一起雙位置電壓切換引起變電站全停的整改分析

宋東東，胡陽，何鑫齡，張錦鴻，張玉新

（1.國網(wǎng)吐魯番供電公司，新疆 吐魯番 838000；2上海澤鑫電力科技股份有限公司，上海 200000）

0 引言

變電站220kV系統(tǒng)母線接線通常是采用雙母線接線方法，主變壓器、線路運(yùn)行在一條母線上。為使得主變、線路在不同情況下取得有關(guān)母線電壓，在操作箱中設(shè)置電壓切換回路。電壓切換回路原理在于根據(jù)刀閘輔助觸點(diǎn)進(jìn)行判斷主變或者線路所掛母線，進(jìn)而實現(xiàn)電壓的切換。輔助觸點(diǎn)可靠性是保證電壓切換正常的關(guān)鍵，若是電壓切換回路故障，可能造成PT二次并列后二次反送電，極易造成開關(guān)誤動等情況。本文主要分析一起電壓切換造成的變電站全站停電整改。

1 案例分析

1.1 案例情況概況分析

2017年4月24日23:02，220kV某A變因220kVⅠ、Ⅲ母分段之間母線電流互感器A相發(fā)生爆炸，Ⅰ、Ⅲ母線差動保護(hù)動作，跳開220kVⅠ、Ⅲ母所有斷路器，220kVⅠ、Ⅲ失壓，又因故障過程中線路保護(hù)電壓測量回路控制空開跳閘，滿足線路保護(hù)動作條件，跳開220kVⅡ母所有電源進(jìn)線，220kVⅡ母失壓，造成220kV某A變、220kV某B變、某C變及110kV某甲變失壓。

1.2 故障前電網(wǎng)運(yùn)行方式

220kV某A變220kV側(cè)采用雙母線單分段接線方式。故障前，220kVⅠ、Ⅱ、Ⅲ母并列運(yùn)行；220kVAB一線、AC一線、AG一線、1號主變在Ⅰ母運(yùn)行；220kV2號主變、AD線、AE線、AB二線、AC二線、AG二線在Ⅱ母運(yùn)行；220kVAF線在Ⅲ母運(yùn)行。

故障前，220kV某B變、某C變站內(nèi)運(yùn)行方式為220kVAB二線、AC線主供，220kVAB線、AC線運(yùn)行熱備用。

110kVA甲一、二線運(yùn)行接帶110kV某甲變負(fù)荷28MW；110kVA乙一線（風(fēng)電場）運(yùn)行、A丙一線（風(fēng)電場）運(yùn)行，兩座風(fēng)電場總出力1.2MW。

1.3 事件簡要經(jīng)過及應(yīng)急處理

4月24日23:02，220kV某A變失壓。故障造成220kV某A變Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ母線失壓，220kV某B變、某C變及110kV某甲變失壓，損失負(fù)荷2.8萬千瓦。檢查發(fā)現(xiàn)220kV某A變220kVⅠ、Ⅲ母分段靠近Ⅲ母側(cè)母線電流互感器A相發(fā)生爆炸。1:57，220kV某A變恢復(fù)供電。

1.4 故障原因分析及暴露問題

故障起因是220kV某甲變220kVⅠ、Ⅲ母分段之間靠近Ⅲ母側(cè)母線電流互感器A相發(fā)生爆炸、頂部著火，引發(fā)220kVⅠ、Ⅲ母A相接地故障，Ⅰ、Ⅲ母母線差動保護(hù)動作，切除Ⅰ母、Ⅲ母所有進(jìn)出線斷路器及母聯(lián)斷路器，220kVⅠ母、Ⅲ母失壓。220kVAD、AE線保護(hù)裝置B柜距離Ⅲ段保護(hù)動作跳閘，220kVⅡ母失壓。

現(xiàn)場故障處理過程中，檢查發(fā)現(xiàn)220kVⅡ母電壓互感器用于線路保護(hù)B柜電壓測量的電壓空開跳閘?？臻_跳閘原因為電壓切換裝置復(fù)歸回路電阻損壞，造成母線二次電壓誤并列，引起Ⅱ段母線電壓互感器第二組二次繞組空氣開關(guān)跳閘。

第一，220kVⅠ、Ⅲ母分段之間母線電流互感器A相發(fā)生爆炸、頂部著火，引發(fā)母線接地故障造成220kVⅠ、Ⅲ母差動保護(hù)動作、母線失壓。

第二，220kVⅡ母電壓互感器用于線路保護(hù)B柜電壓測量的電壓空開跳閘，滿足220kVAD線、AE線距離Ⅲ段動作條件，造成220kVⅡ母側(cè)電源進(jìn)線跳閘、母線失壓。

2 電壓切換整改方案

2.1 概況分析

電壓切換并列箱“切換繼電器同時動作”信號整改方案采用隔離刀閘雙位置輸入設(shè)計的電壓切換箱，為解決“切換繼電器同時動作”信號與交流電壓切換保持接點(diǎn)不一致的問題，并考慮外部刀閘觸點(diǎn)異常時，能將異常情況及時發(fā)出信號，以JFZ-30Q型電壓切換并列箱為例，特制定電壓切換箱并列箱信號整改方案。

2.2 切換箱信號的一般設(shè)計

采用隔離刀閘雙位置輸入設(shè)計的JFZ-30Q，電壓切換繼電器使用兩組雙位置的磁保持繼電器，直流電壓消失時，交流電壓切換接點(diǎn)磁保持，保護(hù)不會失去電壓。在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計中，“切換繼電器同時動作”信號，使用串入啟動線圈的非保持繼電器接點(diǎn)，兩組隔離開關(guān)輔助觸點(diǎn)同時閉合時，監(jiān)視繼電器1YQJF和2YQJF動作，動合觸點(diǎn)閉合發(fā)出信號。

如圖1，面板指示燈Ⅰ母運(yùn)行（L1YQJ）、Ⅱ母運(yùn)行（L2YQJ），監(jiān)視隔離刀閘常開觸點(diǎn)的位置，即分別監(jiān)視4n0101和4n0103的是否有KM+輸入。

圖1 電壓切換箱原理圖

2.3 存在的問題

“切換繼電器同時動作”信號使用非保持繼電器接點(diǎn)，不能反映雙位置磁保持的電壓切換繼電器接點(diǎn)狀態(tài)，如交流電壓切換接點(diǎn)，因某些原因，應(yīng)未能正常返回，出現(xiàn)二次并列的狀態(tài)，“切換繼電器同時動作”信號不能閉合，及時提醒運(yùn)維人員，消除運(yùn)行隱患。裝置面板的指示燈，監(jiān)視的隔離刀閘常開觸點(diǎn)的位置，也不能反映出現(xiàn)二次并列的狀態(tài)。電壓切換并列箱JFZ-30Q和含電壓切換的分相操作箱JFZ-12FB，存在同樣的情況。電壓并列箱JFZ-32Q，電壓重動接點(diǎn)1YQJ、2YQJ和電壓并列接點(diǎn)3YQJ，監(jiān)視信號接點(diǎn)也存在使用非保持接點(diǎn)的問題。

2.4 整改方案

“切換繼電器同時動作”信號，增加1YQJ與2YQJ常開保持接點(diǎn)的串聯(lián)，在隔離刀閘常開觸點(diǎn)和電壓切換接點(diǎn)同時閉合，這兩種狀態(tài)均發(fā)出“切換繼電器同時動作”信號。具體接線如下。

第一，電壓切換裝置JFZ-30QA增加7YD2～7PD3、7YD6～7PD4的連線。

第二，分相操作箱（含電壓切換）JFZ-12FB增加7YD2～7PD3、7YD6～7PD4的連線。

變更后的圖紙參見接線圖。

電壓并列箱JFZ-32Q的整改方案，將非保持接點(diǎn)信號改到磁保持的接點(diǎn)上，具體如下。

增加7YD3～7X01-18、7YD4～7X03-18、7YD4～7X05-18、7YD6～7X02-18、7YD7～7X04-18、7YD8～7X06-18；變更后的圖紙參見圖2接線圖。

圖2 變更后的接線圖

3 改進(jìn)措施及其運(yùn)維注意事項

明確雙母倒閘操作的流程。在雙母線倒閘操作過程中，在其中一段母線停電之前，應(yīng)該先斷開待停電母線PT二次側(cè)空開再斷開母聯(lián)開關(guān)，斷開母聯(lián)開關(guān)之后需要檢查各母線PT二次電壓，防止PT二次回路反充電。

第二，整改切換繼電器同時動作信號的接入方式，開展電壓切換繼電器過程中，動作信號回路雙位置繼電器排查、整改工作。就雙套配置的保護(hù)裝置，其電壓切換功能配置為單位置繼電器，單套的配置雙位置繼電器，不滿足要求的列技改項目完成整改。

第三，強(qiáng)化操作信息監(jiān)控，在現(xiàn)場運(yùn)行規(guī)程中明確運(yùn)行人員在隔離開關(guān)操作完成后對光字牌、隔離開關(guān)位置、后臺報文以及保護(hù)裝置指示燈的檢查和確認(rèn)。

4 結(jié)語

隨著經(jīng)濟(jì)社會的不斷發(fā)展，電網(wǎng)規(guī)模越來越大，電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行顯得尤為重要。對于電網(wǎng)薄弱點(diǎn)，如何保證在檢修方式下電源線路同時突發(fā)故障盡快恢復(fù)供電，已成為電網(wǎng)供電安全關(guān)注的焦點(diǎn)。本文結(jié)合一起220kV線路雙位置電壓切換造成的變電站全停故障，分析其原因，并且提出改進(jìn)措施。