某220千伏变电站母差保护动作事故分析

某220千伏变电站母差保护动作事故分析

(南京供电公司210000)

摘要:某220kV变电站在倒母线操作中发生了母差动作,全站停电事故。本文还原了事故发生的过程,研究了这起事故发生的原因,并针对性地提出了防止类似事故发生的改进措施。

关键词:母线刀闸;倒母线;传动机构死点;母差保护动作

一、故障情况

某220千伏变电站220kV正母线停运置检修,需将正母线上所有线路和主变切换至副母运行。此次母线倒排采用热倒方式,即确保220kV母联2610在合位且退出其控制电源,各倒排间隔的母线刀闸采取“先合后拉”的方式完成切换。

倒母线操作进行到2603间隔:现场的运维人员检查26032刀闸确已合上后,方才操作电动机构拉开26031刀闸,26031刀闸的动触点和母线上的静触点刚分开时,即出现弧光放电的现象,随即220kV两条母线上所连接的所有线路开关和主变开关均跳开,全站高中低压各侧失电,保护室各用电设备改由蓄电池供电。

二、原因分析

运维人员调取的母联2610录波的波形显示,跳闸时正、副母线小差均有动作信息,故障电流流向为副母线流向正母线,结合跳闸时26031刀闸有明显拉弧放电现象,26032刀闸C相触指有放电痕迹,初步判断故障点位于2603间隔内。

经检修人员的现场检查,该变电站的220kV母联2610间隔内2610开关三相同期及回路电阻试验数据正常,26101刀闸三相回路电阻试验数据正常,外观检查26102刀闸三相触指无明显放电异常,26102刀闸流变侧支柱瓷瓶绝缘电阻试验数据正常,所以2610间隔正常。3号主变变一侧2603间隔内26031刀闸C相回路试验数据异常,26032刀闸C相回路试验数据也异常,说明26031的C相刀闸和26032的C相刀闸存在损坏迹象。

图12603间隔和2610间隔结构简图

故障录波的结果显示220kV母差保护的动作时间正是拉开26031刀闸的时刻,因为倒排时双母是并列运行,操作过程结合检修班试验结果,初步判定事故原因如下:电动操作26032刀闸合上后,虽然运维人员目测各相动触头确已夹住静触头,但实际上26032的C相钳式动触头与静触头间仍有微小间隙,导致26031的C相刀闸两端不等电位,拉开26031的C相刀闸变成带负荷拉刀闸操作,刀闸拉开时产生拉弧放电,所以220kV母差保护动作,进而导致了全站失电。

26031和26032刀闸的型号为GW22B-252(G),这是江苏如高高压电器有限公司的252kV双柱水平断口式刀闸,采用SRCJ3型电动机操动机构三极联动操作,该刀闸采用垂直伸缩式动触头(图2所示)。结合传动机构的外观(图3),描述该刀闸的合闸原理:电动机构产生的力矩通过水平连杆传给每相的操作支柱瓷瓶,操作支柱瓷瓶约转90度后,将力带动连杆传动装置,连杆传动装置带动刀闸合闸。合闸过程中,当上下导电杆串成直线时,由上导电杆内部的操作拉杆相对上部导电杆向上运动,推动动触头内部的连板向两边运动,使得动触片向内压紧,从而夹紧静触杆。

由该型号刀闸的动作原理看出,当操作拉杆的运行行程未完全走完时,会导致其顶部的钳式动触点无法夹紧,正是这个原因使得合26032刀闸失败,导致了整起事故。因此对这类垂直式刀闸的合闸位置检查,必须有相适应的方案。

三、改进措施

1)检查合闸后刀闸的传动杆确已过死点

母线侧刀闸26032的C相未合闸到位是事故发生的原因,刀闸C相未完全合闸主要是:操作拉杆未走完行程,也即传动机构没有过死点。此情况下即使刀闸动静触头已经接触,操作瓷瓶也会承受分闸方向的转动力矩,使隔离开关的钳夹松开放电。所以观察并确认刀闸的传动杆过死点是保证刀闸已合闸成功且不会意外分闸的重要措施。

除了传动机构过死点,操作拉杆走完行程的另一等价指标是刀闸拐臂垂直于传动机构,没有弯折度。因此运维人员在合闸后除检查传动机构过死点外,还需保证刀闸拐臂竖直。

2)在倒母线操作过程中,观察母联电流和小差电流的变化

倒母线之前,母联带有负载电流,当母线刀闸都在合闸导通位置时,与母联构成并联回路,对母联开关电流进行分流,母联三相电流数值会减小,同时母差保护装置会显示存在小差电流。因此建议倒母线操作时除两人在现场操作外,另安排专人在保护室后台观察母联电流以及母差保护屏小差电流变化,通过对讲机与现场操作人员确认。

3)用望远镜观察动静触头确已接触

由于该型号刀闸通常用于管母线位置很高的场合,而该型号垂直式刀闸的动触头钳夹又很小,仅凭肉眼很难真正看清动触头是否已接触静触头,所以运维人员需从班组携带望远镜对合闸效果进行观察,即通过望远镜检查动触头钳夹竖直、无缝隙地夹住静触头,确保刀闸合到位。

参考文献

[1]李佳新,王国伟.浅谈220KV倒母线故障时母差保护分析及其操作方法[J].中国水利水电技术应用,2012(8):187-188.

[2]张东凯,王文楷.浅谈220KV系统倒母线操作过程中常见事故的预防方法及实施细则[J].东北电力大学校报,2013,(03):167-168

[3]徐长浩,彭良玉.浅析220KV双母线接线倒母线操作[J].新疆电力技术,2011,(01):133-142.

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