電壓切換箱誤切換失敗原因研究

摘 要：針對一起在進行線路電壓切換箱配線作業(yè)過程中發(fā)生的電壓二次回路單相接地、拉弧以致引發(fā)的兩相相間短路的不安全事件，分析在故障（現(xiàn)象）檢查過程中出現(xiàn)的電壓測量的疑點，查找最終的故障原因，由此提出相應的防范措施，避免發(fā)生類似的由于電壓二次回路失壓事故造成設備的損壞、電量丟失所導致的經濟損失。

關鍵詞：裝置復位；誤切換；單相接地；相間短路

0引言

目前，電力系統(tǒng)變電所一般采用雙母線主接線方式，其優(yōu)點是結構簡單，運行方式靈活可靠，擴建方便。一般情況下，雙母線為并聯(lián)運行方式，即母聯(lián)斷路器長期在合位。在這種方式下，對于雙母線系統(tǒng)上所連接的各電氣元件，其測量表計、繼電保護和自動裝置的電壓回路應隨同主接線一起進行切換，即一次回路連接在哪一組母線上，二次回路也應由同一組母線上的電壓互感器供電。以確保，繼電保護、自動裝置和計量裝置可以正常運行。

1故障概況

2013年08月05日14時，某電廠繼電班在網(wǎng)控電子設備間內進行5號主變高壓側電能表計量用電壓切換箱配線工作。

14時10分，220kV某線路保護告警響，網(wǎng)控操作員站來“Ⅳ母電壓互感器測量組電壓異常”告警，網(wǎng)控二期故障錄波器啟動，錄波報告顯示“220kVⅣ母A相電壓突變，啟動值7.40V，設定值7.00V”。

14時32分，檢查發(fā)現(xiàn)220kVⅣ母線電壓互感器測量用二次空開A相跳閘，立即合閘后該線路有功功率恢復正常。

2運行工況描述

該電廠220kV變電所為雙母線運行方式，事發(fā)時刻，5號主變與線路一并列于Ⅳ母線運行，母聯(lián)開關處于合位，其他元件并列運行于另一條母線即Ⅲ母線。5號主變及線路一取用的電壓均為Ⅳ母電壓互感器的二次電壓，5號主變高壓側關口表為蘭吉爾表。

3現(xiàn)場檢查數(shù)據(jù)

繼電班人員檢查5號主變高壓側關口表液晶菜單顯示：UA電壓幅值為59.4伏，UB電壓幅值為59.2伏、UC電壓幅值為59.4伏；UAB相間電壓幅值為102.89伏、UBC相間電壓幅值為102.89伏，相間電壓幅值正確，UAC相間電壓幅值為0伏。萬用表測量5號主變高壓側關口表電壓端子排，結果同上，可以排除表計故障。

4電壓切換箱工作原理

該電廠采用的是JFZ-30Q型切換并列箱，電壓切換回路中的切換繼電器默認為兩組雙位置繼電器，每組繼電器有動作線圈和復歸線圈之分，大多采用自保持方式，由隔離刀閘提供一對常開、一對常閉兩對刀閘輔助接點。如設備在Ⅲ母線上運行時，隔離刀閘1G常開接點閉合，連通4n0101導線，使1YQJ1、1YQJ2、1YQJ3繼電器動作線圈勵磁，接點閉合，進行電壓切換；當設備退出在Ⅲ母線運行狀態(tài)時，隔離刀閘1G常閉接點由分開變?yōu)殚]合，連通4n0102導線，使1YQJ1、1YQJ2、1YQJ3繼電器復歸線圈勵磁，接點復歸，不再進行電壓切換。采用這種繼電器的目的是確保一次刀閘輔助接點接觸不良或直流電源消失的情況下，繼電器仍能保持在原有位置，保護及計量裝置不會失壓。如圖1、圖2所示。

5過程分析

在發(fā)生該事件后，對被燒損的插板進行檢驗發(fā)現(xiàn)，Ⅳ母電壓切換回路2YQJ1的6、7號結點導通，8、9號結點導通，12、13號結點導通，14、15號結點導通，從而證明在進行切換箱端子排配線時，Ⅳ母的電壓切換繼電器處于切換狀態(tài)，由于Ⅳ母電壓的切換導致切換后的ABC720線帶59.4伏電壓。

在對插板的進一步檢查發(fā)現(xiàn)，Ⅳ母電壓的切換回路中，C相的a6和e8不通，經測量2YQJ1的13與e8之間有明顯的燒損痕跡，兩者之間斷線不通。

故，初步分析此故障的現(xiàn)象為：由于進行電壓切換箱配線工作前，該切換箱內部切換繼電器已經動作，致使切換后電壓ABC720帶電，在配A720線時，由于作業(yè)空間狹窄所限，導致A720與切換箱的外殼接觸，由于A720（切換后的e8）與A640（Ⅳ母電壓a2）相通，進而變?yōu)锳640接地，電壓切換箱中A相對金屬外殼放電拉弧，弧光導致AC兩相間歇性相間短路，此時的接地電流導致220千伏Ⅳ母PT端子箱中二次測量組A相空開跳開，隨后，調度告知該線路潮流不對，該電廠電氣運行人員至開關場檢查，發(fā)現(xiàn)電壓互感器二次測量組A相空開跳開，隨即將空開投上，在空開投上的瞬間A640的電壓與C640的電壓發(fā)生短路，相間短路電流大于單相接地電流，此時2YQJ1的13與e8被燒斷，并且在電鍍版上形成為永久性短路故障。此時的A640理應無電，但受短路故障的影響，C640的交流電被環(huán)至A640。

由于，C640的電壓被環(huán)至A640，所以，在A、C相的測量回路中，存在兩個電壓幅值相同、相位相同的電壓。據(jù)此，足以解釋蘭吉爾電能表中UA、UB、UC三相電壓幅值正確，UAB、UBC相間電壓幅值正確，而UAC相間電壓幅值卻為0伏的現(xiàn)象。

6總結

電壓切換裝置在電力系統(tǒng)的保護、測量、計量等二次設備中有著十分重要的作用。電壓切換回路的安全、可靠，直接影響到電網(wǎng)設備的安全穩(wěn)定運行。通過此次事件分析，我們應該引以為戒，因為切換裝置具有動作后，需要復歸的這種特性，就要求作為新投運的電壓切換箱來說，出廠前的裝置在模擬電壓切換的調試試驗后應該對其進行復歸操作，復歸后方可作為合格的產品交付使用。作為使用單位的繼電保護人員或電測計量人員應該首先對切換箱進行重新的檢驗并切記對切換箱進行復位操作后，才可進行切換箱的安裝及配線工作。

同時，也應注意以下幾點：

a.在新裝置到貨后，要充分了解裝置的功能及特性，并根據(jù)裝置的功能特點進行安裝前的檢驗或是安裝、配線后的裝置檢驗工作；

b.在安裝配線時，應先接入不帶電的線號，后對帶電的線號進行接入，在一定程度上可以避免不安全事件的發(fā)生，減少企業(yè)的損失。

參考文獻：

[1] JFZ-32Q電壓并列箱說明書.

[2] 白少波，夏國雄等著.110kV及以下母線YH二次電壓并列回路改造的探討.中國西部科技.

[3] 梅林著.電壓互感器并列裝置燒毀事故.事故與安全.

作者簡介：

張建平（1984—），男，本科，工程師，從事繼電保護、電測儀表檢修維護工作。