一起由于10 kV線路拒動引起主變越級跳閘的事故分析

張磊

(江蘇省電力公司常州工區(qū)，江蘇常州213003)

目前，10 kV系統(tǒng)大多采用中置柜斷路器，它具有五防可靠、操作便捷、裝置模塊化、故障率少等優(yōu)點(diǎn)，但在安裝及使用過程中，由于設(shè)置不到位等人為原因會造成斷路器及裝置異常，導(dǎo)致故障發(fā)生，若不及時處理，可能造成極大的經(jīng)濟(jì)損失和惡劣的社會影響[1]。

1 案例

常州10 kV興業(yè)線遭雷擊斷線（永久性故障），110 kV寨橋變10 kV興業(yè)線117開關(guān)動作跳閘后，保護(hù)重合成功，因線路存在永久性故障，10 kV興業(yè)線117開關(guān)拒動，繼而引起越級跳閘，跳1號主變101開關(guān)。

2 故障原因初步分析

工作人員接到故障搶修命令后立即趕往現(xiàn)場，途中對事故原因進(jìn)行初步分析。

（1）斷路器機(jī)構(gòu)機(jī)械故障引起的拒動。經(jīng)查實110 kV寨橋變I段10 kV斷路器型號為VD4-12/1250（德國原裝），2004年3月正式投運(yùn)，至今未發(fā)生任何缺陷。ABB斷路器的性能優(yōu)良，極少發(fā)生機(jī)械故障，故基本排除由于機(jī)構(gòu)內(nèi)部卡澀等因素引起的拒動。

（2）分閘線圈損壞或回路斷線引起拒動。如果分閘回路斷線應(yīng)發(fā)出“控制回路斷線”信號，運(yùn)行人員經(jīng)查證，所有信號指示正常，未有斷線信號發(fā)出，所以也排除回路斷線引起的拒動。

（3）經(jīng)運(yùn)行人員告知，斷路器初始狀態(tài)為運(yùn)行位置，發(fā)生線路故障后，斷路器可靠分閘，重合閘動作成功，由于是永久性故障必須再次分閘但是沒有分掉。這就說明斷路器整個回路與機(jī)械狀態(tài)良好，因為斷路器經(jīng)歷了一個分合閘過程，所以大致判定為非常規(guī)故障。

3 現(xiàn)場檢查處理

（1）將斷路器小車?yán)龉耋w進(jìn)行狀態(tài)檢查。經(jīng)檢查機(jī)構(gòu)內(nèi)無可疑現(xiàn)象，各開口銷、彈簧銷均設(shè)置可靠、無遺漏；機(jī)構(gòu)內(nèi)無燒焦異味、分合閘線圈及電機(jī)無異常；手動分合閘及手動儲能均正?？煽俊Ｅ懦捎跈C(jī)構(gòu)內(nèi)部機(jī)械故障造成拒動。

（2）將斷路器小車推至試驗位置進(jìn)行測試。電動儲能正常；電動分合閘正常。排除元件及回路斷線引起的拒動。

（3）進(jìn)行斷路器分合閘動作時間及低電壓動作試驗，結(jié)果均符合要求，未見任何異常。

（4）由于斷路器分合閘均正常，故考慮是否重合閘出現(xiàn)了問題，隨即對斷路器進(jìn)行動作測試（采用重合閘整組試驗傳統(tǒng)做法），然而出乎意料的是經(jīng)過重合閘試驗，斷路器能夠正常重合。

（5）考慮到配合關(guān)系，10 kV線路側(cè)開關(guān)動作時間0.7 s，主變開關(guān)動作時間1.6 s，正常情況下，發(fā)生故障后應(yīng)由線路開關(guān)來完成切斷故障的任務(wù)，只有當(dāng)本側(cè)開關(guān)發(fā)生故障或者拒動時才會越級跳閘。隨即工作人員給出了一個小于主變動作的時間進(jìn)行永久性故障重合試驗，結(jié)果斷路器卻沒能可靠跳閘。

（6）再次深入分析，查看斷路器操作順序為（O-0.3 s-CO-15 s-CO）,由于斷路器具備自由脫扣性能，即當(dāng)斷路器在合閘過程中，機(jī)構(gòu)又接到分閘命令時，不管合閘過程是否終了，應(yīng)立即分閘，保證及時切斷故障。而斷路器合閘則必須經(jīng)過儲能完畢后才能進(jìn)行。經(jīng)檢查，正是由于內(nèi)部配線錯接引起這次罕見的拒動。

4 原理分析

（1）VD4斷路器具有彈簧未儲能閉鎖合閘功能。除了靠機(jī)械閉鎖來實現(xiàn)，還在合閘回路中串接了一對常開接點(diǎn)S1，只有當(dāng)電機(jī)儲能完畢后，才會接通合閘回路。這對接點(diǎn)其實是一個行程開關(guān)（BS2），當(dāng)儲能結(jié)束，儲能彈簧拉伸到位壓緊行程開關(guān)（BS2）的壓板，使S1常開接點(diǎn)閉合接通合閘回路；同時這個行程開關(guān)還具有儲能信號指示功能。

（2）現(xiàn)場這臺開關(guān)本應(yīng)接進(jìn)合閘回路的S1接點(diǎn)卻錯誤地接進(jìn)了分閘回路，如圖1所示。圖1中的實線框S1接點(diǎn)為錯誤接法，正確接法應(yīng)接入合閘回路。即分閘控制回路的實現(xiàn)取決于彈簧的儲能情況，完全違背斷路器自由脫扣的原則。如此就能解釋此次越級跳閘的原因。由于斷路器原始狀態(tài)是在運(yùn)行位置，即合閘狀態(tài)同時彈簧已儲能，當(dāng)發(fā)生故障時，斷路器能夠可靠分閘，彈簧能量釋放；隨即重合閘動作，斷路器會重合同時彈簧進(jìn)行儲能；假如是永久性故障，斷路器應(yīng)該馬上跳閘，但是斷路器的S1接點(diǎn)錯接到了分閘回路，由于彈簧儲能需要4～5 s，分閘回路還沒有來得及得電，動作時間只有1.6 s的主變開關(guān)已經(jīng)配合動作跳閘了。

圖1 VS1斷路器分合閘回路接線圖

5 建議

（1）切實提高檢修人員技能水平，要熟悉設(shè)備的動作原理及內(nèi)部電氣回路，了解設(shè)備內(nèi)部各元件的作用，便于根據(jù)故障現(xiàn)象查找和分析故障所在，保證及時恢復(fù)。

（2）重合閘動作試驗應(yīng)考慮相關(guān)的時間配合，及時完善試驗步驟，并制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)指導(dǎo)規(guī)程，杜絕此類事故再次發(fā)生。

（3）重合閘整組試驗傳統(tǒng)做法。在經(jīng)過保護(hù)裝置重合閘功能試驗后，進(jìn)行重合閘傳動試驗。通入故障電流，在開關(guān)跳閘后手動切斷故障電流。當(dāng)開關(guān)重合成功后，重新手動通入故障電流，開關(guān)應(yīng)正常跳閘。此方法缺點(diǎn)是：手動通入、切除故障，故障時間難以精確控制。當(dāng)遇到此類情況（開關(guān)儲能時間4～5 s），由于手動操作時間誤差較大，很難發(fā)現(xiàn)分閘回路與儲能之間的故障。

（4）重合閘整組試驗改進(jìn)做法。①精確故障電流通入時間。通過保護(hù)試驗裝置中的“狀態(tài)序列”來試驗。如保護(hù)動作時間為0.7 s。應(yīng)設(shè)置為故障電流6.3 A（1.05倍定值），故障時間0.75 s（略大于整定時間）、故障斷開時間1.0 s（重合閘時間）、重合后跳閘時間0.75 s（重合后故障）。②完善重合閘回路試驗方法。儲能后斷開儲能電源后進(jìn)行試驗。通過斷開儲能電源，保證開關(guān)只能正常合一次，并且不會在合閘后立即進(jìn)行儲能。此時進(jìn)行整組試驗時，開關(guān)跳—合—跳時，由于第二次跳閘時儲能為釋放狀態(tài)，故可排除儲能干擾，查出此類故障。

6 結(jié)束語

通過本次對拒動引起越級跳閘的事故分析，且能引起相關(guān)工作人員的重視，并且能夠?qū)⒏倪M(jìn)后的重合閘校驗方法切實有效地運(yùn)用到實際工作中，提高設(shè)備可靠性，確保電網(wǎng)健康安全穩(wěn)定運(yùn)行。

[1]國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程（發(fā)電廠和變電所電氣部分）[S].2005.