幾起母線差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作的情況分析

杜兆慧

摘 要：華陽(yáng)礦區(qū)電網(wǎng)變電站母線差動(dòng)保護(hù)在運(yùn)行過(guò)程中由于天氣、設(shè)備、人員等原因造成的多起系統(tǒng)停電事故，給煤礦供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了較大影響。為杜絕同類(lèi)事故發(fā)生，吸取事故教訓(xùn)，提升煤礦安全供電的可靠性，結(jié)合母線差動(dòng)保護(hù)原理對(duì)事故發(fā)生的經(jīng)過(guò)、原因以及造成的影響進(jìn)行了詳細(xì)分析，對(duì)近年來(lái)發(fā)生的母線差動(dòng)保護(hù)跳閘事故進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)整理，總結(jié)出相應(yīng)預(yù)防事故的方法，并提出改進(jìn)措施，對(duì)今后華陽(yáng)礦區(qū)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行意義重大。

關(guān)鍵詞：華陽(yáng)礦區(qū)電網(wǎng);母線差動(dòng)保護(hù);誤動(dòng)作;措施

0 引言

近年來(lái)，華陽(yáng)礦區(qū)電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，供電網(wǎng)絡(luò)逐年拓展，已形成一個(gè)規(guī)模龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的電力系統(tǒng)。其輸送容量也不斷增大，系統(tǒng)停電事故對(duì)電網(wǎng)、設(shè)備、人身的安全威脅性更是逐步加劇，由此停電事故造成的損失也越來(lái)越嚴(yán)重。各發(fā)、變、供電單位需警惕惡性事故的發(fā)生，認(rèn)識(shí)到供電安全工作的重要性、緊迫性。

華陽(yáng)礦區(qū)電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部各區(qū)域供電電源都是僅來(lái)自礦站的唯一供電電源，一礦區(qū)域、二礦老區(qū)、三礦區(qū)域、新景礦區(qū)域、五礦區(qū)域，各區(qū)域的系統(tǒng)電源均取自礦站35 kV雙母線，供電線路多達(dá)13條，其中各礦站室和區(qū)域之間還存在相互交叉的情況，而且多是串連型供電模式，一旦上級(jí)站室發(fā)生誤操作或設(shè)備事故，下級(jí)或下幾級(jí)站將全部失電，存在電網(wǎng)穩(wěn)定性差、主樞紐站供電安全性低等問(wèn)題。

母線差動(dòng)保護(hù)作為變電站母線的重要保護(hù)，發(fā)生事故的概率相對(duì)較低，但母線作為重要樞紐站負(fù)荷分配的中心，故障所帶來(lái)的影響和破壞力又是巨大的，因此，母線設(shè)備及保護(hù)的安全穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)系統(tǒng)持續(xù)發(fā)、供電具有非常重要的意義。同樣，母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳閘事故也會(huì)影響到整個(gè)供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，因此，母線差動(dòng)保護(hù)的安全運(yùn)行在一定程度上是提升煤礦供電安全性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

母差保護(hù)能快速有效隔離故障母線，確保非故障母線安全穩(wěn)定運(yùn)行，有效提升變電站供電可靠性。隨著GIS封閉式組合電器廣泛應(yīng)用于供電系統(tǒng)，配備相應(yīng)的母線差動(dòng)保護(hù)就顯得勢(shì)在必行，但是，連續(xù)發(fā)生的幾起母線差動(dòng)保護(hù)跳閘事故，給華陽(yáng)礦區(qū)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)，針對(duì)這些問(wèn)題，筆者運(yùn)用實(shí)踐所學(xué)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合理論知識(shí)，對(duì)所發(fā)生的問(wèn)題進(jìn)行了分析，希望能提前預(yù)防事故發(fā)生，有效保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 母線差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作及原因分析

1.1? ? 二次回路絕緣下降導(dǎo)致母線差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作

（1）事故經(jīng)過(guò)描述。2016年7月19日，陽(yáng)泉地區(qū)大范圍高強(qiáng)度降雨達(dá)22 h，由普通的Ⅳ級(jí)藍(lán)色預(yù)警變更為Ⅱ級(jí)暴雨橙色預(yù)警，最后變更為Ⅰ級(jí)紅色預(yù)警。突然礦站110 kV母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，全站停電，由于礦站110 kV母線使用絕緣性能較好、滅弧能力強(qiáng)、介電強(qiáng)度高的SF6介質(zhì)，使用母線、開(kāi)關(guān)、刀閘、互感器有機(jī)組合成一體的氣體絕緣全封閉GIS配電裝置，大雨對(duì)母線內(nèi)設(shè)備的影響微乎其微，母線內(nèi)部設(shè)備絕緣下降的可能性很小，基本上可排除一次設(shè)備故障。事故后發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)模擬屏上礦站2#主變114-2刀閘及114-1刀閘事故時(shí)刻發(fā)生了變位狀況，但實(shí)際并沒(méi)有進(jìn)行操作，站內(nèi)后臺(tái)系統(tǒng)及保護(hù)測(cè)控裝置均沒(méi)有操作記錄。綜合以上原因，判定現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有對(duì)兩個(gè)刀閘進(jìn)行相關(guān)操作，是礦站110 kV系統(tǒng)2#主變刀閘GIS設(shè)備機(jī)構(gòu)發(fā)生誤動(dòng)作。

（2）事故造成的影響。本次事故造成集團(tuán)公司電網(wǎng)大面積停電，華陽(yáng)集團(tuán)礦區(qū)電網(wǎng)35 kV降配電室所屬28個(gè)降壓站全部停電，導(dǎo)致本部所有區(qū)域礦井、電廠、醫(yī)院等重要用戶(hù)全部停電，時(shí)間長(zhǎng)達(dá)20 min，坑下全部撤人，損失巨大，嚴(yán)重影響了集團(tuán)公司本部所有礦井及地面單位的安全生產(chǎn)，屬于重大安全停電事故。

（3）事故原因分析。事故后和廠家對(duì)2#主變114-2DS刀閘的分合聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)進(jìn)行排查時(shí)，發(fā)現(xiàn)114-3DS刀閘機(jī)構(gòu)箱進(jìn)水，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)114-3DS刀閘與114-2DS刀閘聯(lián)鎖接點(diǎn)16與電源接點(diǎn)17短路，控制線絕緣為0.3 MΩ，導(dǎo)致刀閘回路導(dǎo)通，使刀閘誤分。事故后和廠家對(duì)2#主變114-1DS刀閘的分合聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)進(jìn)行排查時(shí)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)114-3DS刀閘與114-1DS刀閘聯(lián)鎖接點(diǎn)30與電源接點(diǎn)17短路，控制線絕緣為0 MΩ，導(dǎo)致114-1DS刀閘回路導(dǎo)通，使刀閘誤合。綜合以上兩點(diǎn)原因，判定礦站110 kV系統(tǒng)2#主變114-2和114-1刀閘GIS設(shè)備機(jī)構(gòu)發(fā)生誤動(dòng)作，所以這兩個(gè)故障點(diǎn)是礦站110 kV母線Ⅱ母小差、大差差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作的根本原因，也是造成兩次跳閘事故的誘因。母線帶負(fù)荷拉合隔離開(kāi)關(guān)是導(dǎo)致母線大差保護(hù)動(dòng)作的主要原因。

1.2? ? 二次接線未接入裝置引起母線差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作

（1）事故經(jīng)過(guò)描述。本次事故有3個(gè)故障點(diǎn)：北頭嘴站北吳1#線308開(kāi)關(guān)C相電流互感器，礦站342開(kāi)關(guān)C相穿墻套管，馨瑞家園站母聯(lián)300開(kāi)關(guān)A相電流互感器。整個(gè)事故分為3個(gè)階段：第一個(gè)階段是北吳2#線路遭受雷擊造成差動(dòng)保護(hù)跳閘，同時(shí)雷電波入侵北頭嘴站造成礦北雙線進(jìn)線開(kāi)關(guān)電流Ⅱ段保護(hù)跳閘，308開(kāi)關(guān)C相電流互感器被擊穿;7 min后第二個(gè)階段，是馨瑞站300開(kāi)關(guān)電流互感器爆炸引發(fā)礦馨線速斷保護(hù)動(dòng)作，同時(shí)礦站35 kV Ⅰ段母差保護(hù)動(dòng)作跳閘，1 min后，礦劉2#線C相支柱瓷瓶絕緣下降系統(tǒng)C相接地，引起線路AC相短路，差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳閘;21 min后第三個(gè)階段，礦北2#線312開(kāi)關(guān)電流Ⅱ段保護(hù)跳閘，北頭嘴站斷開(kāi)308開(kāi)關(guān)，系統(tǒng)C相接地消失。

（2）事故造成的影響。本次事故造成集團(tuán)公司電網(wǎng)大面積停電，華陽(yáng)集團(tuán)礦區(qū)電網(wǎng)10個(gè)降壓站停電，影響到2個(gè)主要區(qū)域礦井全部停電，3個(gè)主要區(qū)域礦井單回路供電，內(nèi)部電網(wǎng)3個(gè)電廠全部停電，時(shí)間長(zhǎng)達(dá)10 min，嚴(yán)重影響了各礦的安全生產(chǎn)，屬于重大安全停電事故。

（3）事故原因分析。雷雨天氣導(dǎo)致礦站35 kV母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，事故后對(duì)變電站35 kV Ⅰ段母線設(shè)備進(jìn)行全面排查，對(duì)相應(yīng)母線段進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)損壞及放電痕跡，通過(guò)調(diào)取現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)關(guān)變位，發(fā)現(xiàn)礦站35 kV一回出線礦馨線路發(fā)生了跳閘，但故障點(diǎn)并不在母差保護(hù)動(dòng)作范圍內(nèi)，對(duì)發(fā)生跳閘的開(kāi)關(guān)進(jìn)行了全面檢查，設(shè)備正常，35 kV Ⅰ段母線送電后正常，一次設(shè)備正常。對(duì)35 kV母差保護(hù)二次回路進(jìn)行全面檢查，并調(diào)取母差保護(hù)裝置故障錄波圖及現(xiàn)場(chǎng)接線圖，發(fā)現(xiàn)母差保護(hù)動(dòng)作主要原因是礦站礦馨線路二次電流回路沒(méi)有接入礦站35 kV母差保護(hù)裝置，結(jié)合母差保護(hù)原理，在礦馨1#線路發(fā)生A、B相短路時(shí)，礦站35 kV Ⅰ段母線母差保護(hù)裝置內(nèi)部流入和流出的故障電流不平衡，母線大差比率差動(dòng)判別為母線區(qū)內(nèi)故障，造成礦站35 kV母差保護(hù)Ⅰ段母線出現(xiàn)差流，這是礦站35 kV Ⅰ段母線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳閘的主要原因。