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由直流接地故障引发开关跳闸事故的分析

文档作者: 周康 陆炽 汪晓飞 宋晓华        文档来源: 国网浙江杭谢州市余杭区供电公司
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更新时间: 2021年06月10日
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接地技术 由直流接地故障引发开关跳闸事故的分析 周 康, 陆 炽,汪晓飞,宋晓华 (国网浙江杭 J'l市余杭区供电公司,杭 I'l 311100) [摘要] 针对某110kV变电站发生直流接地后,在采用直流拉路法查找接地点的过程中一条110kV进线开关发生误 跳的故障进行分析,指出该ll0kV进线开关的跳闸与直流接地故障无必然联系,而是由其测控装置在上电初 始化时发生出口接点误合引起。 关键词 直流接地开关跳闸拉路法上电初始化 1事故概述 受台风影响,杭州某110kV变电站发生了直流系统接 地故障。现场检查后发现直流充电屏绝缘监测仪显示“馈 电1单元2-1故障、母线绝缘故障”,但具体对应支路不 明,且装置告警灯亮,正对地电压为24V,负对地电压为 一96V, 正对地电阻为33.3kQ, 负对地电阻为9 999.0 kQ。于是判断为直流正极接地,汇报调度员后,按照直流 拉路原则查找故障原因。 在拉直流接地过程中,当切断直流馈线屏上“保护屏 II段直流输出小开关2Q1”时,直流接地消失,随即合上 该空开。同时,查看现场后台和综自设备信息时,发现浙 杭lOOl线开关跳开, #1主变、¨0kV、35kV、10kV I 段母线均失压,110kV、35kV、1OkV备自投装置均未动 作,主变保护装置无告警或动作信息,后台机无其它告警 或动作信息,所用电备自投动作。 2检查处理过程 该站事故前的一次设备运行方式如图1所示, 11OkV、35kV、10kV均分列运行,各级备自投装置均投 跳闸。 浙杭1001线 江州1002线 段 段 图1 该站事故前的一次设备运行方式图 2.1第一次检查处理过程 事故发生后,立刻对浙杭1001线开关误动进行检查 分析。初步检查发现室外机构箱、端子箱均无渗水情况。 查看直流馈线屏上保护屏II段直流输出小开关2Q1馈线 回路,确认此空开为控制室主变保护、ll0kV开关操作 箱、11OkV备自投装置、测控装置等相关综自设备直流电 源总空开,控制室各装置的直流电源通过屏顶小母线并 接n]。因浙杭1001线开关跳开是在合上直流空开ZQ1后 发生的,故初步判断原因可能为:一是交流电源回路与直 流电源回路之间绝缘不良,引起交流串人直流电源回路使 出口继电器误动,造成开关跳闸 ;二是室外电缆对地电 容构成回路瞬间放电,使出口继电器误动[3],造成开关跳 闸;三是直流多点接地造成分闸回路被短接,造成开关跳 闸。 经测量,直流系统的交流电压接近于零,排除第1种 可能;而室外电缆长度不超过90m,对地电容串接跳闸回 路放电难以满足条件,待定,故先考虑第3种方案,查找 接地点,从而反向推理开关跳闸原因。 根据现场情况制定了初步查找方案:考虑到接地可能 发生在室外,采用分支直流空开直接拉路法,采取先室外 遥信回路、后主变非电量保护。又因浙杭1001线开关之 前误动过,故此次不对开关控制电源进行拉路。当拉开浙 杭1001线测控装置电源小开关1K后,接地现象消失。在 接通电源小开关1K时,浙杭1001线开关分闸,1l0kV备 自投装置动作,在判断浙杭1001线开关分位后,合上 11OkV母分开关。因浙杭1001线开关出现第2次跳闸, 且工作期间正值台风高危期,故决定暂时终止消缺工作, 仅收集相关信息进行讨论分析,择期再行处理。 2.2第二次检查处理过程 两15后,进行第二次检查, 分析开关跳闸的可能原 因。 (1)主变保护动作。因主变保护装置未有任何动作信 息,系统也无故障点,故排除该原因。 (2)110kV备自投动作。在追跳环节将开关跳开,查 看备自投动作信息。开关跳开早于备自投追跳52ms,符 合备自投判开关分位后追跳逻辑,若是备自投跳开浙杭 收稿日期:2014—01—19 作者简介:周康(1984一),硕士,工程师,从事220kV智能化变电站运维检修工作。 361 WWW.chinaet.net j中国电工网 接地技术 1001线,则应是整定单中整定值的7s, 因此排除此情 况。 (3)手分回路跳闸。因远近控开关处于远方位置,故 此回路可靠断开,于是可排除该原因。 (4)交流传人直流。在第1次检查处理时已排除该原 因。 (5)电缆对地电容在直流有接地点的情况下发生瞬间 放电,会造成开关跳闸。该原因有可能,待定。 (6)多点接地可能会将开关跳开。但2次跳闸明显都 是直流空开推上后发生的,若是多点接地,则不会出现此 类现象,排除该原因。 (7)遥控回路误出口跳闸。该原因有可能,但测控装 置误出口的情况概率很小,待定。 于是将浙杭1001线改冷备用后,再次尝试模拟两日 前合上浙杭1001线测控装置直流电源1K时跳开浙杭 1001线开关的现象。若再次跳开,则可初步说明开关跳闸 与直流接地无必然联系,可判断为装置原因;若不跳开, 则说明开关跳闸与直流接地有必然联系。而现场直流接地 已消失,只能进行测控装置和操作箱等相关二次回路的绝 缘测试,以尽量查找可能的接地点。 合上浙杭1001线开关(冷备用状态),将开关的远近 控切至远方,放上遥控出口压板, 切断浙杭1001线测控 装置的直流电源,间隔3s后,合上该空开。此时,浙杭 1001线开关再次跳闸, 同时听到测控装置继电器动作响 声。再次模拟,浙杭1001线开关再次跳闸。于是拆开该 开关外部电缆,将其远近控切至就地,将遥控分闸接点完 全隔离开,用万用表电阻档测量合上空开时电阻的变化情 况,发现合上直流电源空开时, 电阻由无穷大瞬时变为接 近于零。多次测试后,统计遥控分闸接点动作的概率为 75 以上(20次),至此,基本确定了浙杭1001线开关跳 闸的原因:南瑞继保RCS-960711型测控装置在上电初始 化时发生了出口接点误合现象。继而最终确定故障板件为 CPU板,其软件版本为2.80,校验码为48EC。 更换同型号、同版本的CPU板后,拉合装置直流电 源20次,再未发生跳合闸接点误动作现象。 3防范整改措施 (1)为防止同型号其它测控装置(江州1002线、110kV 母分)也存在类似隐患,对其也进行同样的拉合直流电源 试验20次,未发生遥控分合闸接点误动作情况。 (2)将现场故障CPU板返厂测试,并出具正式测试报 告。 (3)对各厂家备品备件进行全面梳理,改变原有备品 储备重保护轻测控的备品管理模式,测控装置备品备件达 到5:1配比。 (4)优化直流接地查找方式, 防止站内重要保护、安 全自动装置、厂站自动化装置的全部或大批失电情况的发 生,并由专业管理部门组织运行检修人员进行关于直流接 地查找方式的学习。 4结束语 直流电源对变电站的安全可靠运行起着极其重要的作 用,它主要给变电站内开关的控制回路、保护测控装置、 通信设备、事故照明、监控系统等供电。直流接地是变电 站常见且危害性较大的故障,直流拉路是查找接地点最常 用的方法,而采用直流拉路方式查找接地点的过程中造成 开关跳闸的事故非常罕见。本文述及事故是由11OkV进线 测控装置在上电初始化时发生出口接点误合引起,希望该 案例能对类似故障的分析和处理有所裨益,从而确保变电 站的安全稳定运行。 参考文献 Eli黄成扬.浅淡查找变电站直流接地的拉路试验法[J].机电信 息,2011(15):11,12 E2]汤建红,苏文博,潘向华.500kV变电站开关无故障跳闸事故 分析口].电力自动化设备,2005(12):81~83 [3]刘军,韩京哲,等.直流系统接地的危害及查找办法[J].电力 系统装备,2008(4):64,65 (编辑杨小波) (上接第27页) (4)TV断线监测PSL逻辑。TV断线监测逻辑有有流 (即“Start j>2”)功能块和无压(即“Trip < 2”功能 块),2个功能块组成“与”门逻辑, 只有在电流 > 200mA,电压U~30V时, TV断线逻辑输出才置1。J> 2(电流II段)的定值组作为判断是否有电流的判据,电机 运行正常时有运行电流, 即f>2(电流II段)必然满足整 定值200mA,此时由TV断线监测功能闭锁低电压出口。 (5)接地PSI 逻辑。灵敏接地保护定值组参数满足 后, “Trip ISEF> 1灵敏接地”功能块置1, 只点亮 LED8指示灯报警,而不会参与跳闸逻辑。 5结束语 P241继电保护装置在中沙石化6kV异步电机保护应 用中一直可靠,定值整定和可编程逻辑功能的组合,使装 置的保护功能得到充分发挥,其中应用较少的热过负荷保 护可进一步推广。 参考文献 [1]沈诗佳,程琳.继电保护技术[M].合肥:合肥工业出版社,2013 [2]陈根永.电力系统继电保护整定计算原理与算例CM].第2 版.北京:化学工业出版社,2013 (编辑 曼宁) 电工技术{2014l 7期l37
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