張 丹

（廣東調(diào)峰調(diào)頻發(fā)電公司，廣東 廣州 510630）

在以500kV電壓接入系統(tǒng)的大型發(fā)電廠和變電站中，500kV開(kāi)關(guān)屬于極其敏感的主設(shè)備。在正常情況下，500kV開(kāi)關(guān)合閘運(yùn)行以保證發(fā)電廠、變電站與電網(wǎng)穩(wěn)定聯(lián)網(wǎng)。一旦發(fā)生500kV開(kāi)關(guān)誤跳，可能造成發(fā)電機(jī)組強(qiáng)迫停運(yùn)或電力供應(yīng)中斷，給發(fā)電廠和變電站的正常生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)帶來(lái)較大的影響。

1 事件經(jīng)過(guò)

某發(fā)電廠以500kV一級(jí)電壓接入系統(tǒng)，編號(hào)為5001和5004的500kV開(kāi)關(guān)與線路A相連，并處于正常合閘運(yùn)行狀態(tài)。線路A的載波裝置屏退備定檢，工作結(jié)束后正在進(jìn)行隔離措施恢復(fù)。在直流配電屏中編號(hào)為Q98的空氣開(kāi)關(guān)為該載波裝置屏KHF的信號(hào)電源開(kāi)關(guān)，此前已按隔離措施要求斷開(kāi)。當(dāng)按正常隔離措施恢復(fù)程序投入Q98空氣開(kāi)關(guān)、接通載波裝置屏的信號(hào)電源時(shí)，500kV開(kāi)關(guān)5001和5004同時(shí)誤跳閘。

2 原因調(diào)查分析

監(jiān)控系統(tǒng)的事件日志顯示，導(dǎo)致500kV開(kāi)關(guān)跳閘的直接原因是500kV保護(hù)屏中的出口跳閘繼電器K1勵(lì)磁動(dòng)作。該K1繼電器的動(dòng)作條件是接收到線路A的載波裝置屏KHF傳送來(lái)“DTTR”載波遠(yuǎn)跳命令。該載波遠(yuǎn)跳命令一般是因線路故障時(shí)由對(duì)側(cè)變電站發(fā)送。但檢查事件日志沒(méi)有發(fā)現(xiàn)當(dāng)時(shí)有線路保護(hù)動(dòng)作的記錄，查詢對(duì)側(cè)變電站記錄也顯示線路無(wú)故障、沒(méi)有發(fā)送過(guò)“DTTR”命令。故可以排除收到“DTTR”載波遠(yuǎn)跳命令的可能性。

進(jìn)一步檢查載波裝置屏KHF內(nèi)的“DTTR”載波遠(yuǎn)跳命令接收回路，該回路由屏內(nèi)中間繼電器K2、K3的若干常開(kāi)接點(diǎn)及線路A保護(hù)出口繼電器K1構(gòu)成，詳見(jiàn)圖1。可以看出，K1的動(dòng)作條件是中間繼電器K2、K3的其中之一勵(lì)磁。正常情況下，中間繼電器K2、K3僅在接收到對(duì)側(cè)變電站的“DTTR”載波遠(yuǎn)跳信號(hào)時(shí)勵(lì)磁動(dòng)作。

由于到500kV開(kāi)關(guān)跳閘時(shí)正在進(jìn)行直流屏內(nèi)的Q98空氣開(kāi)關(guān)投入操作，故懷疑誤跳500kV高壓開(kāi)關(guān)與投直流電源有直接關(guān)系。根據(jù)圖1中“DTTR”出口繼電器K1的線圈勵(lì)磁回路，可以認(rèn)為如果在投直流開(kāi)關(guān)Q98的瞬間，在K1的線圈勵(lì)磁回路所連電纜上感應(yīng)正電壓，則可能使K1誤動(dòng)；或者如果在載波裝置屏內(nèi)K2、K3(48V直流繼電器)的線圈所連電纜上感應(yīng)正電壓，也可能使K2、K3勵(lì)磁，其常開(kāi)接點(diǎn)閉合而接通出口繼電器K1的勵(lì)磁回路，導(dǎo)致誤出口。

根據(jù)以上分析，決定進(jìn)行模擬試驗(yàn)。在試驗(yàn)中，解開(kāi)出口繼電器K1的出口回路，然后對(duì)直流屏內(nèi)Q98空氣開(kāi)關(guān)進(jìn)行斷開(kāi)和投入操作，同時(shí)用錄波儀監(jiān)視載波裝置屏內(nèi)接收遠(yuǎn)跳信號(hào)繼電器K2、K3的線圈電壓以及Q98開(kāi)關(guān)下側(cè)電壓。

試驗(yàn)共斷、合Q98空氣開(kāi)關(guān)4次，并錄下各監(jiān)視點(diǎn)的電壓波形。從前3次記錄得的波形上看，在各次合上Q98過(guò)程中，220V直流電壓沒(méi)有超過(guò)幅值的跳變；載波盤內(nèi)繼電器K2、K3未動(dòng)作，其線圈未測(cè)到感應(yīng)電壓；500kV保護(hù)屏內(nèi)DTTR出口繼電器K1未收到勵(lì)磁信號(hào)。

在第4次試驗(yàn)過(guò)程中，所錄到的波形與前3次有很大不同，具體如圖2。

從圖2可以看到，在Q98空氣開(kāi)關(guān)合上瞬間，負(fù)載側(cè)電壓波形有跳變，同時(shí)載波裝置屏內(nèi)繼電器K2、K3的電壓波形均出現(xiàn)幅值達(dá)52V的感應(yīng)電壓脈沖，在載波裝置屏前監(jiān)視的工作人員聽(tīng)到有繼電器動(dòng)作的聲音。以上信息說(shuō)明，在本次合上Q98空氣開(kāi)關(guān)的過(guò)程中，載波裝置屏內(nèi)K2，K3繼電器線圈因回路上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓而導(dǎo)致了勵(lì)磁動(dòng)作的結(jié)果。

在本次試驗(yàn)中，前3次合上Q98空氣開(kāi)關(guān)的動(dòng)作沒(méi)有出現(xiàn)感應(yīng)電壓，第4次則出現(xiàn)了導(dǎo)致K2、K3動(dòng)作的52V感應(yīng)電壓，說(shuō)明合上直流開(kāi)關(guān)Q98的同時(shí)在載波裝置屏相關(guān)回路上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓具有隨機(jī)性。進(jìn)一步檢查載波裝置屏的電纜，發(fā)現(xiàn)連接Q98空氣開(kāi)關(guān)下側(cè)的電纜與連接中間繼電器K2、K3線圈的電纜緊靠在屏內(nèi)同一個(gè)電纜線槽內(nèi)，且均為無(wú)屏蔽電纜，所以有可能投入Q98空氣開(kāi)關(guān)時(shí)會(huì)在繼電器K2、K3的勵(lì)磁回路上產(chǎn)生感應(yīng)電壓，進(jìn)而導(dǎo)致500kV保護(hù)屏內(nèi)DTTR出口跳閘繼電器K1勵(lì)磁，造成500kV開(kāi)關(guān)誤跳。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜合本次500kV開(kāi)關(guān)誤跳原因的調(diào)查過(guò)程，可以得出以下經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。

(1) 載波裝置屏內(nèi)與跳閘出口繼電器相關(guān)的回路電纜未采用屏蔽電纜，且220V回路和48V回路電纜在線槽中緊靠在一起，是在48V回路中產(chǎn)生感應(yīng)電壓的主要原因，應(yīng)采取措施從根本上消除這一問(wèn)題：對(duì)500kV開(kāi)關(guān)跳閘回路的電纜進(jìn)行全面檢查，將不符合要求的電纜全部更換為屏蔽電纜；對(duì)于像K2、K3等受感應(yīng)電壓影響易誤動(dòng)的繼電器，可在繼電器線圈上并聯(lián)電阻，以增大其動(dòng)作功率，減小誤動(dòng)的可能性；在保護(hù)屏檢修時(shí)，進(jìn)行切、合直流開(kāi)關(guān)的試驗(yàn)，檢查對(duì)500kV開(kāi)關(guān)是否造成影響，將故障隱患逐一排除。

(2) 在本次模擬試驗(yàn)中，投入220V直流電源，在相鄰的48V直流線路上產(chǎn)生了感應(yīng)電壓導(dǎo)致繼電器誤動(dòng)。由于本電站直流系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上零電位點(diǎn)在正負(fù)極之間，故48V電源正負(fù)極電壓為±24V。但根據(jù)當(dāng)時(shí)實(shí)際測(cè)量，48V直流系統(tǒng)由于存在一定的非金屬性正極接地故障，負(fù)極電壓已經(jīng)達(dá)到-38V。在這種情況下，只要繼電器勵(lì)磁線圈回路上產(chǎn)生接近10V的感應(yīng)電壓，就足以達(dá)到繼電器的勵(lì)磁動(dòng)作電壓而導(dǎo)致繼電器誤動(dòng)作。為避免這種情況的出現(xiàn)，在電站直流設(shè)計(jì)上宜考慮統(tǒng)一采用220V直流系統(tǒng)，取代48V直流系統(tǒng)。