劉小軍，王世祥，黃有立，陳祎亮

(深圳供電局，廣東 深圳 518020)

2010-12-23，某局1座新建220 kV變電站投產(chǎn)。該站主變?yōu)槿毡救怆姍C(jī)公司生產(chǎn)的三圈變壓器，由220 kV，110 kV，10 kV這3部分電壓等級(jí)組成。其中220 kV和110 kV部分主接線(xiàn)采用雙母結(jié)線(xiàn)方式，最終規(guī)劃均為4回出線(xiàn)，本次工程各側(cè)只建設(shè)一回出線(xiàn)。10 kV部分主接線(xiàn)方式為單分支單母線(xiàn)結(jié)構(gòu)，共10回出線(xiàn)，4臺(tái)電容器。變電站一次接線(xiàn)如圖1所示。

該站在220 kV母聯(lián)開(kāi)關(guān)2012合上、對(duì)母線(xiàn)進(jìn)行第1次充電后，進(jìn)行遙控分閘的過(guò)程中引起了TV二次空開(kāi)跳閘。

1 TV二次空開(kāi)跳閘前的充電過(guò)程

啟動(dòng)前，甲站、對(duì)側(cè)乙站根據(jù)充電方案一切準(zhǔn)備工作就緒。當(dāng)且12:00準(zhǔn)時(shí)進(jìn)行操作，由乙站通過(guò)甲乙臨線(xiàn)對(duì)甲站充電。在甲站、對(duì)側(cè)乙站經(jīng)過(guò)一系列正確操作后，進(jìn)行了如下操作。

(1) 13:50，乙站：合上220 kV甲乙臨線(xiàn)4755開(kāi)關(guān)，對(duì)220 kV甲乙臨線(xiàn)線(xiàn)路充電，檢查線(xiàn)路抽取電壓，結(jié)果正常。

(2) 14:00，甲站：合上220 kV甲乙臨線(xiàn)4755開(kāi)關(guān)，對(duì)220 kV 1M母線(xiàn)充電。檢查220 kV 1M母線(xiàn)電壓，結(jié)果正常。

(3) 14:05，甲站：合上220 kV 2012母聯(lián)開(kāi)關(guān)，對(duì)220 kV 2M母線(xiàn)充電，檢查母線(xiàn)電壓及2012母聯(lián)開(kāi)關(guān)同期裝置，結(jié)果正常。

(4) 14:08，甲站：221TV與222TV二次電壓核相，結(jié)果正確。同時(shí)對(duì)兩段母線(xiàn)的并列回路進(jìn)行檢查，均處于正常狀態(tài)。

(5) 14:12，甲站：斷開(kāi)220 kV母聯(lián)2012開(kāi)關(guān)。準(zhǔn)備對(duì)220 kV 2M第2次充電。

斷開(kāi)(采用綜自后臺(tái)進(jìn)行遙控執(zhí)行)甲站220 kV母聯(lián)2012開(kāi)關(guān)后，于14:20:50:100，甲站側(cè)甲乙臨線(xiàn)保護(hù)及1M，2M母線(xiàn)母差保護(hù)均發(fā)出“TV失壓”信號(hào)。由于I母有壓，甲乙臨線(xiàn)與1M母差保護(hù)裝置不應(yīng)發(fā)“TV失壓”信號(hào)。事后檢查發(fā)現(xiàn)該信號(hào)是由于甲站220 kV 1M，2M母線(xiàn)TV端子箱內(nèi)二次空開(kāi)跳閘所致。是什么原因?qū)е略跀嚅_(kāi)220 kV母聯(lián)2012開(kāi)關(guān)時(shí)1M，2M母線(xiàn)TV端子箱內(nèi)二次空開(kāi)跳閘？當(dāng)時(shí)繼保班會(huì)同施工隊(duì)工作人員先對(duì)一、二次設(shè)備外觀進(jìn)行數(shù)次檢查，未發(fā)現(xiàn)任何會(huì)引起TV二次空開(kāi)跳閘的現(xiàn)象。

14:30,繼保班工作人員查看1M，2M母線(xiàn)錄波圖發(fā)現(xiàn)，在220 kV母聯(lián)2012開(kāi)關(guān)已斷開(kāi)后(開(kāi)關(guān)量1變化)，在錄波圖上還錄到2M母線(xiàn)的A相和N相電壓波形。如圖2所示。

由于在一次無(wú)電壓，但二次能錄到二次電壓，所以1M，2M二次回路的A相之間可能存在寄生回路現(xiàn)象。從此現(xiàn)象初步分析，這是一起二次回路非正常并列導(dǎo)致TV二次回路反充電事故。

2 TV二次回路非正常并列的檢查過(guò)程

(1) 為了不使TV二次回路長(zhǎng)期非正常并列，且由于開(kāi)口三角電壓無(wú)空開(kāi)保護(hù)，為防止高電壓燒毀電壓切換插件事故，申請(qǐng)將1M，2M母線(xiàn)開(kāi)口三角電壓二次在端子箱處斷開(kāi)，并用絕緣膠布包好，待系統(tǒng)正常后再恢復(fù)二次接線(xiàn)。同時(shí)檢查1M，2M母線(xiàn)TV端子箱內(nèi)二次空開(kāi)通斷情況，空開(kāi)正常，未發(fā)現(xiàn)任何異?，F(xiàn)象。

(2) 操作程序檢查。

……(略去與該問(wèn)題無(wú)關(guān)的操作步驟)。

——通過(guò)母聯(lián)開(kāi)關(guān)使2條母線(xiàn)都帶電，二次電壓核相，結(jié)果正確。

——兩段TV二次帶電并聯(lián)供電給保護(hù)裝置，檢查T(mén)V二次并聯(lián)回路正常無(wú)誤。

——兩段TV二次解除并聯(lián)。

——斷開(kāi)母聯(lián)斷路器。

經(jīng)過(guò)檢查，操作程序不存在倒項(xiàng)操作問(wèn)題，操作正確。

(3) TV二次并聯(lián)回路檢查。該變電站220 kV主接線(xiàn)方式設(shè)計(jì)采用雙母接線(xiàn)方式，使運(yùn)行方式更加靈活。為了保證某段母線(xiàn)TV檢修時(shí)，不停一次母線(xiàn)，不退出保護(hù)而設(shè)計(jì)了中間并列切換回路，并列切換回路如圖3所示。一次設(shè)備可以通過(guò)改變母線(xiàn)運(yùn)行方式，來(lái)保證停運(yùn)的TV母線(xiàn)所帶的一次設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行，保證繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置、測(cè)量裝置、計(jì)量裝置等設(shè)備所采集的二次電壓與一次電壓對(duì)應(yīng)，此時(shí)也需要將電壓互感器二次回路進(jìn)行并列切換。TV二次并列的條件是母聯(lián)或分段開(kāi)關(guān)在合閘位置，且其兩側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)也在合閘位置時(shí)，即一次設(shè)備處于同一電源點(diǎn)時(shí)，其二次回路才允許并列。

圖3中，1G，2G分別為1M，2M母線(xiàn)TV隔離開(kāi)關(guān)常開(kāi)觸點(diǎn)，M1G，M2G分別為母聯(lián)斷路器1M，2M側(cè)隔離開(kāi)關(guān)的常開(kāi)觸點(diǎn)，MDL為母聯(lián)斷路器常開(kāi)觸點(diǎn)。當(dāng)M1G，M2G，MDL在合位時(shí)，1M，2M母線(xiàn)處于同一電源點(diǎn)且BK置于投入位置時(shí)，繼電器3YQJ勵(lì)磁，其接點(diǎn)閉合后，電位通過(guò)1YQJ接點(diǎn)→2YQJ接點(diǎn)→3YQJ接點(diǎn)實(shí)現(xiàn)1M、2M母線(xiàn)TV二次回路之間并列。TV二次回路之間并列接線(xiàn)如圖4所示(以A相為例)。

檢查時(shí)，重點(diǎn)對(duì)圖4中所示3YQJ接點(diǎn)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)A相并列接點(diǎn)3YQJ一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，其原因待進(jìn)一步檢查。當(dāng)時(shí)為了不影響充電的進(jìn)度，立即更換了3YQJ繼電器插件，回路恢復(fù)正常，充電工作繼續(xù)進(jìn)行。

(4) 在實(shí)驗(yàn)室對(duì)3YQJ并列接點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)檢查。通過(guò)對(duì)3YQJ繼電器施加電壓進(jìn)行沖擊試驗(yàn)，測(cè)量其相應(yīng)并列接點(diǎn)通斷情況，檢查情況如表1所示。

通過(guò)試驗(yàn)可知，A相接點(diǎn)在3YQJ繼電器通電或斷電的條件下均處于導(dǎo)通狀態(tài)。

(5) 3YQJ并列接點(diǎn)絕緣檢查。單獨(dú)對(duì)插件底部與插座接觸的銅條處用500 V搖表進(jìn)行檢查。接點(diǎn)絕緣檢查情況如表2所示。

表1 3YQJ繼電器施加電壓沖擊試驗(yàn)情況表

表2 3YQJ并列接點(diǎn)絕緣檢查情況表

從接點(diǎn)絕緣檢查情況看出，3YQJ的A相并列接點(diǎn)確實(shí)存在問(wèn)題。隨后試驗(yàn)人員對(duì)3YQJ A相并列接點(diǎn)逐個(gè)焊錫點(diǎn)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)3YQJ繼電器下部引出處A相并列接點(diǎn)有被焊錫點(diǎn)短接的現(xiàn)象。最后，通過(guò)清理短接的焊錫點(diǎn)，再次進(jìn)行絕緣檢查，絕緣值恢復(fù)到無(wú)窮大。將插件插回裝置進(jìn)行通斷試驗(yàn)，檢查結(jié)果正常。

從檢查結(jié)果看，正是由于3YQJ A相的相應(yīng)接點(diǎn)被短接，使其一直處于導(dǎo)通狀態(tài)，導(dǎo)致二次電壓切換回路不能跟隨系統(tǒng)的改變而自動(dòng)變化。

3 TV二次回路非正常并列的原理分析

通過(guò)TV二次側(cè)向不帶電的母線(xiàn)充電稱(chēng)為T(mén)V二次回路反充電。

3YQJ A相接線(xiàn)如圖5所示，由于3YQJ下虛線(xiàn)處將A相接點(diǎn)短路，致使3YQJ接點(diǎn)一直處于導(dǎo)通狀態(tài)并沒(méi)有返回，導(dǎo)致1M、2M母線(xiàn)TV二次回路在母聯(lián)開(kāi)關(guān)2012分開(kāi)后仍處于非正常并列狀態(tài)，TV二次回路產(chǎn)生反充電現(xiàn)象。

反充電電流的大小主要取決于電纜電阻及2個(gè)電壓互感器的漏抗。由于該變電站220 kV側(cè)所使用的電壓互感器變比為2 200/1，未帶電的2M母線(xiàn)未接地，其阻抗(包括母線(xiàn)電容及絕緣電阻)一般可達(dá)1 MΩ，折算到變壓器二次側(cè)后，近乎短路。因此，二次回路非正常并列導(dǎo)致的反充電會(huì)產(chǎn)生較大的二次電流。該電流經(jīng)過(guò)1ZKK→1YQJ→3YQJ下虛線(xiàn)處A相接點(diǎn)短接線(xiàn)→2YQJ→2ZKK反充到停運(yùn)的TV2。同時(shí)引起了1M、2M母線(xiàn)TV端子箱內(nèi)二次空開(kāi)1ZKK和2ZKK跳閘。

4 控制措施

當(dāng)TV二次回路非正常并列反充電時(shí)，將在一次側(cè)產(chǎn)生很高的電壓，在二次側(cè)產(chǎn)生很大的電流，輕則導(dǎo)致二次電壓空氣開(kāi)關(guān)跳開(kāi)，重則會(huì)造成人身和設(shè)備損壞事故。針對(duì)本次事件，采取以下措施。

(1) 在TV端子箱內(nèi)裝設(shè)二次電壓空氣開(kāi)關(guān)，對(duì)自動(dòng)開(kāi)關(guān)進(jìn)行分?jǐn)嚯娏髟囼?yàn)，掌握其允許通過(guò)的最大分段電流值，合理地選擇并更換母線(xiàn)TV以及線(xiàn)路TV的二次自動(dòng)開(kāi)關(guān)。當(dāng)出現(xiàn)反充電情況時(shí)，確保自動(dòng)切斷反充電回路。

(2) 在TV二次回路設(shè)計(jì)、安裝、驗(yàn)收等工作中要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)程接線(xiàn)，不得人為地短接或漏接TV二次設(shè)備的觸點(diǎn)。

(3) 對(duì)設(shè)計(jì)有TV二次回路并列轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的變電站，在驗(yàn)收時(shí)應(yīng)將一、二次控制開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，外加試驗(yàn)電壓對(duì)該回路進(jìn)行切換檢查，保證并列繼電器的接點(diǎn)能可靠切換。

(4) 對(duì)設(shè)計(jì)有TV二次回路并列轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的變電站，在操作母聯(lián)間隔的一次設(shè)備前，一定要檢查T(mén)V二次回路并列開(kāi)關(guān)，確保其在斷開(kāi)位置。投入與退出時(shí)，必須按照正確的操作步驟進(jìn)行，不跳項(xiàng)操作。如，投入時(shí)必須先合母聯(lián)開(kāi)關(guān)；退出時(shí)先斷開(kāi)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān),再斷開(kāi)母聯(lián)開(kāi)關(guān)。

(5) 運(yùn)行人員熟悉設(shè)備、實(shí)施正確的操作步驟是防止TV反充電的關(guān)鍵。在相關(guān)操作中,合上或斷開(kāi)某母線(xiàn)隔離開(kāi)關(guān)后，應(yīng)檢查切換繼電器動(dòng)作情況和電壓切換箱內(nèi)指示相應(yīng)母線(xiàn)運(yùn)行燈的狀態(tài)，應(yīng)與每項(xiàng)操作后的運(yùn)行工況相對(duì)應(yīng)，把防止TV反充電作為威脅安全運(yùn)行的一項(xiàng)危險(xiǎn)點(diǎn)來(lái)分析與預(yù)控。

(6) 具有2段及以上電壓切換功能的高壓母線(xiàn)，若其中一段停用，投入運(yùn)行時(shí)用萬(wàn)用表測(cè)量停電母線(xiàn)的TV二次電壓應(yīng)該為0。如果不為0，則意味著TV二次電壓已并列，帶電母線(xiàn)電壓反串。

5 結(jié)論

綜上所述，對(duì)于TV二次電壓回路應(yīng)確保做到配置合理、質(zhì)量可靠、性能優(yōu)良、接線(xiàn)正確、維護(hù)到位、管理得力，這樣才能全面提高TV二次電壓回路運(yùn)行的穩(wěn)定可靠性。通過(guò)上述防范措施，把好驗(yàn)收關(guān)，能有效地解決TV電壓二次回路存在的現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題，預(yù)防反充電事故的發(fā)生，從而提高TV電壓二次回路穩(wěn)定運(yùn)行水平、保護(hù)裝置可靠運(yùn)行水平、電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行水平、檢修人員人身安全保證水平。

1 國(guó)家電力調(diào)度通信中心．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問(wèn)答[M]．北京：中國(guó)電力出版社，1999.

2 國(guó)家電力調(diào)度通信中心．電力系統(tǒng)繼電保護(hù)典型事故分析[M].北京：中國(guó)電力出版社，2003.

3 呂少軍．TV反充電對(duì)距離保護(hù)的影響[J]．安徽電力，2004(04).

4 唐卓堯．繼電保護(hù)反事故措施[M]．北京：中國(guó)電力出版社，2007.

5 焦邵麟，張智銳．新設(shè)備啟動(dòng)過(guò)程中的危險(xiǎn)點(diǎn)分析及處理對(duì)策[J]．廣東電力，2009(09).