一起110kV備自投保護(hù)動作事件分析與防范

聶胤 戴薇 占夢瑤

摘要：110kV某某智能變電站在對直流系統(tǒng)改造過程中，母線PT合智一體和運(yùn)行線路合智一體裝置失電引起110kV備自投保護(hù)動作，切除運(yùn)行負(fù)荷。經(jīng)查直接原因是臨時電源接線松動引起，間接原因是早期的110kV備自投保護(hù)存在設(shè)計缺陷，對“通道異常告警”未作相關(guān)閉鎖判據(jù)。對此，提出優(yōu)化措施，包括直流系統(tǒng)電源改成輻射供電方式和110kV備自投保護(hù)升級，徹底解決直流系統(tǒng)和備自投保護(hù)運(yùn)行的隱患，提高變電站供電的可靠性。

關(guān)鍵詞：直流系統(tǒng)改造、臨時電源、備自投保護(hù)、輻射供電

1、事件概述

故障前，110kVAA線114間隔掛110kVⅡ母運(yùn)行，110kVBB線111間隔、110kVCC線113間隔掛110kVⅠ母運(yùn)行，110kVDD線112間隔掛110kVⅡ母熱備用。1331刀閘合位，110kVⅠ母、Ⅱ母并列運(yùn)行。

故障當(dāng)天12時21分，主站發(fā)全站事故告警，報某某變110kVCC線113開關(guān)、BB線111開關(guān)、AA線114開關(guān)，#1主變101開關(guān)事故跳閘。同時有110kVⅠ母PT合智一體裝置、CC線113合智一體裝置、BB線111

合智一體裝置、AA線114合智一體裝置，#1主變101合智一體裝置失電告警，110kV備自投保護(hù)通道異常告警信號。

2、備自投保護(hù)動作情況

事故發(fā)生后，備自投保護(hù)在經(jīng)設(shè)定的4.5秒動作，跳BB線111開關(guān)和聯(lián)切AA線114開關(guān)，動作行為是正確的，與保護(hù)定值設(shè)定的時間吻合。因BB線111智能組件失電，所以BB線111開關(guān)未變位。備自投保護(hù)聯(lián)切AA線114開關(guān)，114開關(guān)變位。具體動作報文如下表所示：

3、備自投保護(hù)動作原因分析

3.1運(yùn)維人員檢查情況

12點(diǎn)40分運(yùn)維人員趕到現(xiàn)場，檢查確認(rèn)114開關(guān)確已跳閘，其他設(shè)備如保護(hù)裝置、合智一體裝置均正常，無異常信號，后臺信號也已恢復(fù)正常。

3.2一、二次人員檢查情況

12點(diǎn)50分，一、二次人員到達(dá)現(xiàn)場后，檢查線路保護(hù)均無動作報文，查看備自投保護(hù)，有跳BB線111開關(guān)和跳AA線114開關(guān)動作報文，查看故障錄波，110kVⅠ母失壓，直流正、負(fù)電壓正常;查看備自投保護(hù)，裝置上面顯示BB線線路電流為0.26A，小于備自投保護(hù)閉鎖電流定值（0.3A）;查看后臺報文，確認(rèn)110kVⅠ母PT合智一體裝置、CC線113合智一體裝置、BB線111合智一體裝置、AA線114合智一體裝置，#1主變101合智一體裝置有發(fā)失電告警信號，約9秒后自動復(fù)歸。查看一次設(shè)備，114開關(guān)變位，其他間隔開關(guān)均在運(yùn)行狀態(tài)。

查看監(jiān)控和詢問直流班人員，事故發(fā)生時，直流班人員在并接“110kVⅠ段開關(guān)控制智能控制柜電源”，臨時電源線沒緊固好，導(dǎo)致多裝置短時失電。

3.3監(jiān)控信號分析

當(dāng)?shù)睾椭髡颈O(jiān)控后臺均有發(fā)110kVⅠ母PT合智一體裝置、CC線113合智一體裝置、BB線111合智一體裝置、AA線114合智一體裝置，#1主變101合智一體裝置失電告警信號及110kV備自投保護(hù)通道異常告警信號，并點(diǎn)亮光子牌，約9秒后又自動恢復(fù)正常。

某某變是2012年投運(yùn)的第一座智能變電站，當(dāng)時受限于直流饋線屏內(nèi)空開數(shù)量不夠，故戶外110kVⅠ段所有間隔的裝置即110kVⅠ段PT合智一體裝置、BB線111合智一體裝置、CC線113合智一體裝置，#1主變101開關(guān)合智一體裝置共用一路直流電源，由直流饋線屏內(nèi)的“110kVⅠ段開關(guān)智能控制柜電源”空開供電。從事故現(xiàn)象和檢查情況分析判斷事故原因是接到110kVⅠ段開關(guān)智能控制柜電源的臨時電源線松動導(dǎo)致110kVCC線113開關(guān)、BB線111開關(guān)、AA線114開關(guān)，#1主變101開關(guān)合智一體裝置失電，發(fā)合智一體裝置失電告警，發(fā)110kV備自投保護(hù)通道異常告警信號，主站報113、111、101開關(guān)事故跳閘;

由于110kV備自投保護(hù)是早期智能變電站安自裝置，“通道異常告警”未作為備自投充放電和動作判據(jù)閉鎖，所以備自投保護(hù)在“通道異常告警”情況下，按照設(shè)定的邏輯動作，即當(dāng)備自投保護(hù)采集不到110kVⅠ母電壓和BB線線路電流時，備自投保護(hù)判為線路故障補(bǔ)跳111開關(guān)和聯(lián)切114開關(guān)，因111智能組件失電、開關(guān)變?yōu)槭?，備自投保護(hù)收不到開關(guān)位置，從而放電。

4、改進(jìn)措施

考慮到該站110kVⅠ段開關(guān)控制智能控制柜電源給多間隔串供電，存在同時失電的風(fēng)險，事故發(fā)生后第一時間對110kVⅠ、Ⅱ段所有開關(guān)間隔單獨(dú)拉了一路臨時直流電源，防止施工過程中再次出現(xiàn)多間隔全停的裝置失電情況。然后移入新的直流饋線屏，并將全部直流負(fù)荷轉(zhuǎn)移到新的直流饋線屏內(nèi)。

根據(jù)國家電網(wǎng)技改大修原則2.3.3.11.1條款：直流系統(tǒng)的饋出網(wǎng)絡(luò)采用環(huán)狀供電方式，未采用輻射狀供電方式，需進(jìn)行大修。從新直流饋線屏內(nèi)給每一路間隔單獨(dú)拉一路直流電源，將該站直流系統(tǒng)供電方式改為輻射狀供電方式。

由于現(xiàn)場使用的備自投保護(hù)為早期非六統(tǒng)一裝置，且已運(yùn)行10年，原備自投保護(hù)的軟硬件已經(jīng)不滿足現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)化裝置《QGDW10766-201510kV-110（66）kV線路保護(hù)及輔助裝置標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計規(guī)范》相關(guān)要求，根據(jù)廠家意見通過更換備自投保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)最新要求。

5、結(jié)論

施工前期需勘察清楚直流系統(tǒng)電源供電方式，不可依葫蘆畫瓢，并按照最新要求做好防范、整改措施，防止多裝置同時失電的情況發(fā)生。

直流系統(tǒng)改造過程中，轉(zhuǎn)移負(fù)荷是重中之重，臨時電源線務(wù)必要并接可靠，不可松脫。整個的施工步驟需嚴(yán)格按照審核合格的施工方案進(jìn)行。

對存在設(shè)計隱患的備自投保護(hù)進(jìn)行更換，從根源上解決備自投保護(hù)運(yùn)行隱患問題。