一起变电站 500kV断路器重合闸失败事件分析

一起变电站 500kV断路器重合闸失败事件分析

周健燊

广东电网能源发展有限公司 广东广州 510160

摘 要:某变电站发生一起500kV某断路器重合闸失败事件，本文通过保护动作记录、后台信号异常、二次回路接线等方面的排查，对事件原因进行分析，找出问题根源，并提出防范和整改措施。

关键词：断路器；重合闸；二次回路；

引言

在架空线输电线路上常出现如雷电引起的绝缘子表面闪络、大风引起的碰线、漂浮物掉落在导线上引起短路等的一些故障，运行经验表明，架空线路故障大都是“瞬时性”的，在线路断路器迅速断开以后，电弧即行熄灭，外界物体被电弧烧掉而消失，此时，如果把断路器再合上，就能够恢复正常的供电。自动重合闸不仅提高了供电的安全性和可靠性，减少了停电损失，而且还提高了电力系统的暂态水平，也可纠正由于断路器或继电保护装置造成的误跳闸。

500kV变电站一般为枢纽变电站，它是电力网骨架的重要组成，一般汇集了来自若干发电厂的主干线路，并与电力网中的若干关键点连接。500kV变电站的500kV部分一般使用3/2断路器接线，即两个元件引线用三台断路器接往两组母线上，每一回路由两台断路器供电，500kV断路器的在电力网中作用十分关键，如果断路器因某些人为因素而导致重合闸失败，必将带来较大的损失。本文将对一起500kV某断路器重合闸失败的事件进行分析，找出问题根源，提出防范的措施。

故障情况简述

某日16时43分,运行中的500kV某线线路上发生B相瞬时故障，该线路的主一、主二保护的差动保护动作出口，分别跳开5023边开关B相、5022中开关B相。开关跳闸后，5023边开关B相重合成功。5022中开关B相跳闸后三跳出口，重合闸不动作，沟通三跳开关三相，导致5022断路器重合闸不成功的事件。

图1 一次接线图

事件原因分析

通过调看后台报文记录，跳闸前5022开关本体无报警信号，未见如SF6气压低、未储能等影响开关操作性能的异常信号，开关运行正常。在16:43:02-165ms，线路主一、主二保护发出“差动动作”信号；16:43:02-175ms，5022开关保护发出“瞬时联跳B相动作”信号；16:43:02-179ms，5022开关保护发出“闭锁重合”信号。保护动作前后均未见5022开关保护“压力低闭锁重合”信号。

正常时，线路保护B相差动动作出口，应发出跳5022开关B相信号至5022断路器保护TB开入，此时，5022开关保护TA、TC、闭锁重合闸等开入均不应动作，但本次保护动作实际报文显示，5022开关保护在收到TB开入的同时，几乎同时也收到了闭锁重合闸的开入，遂怀疑5022开关保护开入回路存在异常。

图2 5022开关保护开入回路图

如图2所示，线路主一、主二保护及5022开关操作箱闭锁重合闸开出并联接入至5022开关保护闭锁重合闸开入端子。5022开关保护闭锁重合闸有开入信号，可能是由于线路主一保护、线路主二保护、开关操作箱有闭锁重合闸信号动作出口。检查线路保护装置动作记录如下：

线路主一保护：A通道差动动作、B通道差动动作、TB动作；

线路主二保护：A通道差动动作、B通道差动动作、TB动作。

从保护动作记录可知，线路主一、主二保护均未见闭锁重合闸信号动作出口。则闭锁重合闸信号可能由5022开关操作箱发出，回路图如图3。

图3 5022开关操作箱至5022保护开入回路图

5022开关操作箱闭锁重合闸开出主要由于SHJ、ST、HHJ、TJR、TJF等动作，其中SHJ、ST、HHJ为手动合闸、分闸启动的继电器，查看操作记录及相关后台信号，三个继电器均未动作。TJR为两侧开关失灵联跳时动作，TJF为线路高抗保护非电量动作时动作，检查相关保护记录，保护均无动作。

以上分析可知，基本可排除因其它保护动作或手动分、合闸而导致5022开关保护收到闭锁重合闸信号沟通三跳，遂怀疑由于二次回路接线问题导致。进一步对相关二次回路接线准确性进行排查，逐一核对线路主一保护、主二保护及操作箱至5022开关保护开入电缆22W-135、22W-235。经检查发现，主一保护至5022开关保护电缆22W-135的0311、0315电缆芯在5022断路器保护屏侧接反，如图4所示。

图4 5022开关保护开入回路实际接线图

线路主一、主二保护动作前，22W-135电缆0315为正电，0311、0313A、0313B、0313C为负电。22W-235电缆0311为正电，0315、0313A、0313B、0313C为负电。

线路主一、主二保护B相动作后，TJB接点接通，22W-235电缆的0313B回路变为正电，与22W-135电缆0313B在断路器保护屏3QD13端子并接，22W-135电缆0313B也变为正电，此时通过主一保护TJB接点，0311回路也变为正电，故此时5022断路器保护闭锁重合闸开入为正电，闭锁重合闸后沟通三跳。此时回路如图5所示。

图5：闭锁重合闸正电源路线图

同时，由于主一保护至5022开关保护电缆22W-135的0311、0315电缆芯在5022断路器保护屏侧接反，也造成了线路主一保护的失灵启动5022断路器保护功能失效。

事件原因及暴露问题

事件的直接原因是施工人员未按图施工，将5022断路器保护屏22W-135电缆线芯0311、0315接反，从而导致线路主一保护的失灵启动5022断路器保护功能失效、线路保护单相跳闸时断路器保护闭锁重合闸开入误动 ，断路器保护闭锁重合闸沟通三跳动作，断路器重合闸失败。

间接原因一是接线人员、调试人员在接线与查线过程中，工作作风不严谨，均未对电缆两侧线芯进行认真核对，查线马虎了事，导致未能及时接线错误留下隐患。二是调试人员、验收人员技能水平不足，回路的理解不透彻。在二次回路调试、验收时，保护回路传动试验方法不正确，在单跳起动失灵回路试验时，没有模拟实际单相瞬时故障启动重合闸，未逐相进行传动、逐相查看断路器保护开入变化情况，未逐一投退压板核对回路正确性，而是通过长期加故障电流，致使线路保护沟通三跳出口启动闭锁重合闸，未能确保回路完整性、唯一性，经过调试、验收等环节均未能发现错误，为设备运行留下隐患。三是工作流程管理不严，二次回路作业不对线、不查线的情况普遍存在，特别是对分包的接线人员管理不严尤为严重。四是不重视作业指导书的应用，仅凭经验工作，对二次回路的完整性、唯一性、寄生等试验方法掌握不足，未能使作业指导书发挥作用。

防范的措施

强化事故事件分析学习，强化人员技能水平培训，规范调试人员作业方法。在二次回路上电调试前，必须进行对线，对线过程属于查线工作的第一步，对完应在对应的接线图上做标记。二次线对线前负责人应对工作人员做好交底，包括识图、地点、那些回路接点是通的、那些要拆等等。保护及二次回路调试严格按审图、单机调试、对线、单套保护回路唯一性试验、整组带开关传动试验的流程进行，严禁偷步进行。施工人员调试工作不能依靠验收人员来把关，必须有负责任的态度，对各个每个环节均应按照“严、细、实”工作作风开展工作，确保不因调试工作疏漏而留下隐患。