500kV變電站智能化仿真及反事故演習系統(tǒng)的組建及應用

王治宇

【摘 要】通過對一起500kV斷路器拒動而由失靈保護跳開相鄰多個斷路器事故的深入分析，查找事故發(fā)生的原因，提出了防范措施，避免因電力線路故障時斷路器拒動越級跳閘，造成擴大設(shè)備停電范圍，降低了電網(wǎng)運行的可靠性。為了更好地確保電力設(shè)備安全運行，提高電力系統(tǒng)運行的可靠性，為用戶提供更優(yōu)質(zhì)的電能，從而獲得更高的經(jīng)濟效益，必須采取措施盡可能地杜絕此類事故的發(fā)生。

【關(guān)鍵詞】斷路器；分閘閉鎖，拒動；越級跳閘；防范措施

1引言

隨著現(xiàn)代經(jīng)濟的迅速發(fā)展和人民生活水平的日益提高，電力的需求也隨之增長，雖然全國各地的電力系統(tǒng)發(fā)展迅速，規(guī)模在不斷擴大，但是電力供應還存在很大缺額，很多網(wǎng)區(qū)還存在著拉閘限電的情況。電網(wǎng)安全運行形勢依然嚴峻，電力供電形勢不容樂觀，如何充分發(fā)揮電力系統(tǒng)設(shè)備能力，使電網(wǎng)安全、可靠運行，最大限度地滿足全社會用電需求是我們電力工作者需要考慮和解決的問題，而斷路器拒動越級跳閘會造成停電范圍擴大，降低電網(wǎng)運行的可靠性，必須盡可能地杜絕此類事故的發(fā)生，保證電網(wǎng)的可靠供電。

2 事故前運行方式

變電站運行方式：某500kV變電站的220kV、500kV系統(tǒng)均采用3/2接線方式，全站共有#1、#2共2臺主變壓器，2臺主變壓器均正常帶負荷運行。500kVⅠ、Ⅱ母線及5011、5012、5013斷路器、L1線路運行，220kVⅠ、Ⅱ母線及2021、2022、2023斷路器運行，35kV母線及301斷路器運行。

L1線路保護配置了三套線路，分別是主一保護（RCS-901D）、主二保護（RCS-902D）、主三保護（RCS-902D），5012、5013斷路器保護配置的是RCS-921A斷路器保護。

3事故經(jīng)過

2008年3月22日00點11分09秒左右，變電站監(jiān)控后臺機告警音響響，500kV第一串聯(lián)絡(luò)5012開關(guān)位置紅色合位閃光，500kV L1線路5013開關(guān)、#1主變500KV側(cè)5011開關(guān)、#1主變220kV側(cè)2021開關(guān)、220kV第二串聯(lián)絡(luò)2022開關(guān)、#1主變35KV側(cè)301開關(guān)位置綠色分位閃光，當時天氣雷雨。監(jiān)控以下光字牌亮：

5011開關(guān)：

500KV第一串斷路器5011油泵電機啟動動作、500KV第一串斷路器5011第一組出口跳閘動作。

5012開關(guān)：

500kV第一串斷路器5012油泵電機啟動動作、500kV第一串斷路器5012合閘閉鎖動作、500kV第一串斷路器5012低油壓分閘閉鎖動作、500kV第一串斷路器5012第一組出口跳閘動作、500kV第一串斷路器5012第二組出口跳閘動作、500kV第一串斷路器5012事故總信號動作、500kV第一串斷路器5012重合閘動作、500kV第一串斷路器5012控制回路斷線動作。

5013開關(guān)：

500kV第一串斷路器5013油泵電機啟動動作、500kV第一串斷路器5013合閘閉鎖動作、500kV第一串斷路器5013第一組出口跳閘動作、500kV第一串斷路器5013第二組出口跳閘動作、500kV第一串斷路器5013事故總信號、500kV第一串斷路器5013重合閘動作、500kV第一串斷路器5013控制回路斷線動作。

2021開關(guān)：

220kV第二串斷路器2021油泵電機啟動動作、220kV第二串斷路器2021控制回路斷線動作。

2022開關(guān)：

220kV第二串斷路器2022油泵電機啟動動作、220kV第二串斷路器2022控制回路斷線動作。

301開關(guān)：

#1主變35KV側(cè)301控制回路斷線動作。

根據(jù)事故后巡線發(fā)現(xiàn)，L1線路#101桿左邊C相絕緣子被雷擊爆了12片，從而引起相應保護動作切除故障，另外調(diào)取變電站事故SOE記錄如下：

11ms，L1線路主一保護（RCS-901D）、主二保護（RCS-902D）、主三保護（RCS-902D）動作，單跳5012、5013斷路器；

961ms，5013斷路器重合（單重）；

1461 ms，5012斷路器重合（單重）；

（5012斷路器分閘閉鎖）

3127ms，L1線路主一保護（RCS-901D）、主二保護（RCS-902D）、主三保護（RCS-902D）動作，三相跳開5012、5013斷路器；

3128ms，5012失靈三相跟跳本開關(guān)；

3328ms，5012失靈動作跳相鄰的#1主變500kV側(cè)5011斷路器、#1主變?nèi)齻?cè)斷路器。

從上述信息可以看出，故障發(fā)生后，保護動作單跳5012、5013斷路器，重合閘動作，重合成功合上了5012、5013斷路器，而后5012斷路器發(fā)出分閘閉鎖信號，約2S后L1線路C相再次發(fā)生故障，保護再次發(fā)出命令動作跳開5012、5013斷路器，但5012斷路器分閘閉鎖所以拒動，而由5012斷路器失靈保護動作越級跳#1主變?nèi)齻?cè)斷路器（5011、5012、2021、2022、301斷路器）切除故障。

4事故原因分析

5012斷路器是平頂山高壓斷路器廠在1993年8月出廠的LW6-500RW型SF6斷路器，額定電流3150A，額定短路開斷電流50kA，配用的是該廠生產(chǎn)的液壓操作機構(gòu)。

根據(jù)記錄報文，5012斷路器拒動原因是在重合閘動作后，出現(xiàn)了低油壓分閘閉鎖動作信號，該信號表明分閘控制回路在此時被切斷，因此即使保護發(fā)出了跳閘信號，5012斷路器也無法進行分閘。

5結(jié)束語

電力系統(tǒng)發(fā)生的許多事故表明，大多數(shù)停電事故是由于系統(tǒng)中某一元件的故障引發(fā)，如果此時連鎖的元件發(fā)生故障，或者電網(wǎng)結(jié)構(gòu)或運行方式不合理、繼電保護拒動、誤動，再加上采取措施不當或不及時，往往可能導致大面積停電事故的發(fā)生。斷路器拒動越級跳相鄰斷路器的事故還時有發(fā)生，這是電力生產(chǎn)中要求盡量避免發(fā)生的。

本文通過以上分析，為預防因線路故障時斷路器液壓操作機構(gòu)預充壓力不足閉鎖斷路器分閘回路而造成斷路器拒動越級跳閘事故提供借鑒，以達到保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟、可靠運行為目的。

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（作者單位：國網(wǎng)山西省電力公司檢修分公司）