所有GIS一次設(shè)備進(jìn)行了全面檢查，未見異常；檢查繼電保護(hù)裝置未見異常；檢查東母PT母線側(cè)地刀閉鎖回路未見異常。

2.5 故障點(diǎn)開倉檢查

回收氣體后打開220 kV東母PT隔離開關(guān)倉室手孔，發(fā)現(xiàn)母線側(cè)地刀動(dòng)靜觸頭、均壓罩嚴(yán)重?zé)龘p，倉室內(nèi)嚴(yán)重污染，由于燒灼母線側(cè)地刀再次合閘時(shí)已合不到位。如圖6所示。

圖6 220 kV東母PT母線側(cè)接地刀起弧情況

3 故障原因分析及暴露出的問題

3.1 故障原因

故障的直接原因是制造廠安裝人員錯(cuò)誤地將PT側(cè)地刀與母線側(cè)地刀操動(dòng)連桿裝反，導(dǎo)致母線三相短路接地故障。本文對制造廠、施工、調(diào)試單位的問題不做具體分析，重點(diǎn)分析生產(chǎn)運(yùn)行單位在交接驗(yàn)收時(shí)，如何識(shí)別這種一次設(shè)備的安裝錯(cuò)誤，避免此類帶病設(shè)備入網(wǎng)運(yùn)行，以提高電網(wǎng)的運(yùn)行安全水平。

3.2 交接驗(yàn)收方面暴露出的問題

a） 沒有嚴(yán)格把關(guān)：主動(dòng)工作熱情不夠，過分依靠廠家和施工單位，對設(shè)備調(diào)試過程、高壓試驗(yàn)程序沒有深入了解認(rèn)知。廠家、施工單位、調(diào)試單位提供的圖紙、報(bào)告在分公司變成一種形式，沒有對其合理性深入研究，沒有盡到設(shè)備運(yùn)行單位應(yīng)盡的職責(zé)。

b） 管理積弊很深：對于工作界面間的銜接存在死區(qū)，推責(zé)心態(tài)和懈怠做法在管理的各個(gè)層面普遍存在。特別是和基建等上道工序配合與主動(dòng)融合上有差距，對別人要求多，對自身放松要求，造成工作上存在真空地帶，影響工作的效果和效率。

c）驗(yàn)收流程混亂：在基建設(shè)備安裝、調(diào)試、試驗(yàn)等重要環(huán)節(jié)上安排生產(chǎn)人員介入深度不夠，整體驗(yàn)收流程不清晰，人員到位不明確。沒有形成從設(shè)計(jì)到投產(chǎn)全過程的到位驗(yàn)收管理模式，造成多道環(huán)節(jié)失控。

d）驗(yàn)收項(xiàng)目不全：對封閉式設(shè)備的驗(yàn)收這一關(guān)鍵環(huán)節(jié)，沒有結(jié)合內(nèi)外部結(jié)構(gòu)、運(yùn)行原理、動(dòng)作性能進(jìn)行深入了解，驗(yàn)收項(xiàng)目粗淺，缺乏針對性和有效性，該發(fā)現(xiàn)的問題沒有發(fā)現(xiàn)；習(xí)慣性承繼固有驗(yàn)收項(xiàng)目，造成驗(yàn)收項(xiàng)目不全、疏漏等問題得不到改進(jìn)，容易發(fā)現(xiàn)缺陷的關(guān)鍵環(huán)節(jié)失控。具體到該設(shè)備，驗(yàn)收環(huán)節(jié)就未從設(shè)備根部進(jìn)行一、二次整體回路驗(yàn)證，造成設(shè)備帶缺陷移交生產(chǎn)單位。

e） 專業(yè)配合不力：在安裝結(jié)束后調(diào)試、驗(yàn)收人員一方面驗(yàn)證整體回路的完整性和邏輯閉鎖關(guān)系；另一方面檢查了設(shè)備的密封、開距等技術(shù)要求，一、二次人員未會(huì)同安裝人員共同對開合類設(shè)備從本體、機(jī)構(gòu)到后臺(tái)整體回路進(jìn)行核對驗(yàn)收。

f） 運(yùn)維手段不多：該類型地刀與刀閘間只存在電氣閉鎖，但由于僅操動(dòng)連桿裝反，操作機(jī)構(gòu)、二次回路、邏輯關(guān)系等均正確，因此無法在常態(tài)“一值一票兩邏輯”中驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)；日常巡視偏重氣體壓力等數(shù)值型項(xiàng)目，忽視最基本的設(shè)備連接狀態(tài)，導(dǎo)致了設(shè)備帶嚴(yán)重問題運(yùn)行了近2年。

g） 人員素質(zhì)不高：運(yùn)維人員在接手新設(shè)備后沒有針對性對所管轄設(shè)備進(jìn)行認(rèn)真學(xué)習(xí)和領(lǐng)會(huì)，尤其是緊湊型設(shè)備的指認(rèn)、原理結(jié)構(gòu)等了解不深入，用經(jīng)驗(yàn)主義去指導(dǎo)工作，主觀上盲目相信制造廠安裝人員。比如本次故障暴露出驗(yàn)收環(huán)節(jié)過分相信制造廠，驗(yàn)收不細(xì)不實(shí)，未對照圖紙認(rèn)真檢查出廠家的安裝錯(cuò)誤。

h）在耐壓試驗(yàn)時(shí)曾發(fā)現(xiàn)母線存在接地異常情況，但未引起重視和全程缺陷處理跟蹤，僅依靠制造廠處理。試驗(yàn)單位試驗(yàn)方案片面、試驗(yàn)流程不清晰，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)問題未解決就擱置一邊，繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)環(huán)節(jié)。對GIS這種封閉設(shè)備，一次接線應(yīng)按照圖紙用電阻類設(shè)備進(jìn)行一一核查，正確無誤方可進(jìn)行交接試驗(yàn)。

4 處理方案及下一步措施

4.1 故障處理

更換220 kV東母受損隔離開關(guān)、母線側(cè)地刀，清潔處理相連接的2個(gè)盆式絕緣子之間母線立筒、PT側(cè)地刀、倉室（紅圈內(nèi)部分），如圖7。后于3月28日23時(shí)恢復(fù)供電，送電帶電局放測試正常。

4.2 下一步措施

a） 整體排查：故障當(dāng)日安排對本站以及同廠家出廠的某220 kV變電站GIS所有隔離開關(guān)、接地刀位置、連桿對應(yīng)情況進(jìn)行專業(yè)巡檢無異常。3月25日至4月2日對其余4座220 kV變電站、21座110 kV變電站412組隔離開關(guān)、388組隔離開關(guān)地刀、66組母線地刀、74組線路地刀進(jìn)行了排查，未發(fā)現(xiàn)問題。

圖7 故障部位現(xiàn)場實(shí)際圖

b） 加強(qiáng)培訓(xùn)：一是提高運(yùn)維人員專業(yè)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和鞏固，對設(shè)備構(gòu)造、原理、運(yùn)行特性的掌握程度，開展GIS、PASS等緊湊型設(shè)備的專業(yè)培訓(xùn)，重點(diǎn)是各類隔離開關(guān)、接地刀的結(jié)構(gòu)、連動(dòng)、回路等專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)；二是提高運(yùn)維人員對GIS各設(shè)備的認(rèn)知能力，開展GIS本體上標(biāo)注相應(yīng)設(shè)備實(shí)操訓(xùn)練；三是加強(qiáng)人員素質(zhì)提升建設(shè)，探索新的運(yùn)維手段，借鑒先進(jìn)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)，在運(yùn)行維護(hù)各個(gè)環(huán)節(jié)，杜絕缺陷，實(shí)現(xiàn)零事故運(yùn)行新常態(tài)。

c）完善新設(shè)備投運(yùn)前的制造、安裝、調(diào)試、驗(yàn)收把關(guān)手段。一是梳理驗(yàn)收流程，明確設(shè)備投運(yùn)前各環(huán)節(jié)的驗(yàn)收內(nèi)容、責(zé)任范圍及人員到位，尤其是耐壓試驗(yàn)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)監(jiān)控到位；二是補(bǔ)充細(xì)化驗(yàn)收項(xiàng)目，對所有輸變電設(shè)備驗(yàn)收項(xiàng)目進(jìn)行細(xì)化、補(bǔ)充、完善，覆蓋所有關(guān)鍵重要環(huán)節(jié)；三是加強(qiáng)專業(yè)配合，避免造成工作上的真空地帶，尤其針對開合類設(shè)備，各方相關(guān)技術(shù)人員要協(xié)同作戰(zhàn)完成整體回路驗(yàn)證。

d）完善標(biāo)準(zhǔn)：編制GIS現(xiàn)場安裝標(biāo)準(zhǔn)工藝作業(yè)指導(dǎo)書和GIS驗(yàn)收作業(yè)指導(dǎo)書。