管 宇，岳全中，梁 斌

(國網(wǎng)江蘇省電力有限公司超高壓分公司，江蘇 南京 213000)

0 引言

2019 年，江蘇500 kV 及以上變電站變電設(shè)備跳閘故障31 起，其中開關(guān)設(shè)備跳閘故障有12 起，開關(guān)三相不一致保護動作9 起，占比較大，2017年至2020 年上半年，近三年半開關(guān)三相不一致保護動作跳閘共18 起。

分相操作機構(gòu)的斷路器出現(xiàn)三相不一致時(一相斷開或兩相斷開的非全相運行狀態(tài))，系統(tǒng)中會產(chǎn)生零序分量和負序分量，對反應(yīng)零序、負序分量的繼保裝置會產(chǎn)生影響，可能會發(fā)生誤動作。另外，零序電流會對附近通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾[1-2]。對于斷路器非全相運行的問題需引起足夠重視，杜絕由于斷路器非全相運行引起的系統(tǒng)事故或重大設(shè)備損壞事故。

1 斷路器本體三相不一致保護

1.1 保護原理

將斷路器A，B，C 三相的常閉、常開輔助接點分別并聯(lián)后再串聯(lián)，然后啟動一個延時時間繼電器，當(dāng)斷路器出現(xiàn)三相位置不一致時，經(jīng)過時間延時，動作啟動出口繼電器，跳開斷路器三相。斷路器本體三相不一致保護為雙重化配置，動作時間按大于開關(guān)單相跳開后等待單相重合閘的時間來整定。三相不一致保護原理及兩點接地跳A 相開關(guān)如圖1 所示。

圖1 三相不一致保護原理及兩點接地跳A 相開關(guān)

圖1 中K7 為三相不一致時間繼電器，Q7 為三相不一致出口繼電器，LP 為三相不一致保護投入壓板，S1 為復(fù)歸按鈕。正常運行時，LP 壓板投入，當(dāng)出現(xiàn)三相不一致，如A 相分位，B，C 相合位時，通過常閉接點QF1A，常開接點QF1B，QF1C 構(gòu)成回路，時間繼電器K7 得電，K7-1 接點延時閉合，出口繼電器Q7 帶電，Q7-4 閉合自保持，跳三相。同時Q7-5 閉合發(fā)信號。

1.2 三相不一致保護動作原因

三相不一致保護動作的原因主要有以下幾點。

(1) 繼電器質(zhì)量問題。如三相不一致時間繼電器絕緣降低，其延時接點導(dǎo)通使跳閘出口繼電器誤動作跳三相開關(guān)。

(2) 三相不一致保護分閘出口回路絕緣異常。如保護分閘出口電纜對地絕緣電阻為0 MΩ，同時發(fā)生直流正極接地時，將使跳閘線圈得電，開關(guān)誤跳閘。

(3) 機構(gòu)箱、匯控柜密封不良，端子排凝露使三相不一致出口接點導(dǎo)通。

（4）開關(guān)機構(gòu)異常。合閘線圈頂桿卡澀導(dǎo)致某相合閘失敗，啟動三相不一致保護。

（5）直流系統(tǒng)一點接地，引起繼電保護裝置某相出口中間誤動作跳開該相開關(guān)，啟動三相不一致保護。

（6）其他原因。如某相總閉鎖繼電器通電后常開接點接觸不良，導(dǎo)致該相無法合閘，啟動三相不一致保護。

2 事故分析

2.1 故障前運行方式

500 kV 某變電站Z 線運行， 5033 開關(guān)運行，5021，5022，5031，5032 開 關(guān) 檢 修，X 線、Y 線線路檢修。事故跳閘前500 kV 某變電站系統(tǒng)接線如圖2 所示。

圖2 事故跳閘前500 kV 某變電站系統(tǒng)接線

2.2 故障經(jīng)過及檢查處理情況

2020-09-15 T15:15，運維人員接到省調(diào)監(jiān)控通知:15:12，500 kV 5033 開關(guān)跳閘。

運維人員檢查后臺SOE 信號，15:12:09.610 5033 開關(guān)A 相分閘，15:12:09.624 5033 開關(guān)事故信號，15:12:12.167 5033 開關(guān)三相不一致動作，15:12:12.167 5033 開關(guān)B 相分閘，15:12:12.168 5033 開關(guān)C 相分閘。5033 開關(guān)三相不一致和事故信號光字牌亮。

隨后在500 kV 繼保室檢查5033 開關(guān)保護、Z線路兩套線路保護均無動作信號?，F(xiàn)場檢查確認5033 開關(guān)三相跳開，開關(guān)匯控柜內(nèi)三相不一致信號燈亮，機構(gòu)箱內(nèi)無積水等異?，F(xiàn)象。

15:25，運維人員向網(wǎng)調(diào)匯報現(xiàn)場檢查情況，原因待查。16:25，檢修人員到達現(xiàn)場，對5033開關(guān)跳閘回路進行檢查。18:50，經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)5033 開關(guān)匯控柜內(nèi)有電纜表皮破損，該破損電纜由5033 開關(guān)匯控柜至開關(guān)A 相機構(gòu)箱。經(jīng)絕緣測試，該電纜有2 根芯線為0 MΩ，其中一芯為正電源，另一芯為至A 相第一路分閘線圈。經(jīng)初步分析，電纜芯線有破損，同時由于陰雨天氣5033 開關(guān)匯控柜內(nèi)有潮氣，導(dǎo)致A 相出口回路接通引起開關(guān)A 相跳閘，并引起三相不一致動作三跳。19:55，更換電纜備用芯，絕緣檢測合格，開關(guān)分合試驗正常。20:29，5033 開關(guān)恢復(fù)正常送電。

2.3 5033 開關(guān)跳閘分析

5033 開關(guān) A 相跳開后未重合，站內(nèi)沒有故障，線路保護沒有動作，開關(guān)保護沒有收到其他裝置發(fā)給它的重合閘指令。220 kV 保護有單相TWJ 動作啟動重合閘的功能，而500 kV 開關(guān)保護不具備此功能。5033 開關(guān)A 相開關(guān)跳開后，開關(guān)三相位置實際不一致，機構(gòu)箱內(nèi)三相不一致繼電器動作，延時2.5 s 就地出口跳三相。

事故處理過程中，有直流接地信號發(fā)出，在絕緣監(jiān)測裝置上查找接地支路，與故障檢查中破損電纜芯線位置相符合，故障處理結(jié)束后信號自動復(fù)歸。由于斷路器跳合閘控制電源采用直流，跳閘線圈接負極電源，當(dāng)跳閘線圈正電源側(cè)電纜芯和直流正電源電纜芯同時接地時，引起開關(guān)誤跳閘，且無任何跳閘指令發(fā)出，形成偷跳。

3 應(yīng)對措施

(1) 開關(guān)本體三相不一致保護采用的時間繼電器、跳閘出口繼電器等繼電器應(yīng)采用高可靠性、性能參數(shù)合格的產(chǎn)品。對誤碰易出口跳閘的繼電器加裝防碰罩。

(2) 加強戶外箱柜綜合治理，通過鋪裝自流平地坪、安裝熱交換機與透氣窗、更換密封條等措施，來保證箱柜防潮防凝露功能完好。運維人員結(jié)合全面巡視定期開箱檢查。

(3) 新設(shè)備驗收和運行設(shè)備檢修時應(yīng)重點檢查三相不一致保護相應(yīng)繼電器的動作電壓、絕緣電阻、動作時間以及同一根二次回路電纜中正電源與跳閘線芯間的絕緣電阻。同時，應(yīng)對箱體內(nèi)二次端子進行全面檢查，對松動的進行緊固。

(4) 斷路器本體三相不一致優(yōu)化改造后驗收需驗證兩組三相不一致回路不存在寄生回路。每組三相不一致保護分相動作及相關(guān)信號正確。

(5) 變電站內(nèi)如果有“兩票”工作，檢修工作同屏內(nèi)運行設(shè)備的裝置、壓板、空開、切換開關(guān)、端子排都要做安措。嚴(yán)防因站內(nèi)工作誤碰誤跳運行開關(guān)。

(6) 加強二次回路絕緣監(jiān)測，防止繼電保護二次回路直流一點接地引發(fā)500 kV 開關(guān)偷跳啟動三相不一致保護。

4 結(jié)束語

為遏制當(dāng)前開關(guān)三相不一致保護繼電器及相應(yīng)回路缺陷頻發(fā)態(tài)勢，需要積極開展設(shè)備隱患治理，進一步加強變電主設(shè)備附屬箱體及二次回路檢修質(zhì)量管控工作，嚴(yán)格把關(guān)設(shè)備選型、安裝、調(diào)試、驗收以及日常運維工作，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。