一起斷路器非全相保護誤動作分析

何如青

福建省福州電業(yè)局，福建福州 350003

1 事故概況

某變電站一條220kV 線路配備北京ABB 高壓開關(guān)設(shè)備有限公司生產(chǎn)的型號為LTB245E1 的斷路器，2012 年10 月出廠。2013 年4 月7 日3 時5 分5 秒該變電站#2 主變本體油溫高動作，3 時5 分10 秒#1 直流聯(lián)絡(luò)屏直流正接地告警動作，3 時5 分55 秒該線路開關(guān)第一組非全相保護動作，該站#2 直流主饋線屏負接地絕緣報警，該線路開關(guān)事故總跳閘動作。

2 原因排查及分析

2.1 綜自后臺信號

由該站綜自后臺記錄的信號以及核查相關(guān)裝置內(nèi)部告警動作記錄，當(dāng)天3 時5 分5 秒該變電站#2 主變本體油溫高信號動作，引起了第一組直流電源正端接地，在此期間該線路非全相保護動作，幾乎同時該站第二組直流電源負端接地，即站內(nèi)當(dāng)時存在直流兩點接地。

表1 綜自后臺信號事件順序記錄

2.2 非全相端子箱、繼電器檢查

1）該斷路器非全相保護端子箱為獨立端子箱，與斷路器機構(gòu)箱分開，故振動造成非全相繼電器誤動的可能較低；

2）現(xiàn)場加熱回路正常，非全相端子箱密封良好，無凝露；

3）第一組非全相信號繼電器動作，未復(fù)歸；

4）該斷路器非全相保護回路原理如圖1 所示。

經(jīng)測量：第一組出口繼電器K38 動作電壓141V，動作功率3.04W；第一組時間繼電器K36 動作電壓150V；第二組出口繼電器K37 動作電壓154V，動作功率2.94W；第二組時間繼電器K35 動作電壓146V，動作電壓滿足55%-70%Un 的要求，動作功率不滿足大于5W 的要求。

非全相保護回路原理圖

2.3 #2 主變溫度計受潮接地

該市當(dāng)天天氣多云，事故前幾天連續(xù)降雨，主變溫度計受潮。在現(xiàn)場溫度計二次電纜金屬護套底部有開漏水孔，因金屬護套材質(zhì)問題引起生銹，銹塊將漏水孔堵住，護套管無法排水，水汽通過二次導(dǎo)線金屬外套串至溫度計內(nèi)部接線端子，導(dǎo)致第一組直流電源正端接地。

2.4 地刀二次線間歇性接地

經(jīng)檢查110kV 某線路1176 丙接地刀閘二次接線盒內(nèi)信號負端二次線被外罩夾住，根據(jù)#2 直流主饋線屏絕緣報警動作和復(fù)歸時間判斷，該站第二組直流電源負端存在間歇性接地。

2.5 二次回路接線檢查

現(xiàn)場非全相保護整改實際接線圖

該線路斷路器于2013 年1 月投運，根據(jù)當(dāng)時的反措要求，非全相出口繼電器的動作功率應(yīng)大于5W。針對北京ABB 公司非全相出口繼電器動作功率偏低的問題，該公司根據(jù)要求提出了改造方案，在開關(guān)非全相端子箱中的出口繼電器K37 和K38的A1、A2 端子上分別并聯(lián)2K 大功率電阻。

由于北京ABB 廠家在非全相裝置提高動作功率加裝電阻時沒有按圖施工導(dǎo)致內(nèi)部配線錯誤，將第一組非全相繼電器并聯(lián)電阻R9 負端接至第二組非全相K37 繼電器的A2，第二組非全相繼電器并聯(lián)電阻R11 的負端接至第一組非全相K38 繼電器的A2，如圖2 所示。

2.6 原因分析

2013 年4 月7 日3 時5 分，該站#2 主變溫度計受潮引發(fā)Ⅰ段直流系統(tǒng)正極接地，對地電位為0V，導(dǎo)致第一組出口繼電器K38 的負極A2 對地電位變?yōu)?220V，期間，Ⅱ段直流系統(tǒng)存在間歇性負端接地，導(dǎo)致K202 負端通過并聯(lián)電阻R9、第一組出口繼電器K38、K102 負端構(gòu)成差壓回路，滿足動作條件（K38現(xiàn)場模擬電壓差147V 動作，K37 現(xiàn)場模擬電壓差157V 動作)，第一組非全相出口繼電器動作。

3 防范措施

1）更換現(xiàn)場錯誤接線，對非全相端子箱內(nèi)部配線再次進行圖實核對，并進行試驗，試驗結(jié)果如下：第一組出口繼電器K38 動作功率23.04W；第二組出口繼電器K37 動作功率22.22W，動作功率滿足大于5W 的要求；

2）全省范圍內(nèi)排查北京ABB 廠家同型號開關(guān)機構(gòu)箱配線是否存在類似問題；

3）嚴格按照標準化驗收卡執(zhí)行，加強驗收管理，詳細檢查回路完整后進行絕緣試驗，在220kV 保護設(shè)備驗收時，應(yīng)對兩組控制回路單獨施加電源進行試驗；

4）開展主變溫度計二次電纜經(jīng)金屬護套保護的防潮防滲檢查。

4 結(jié)論

220kV 及以上線路輸送負載大，事故可能引發(fā)嚴重的電力系統(tǒng)穩(wěn)定問題。按照《福建電網(wǎng)220 千伏及以上斷路器本體相關(guān)二次回路技術(shù)要求》和《關(guān)于協(xié)助進行福建省網(wǎng)220kV 及以上斷路器本體非全相繼電器排查和整改函》，今后將結(jié)合停電大量整改非全相繼電器動作功率低的問題，對于可能引發(fā)的接線錯誤而產(chǎn)生寄生回路在特殊情況下誤動作的問題，要加強在安裝整改、驗收環(huán)節(jié)的檢查力度，確保電網(wǎng)設(shè)備的健康運行。

[1]福建省電力系統(tǒng)繼電保護廠站自動化和直流系統(tǒng)反事故措施(2011年度).閩電調(diào)(2011)377號.

[2]柳錫淼.典型直流接地故障查找及分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2008(12)：89.

[3]劉囡.直流系統(tǒng)接地故障的危害和處理[J].科技信息，2009(1)：334.