嵇義軍

（國網安徽省電力公司安慶供電公司，安徽 安慶 246003）

2011-06-15，某供電公司東部變電站220 kV聯(lián)絡Ⅰ開關發(fā)生無線路故障三相跳閘事故。所幸事故發(fā)生時該線路處于輕載狀態(tài)，未造成負荷損失。該線路停運后，變電站在較長時間處于單電源供電狀態(tài)，降低了供電可靠性，增加了電網安全運行的風險。

1 故障斷路器基本情況

東部變電站220 kV聯(lián)絡Ⅰ開關于2010-07-04正式投運，開關型號為LTB245E1-1P，機構型號為BLK222，生產廠家為北京ABB高壓開關設備有限公司，出廠編號為1360113934-01，出廠日期為2010年4月。線路保護型號為RCS-931(光纖)和RCS-902(高頻)系列，生產廠家為南京南瑞繼保電氣有限公司。

2010年6月，相關檢修單位按照交接驗收規(guī)程，分別對該間隔一次設備和二次設備進行了交接驗收，各項試驗數(shù)據(jù)均在合格范圍內，各項試驗結論均正確。

2 事故經過

2011-06-15T8:00左右，接調度通知，東部變電站220 kV聯(lián)絡Ⅰ開關三相跳閘(對側開關未跳閘，線路無故障)。據(jù)現(xiàn)場運行人員反映:當日07:45左右，突然聽到一聲220 kV斷路器分閘的響聲?，F(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)聯(lián)絡Ⅰ開關三相同時跳閘，聯(lián)絡Ⅰ線路保護裝置無任何動作報文，面板無任何保護動作信號燈指示，開關本體非全相保護無動作信號。SCADA系統(tǒng)(數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng))只有“聯(lián)絡Ⅰ開關啟動事故音響”和“聯(lián)絡Ⅰ開關二組控制回路斷線”發(fā)出報警；220 kV線路故障錄波器未啟動，對側開關保護未啟動，聯(lián)絡Ⅰ線路未發(fā)生故障。

3 檢查分析

為了查清開關偷跳的原因，6月15日10:00左右將聯(lián)絡Ⅰ開關由熱備用轉檢修，進行了一系列檢查。

3.1 外觀及機械部分檢查

(1)首先檢查端子箱、機構內二次端子排以及二次接線情況，未發(fā)現(xiàn)端子箱以及二次接線有受潮情況；端子排干燥清潔，無明顯異物；二次接線牢固、可靠。

(2)檢查機構的機械傳動部位，對開關進行多次傳動試驗均正常，未發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象。

(3)對機構的低電壓動作特性進行檢查，在電壓為176 V時合閘，三相動作正常；在電壓為143 V時分閘，三相動作正常。

(4)對斷路器三相分、合閘時間進行了測量，均在合格范圍內。

(5)對斷路器SF6氣體微水及分解物進行了測量，數(shù)據(jù)均正常。

由于該斷路器采用三相分體式結構，若僅僅是機械故障不會造成三相同時跳閘，且開關機械特性試驗及SF6氣體微水試驗都正常，因此排除了開關發(fā)生機械故障的可能。造成開關三相同時跳閘僅可能是，存在可導致三相同時跳閘的電氣回路，如：機構的非全相回路、開關手動分閘回路、母差保護跳閘回路。

3.2 機構的非全相回路絕緣檢查

首先重點檢查機構非全相回路(見圖1)。打開機構的非全相端子箱，機構內非全相繼電器無異常，未發(fā)送非全相動作信號。現(xiàn)場模擬非全相繼電器動作，非全相回路中K36(非全相繼電器)、K37(開關一組跳閘中間繼電器)、K38(開關二組跳閘中間繼電器)均可靠動作，同時發(fā)非全相動作信號，手動復歸后信號消失?，F(xiàn)場采用500 V搖表對繼電器及二次線的絕緣情況進行測量。

(1)檢查K37回路的絕緣，取K37繼電器A1(線圈端)至600(正電源)端子間的絕緣電阻進行測試，絕緣電阻為550 MΩ，合格。

(2)檢查K38回路的絕緣，取K38繼電器A1(線圈端)至600(正電源)端子間的絕緣電阻進行測試，絕緣電阻為550 MΩ，合格。

(3)檢查K37三相出口跳閘節(jié)點的絕緣，取602(一組跳閘正電源)端子分別至A629，B629，C629(一組三相跳閘出口)端子間的絕緣電阻進行測試，絕緣電阻為550 MΩ，合格。

(4)檢查K38三相出口跳閘節(jié)點的絕緣，取702(一組跳閘正電源)端子至A729，B729，C729(二組三相跳閘出口)端子間的絕緣電阻進行測試，絕緣電阻為550 MΩ，合格。

(5)由于K38繼電器A1(線圈端)引線與三相出口跳閘節(jié)點的11，21，31端子的位置較近(此處若有短接，開關立即啟動第二組跳閘回路)，故對K38繼電器A1(線圈端)端子至702端子(一組跳閘正電源)的絕緣電阻進行測試，絕緣電阻為550 MΩ，合格。

(6)由于K37繼電器A1引線與三相出口跳閘節(jié)點的11，21，31端子的位置較近，故對K37繼電器A1端子至602端子的絕緣電阻進行測試，絕緣電阻為550 MΩ，合格。

由上述測試可知，非全相繼電器及二次線絕緣合格，同時在非全相機構箱內未發(fā)現(xiàn)任何雜物，因此初步判斷不存在繼電器內部受潮(檢查當天濕度很大，若內部受潮短時間無法恢復)及二次線絕緣損壞或外部小動物進入造成短路的可能，但本次檢查仍未查出三相跳閘的直接故障點。

3.3 二次部分檢查

依據(jù)開關動作行為，由于開關是三跳，且保護裝置對此無反應，故從以下幾個方面進行了檢查。

(1)檢查開關跳開前后直流系統(tǒng)是否正?！，F(xiàn)場對直流回路進行檢查，直流正對地為112 V，直流負對地為-108 V，直流回路無異常。

圖1 開關非全相回路

(2)跳閘電纜雜散電容是否正常。對繼電保護至開關端子箱的跳閘電纜的雜散電容量進行了測量，電纜雜散電容量為12～13 nF，電容量正常。

(3)開關手跳回路(見圖2)接通引起開關跳閘?，F(xiàn)場結合圖紙對手跳回路進行檢查，檢查發(fā)現(xiàn)回路接線正確，無寄生回路，且手跳回路接通時KKJ(雙位置繼電器)返回，不會發(fā)出SCADA系統(tǒng)中記錄的“聯(lián)絡Ⅰ開關啟動事故音響”信號。經現(xiàn)場試驗確認，手跳開關時KKJ可靠返回，無事故音響信號發(fā)出。

對KKJ及STJ(手跳繼電器)動作電壓進行了校驗，STJ動作電壓大于KKJ動作電壓，動作值合格，且不可能發(fā)生STJ動作而KKJ不動作。因此，排除了手跳回路接通的可能。

(4)母差保護開入引起開關跳閘。母差跳閘回路如圖3所示，現(xiàn)場對母差保護一跳、二跳回路進行檢查，對照圖紙檢查相關二次線。經檢查其接線正確，且無寄生回路。進一步使用500 V電壓等級搖表對該回路進行絕緣試驗,測得其絕緣電阻大于550 MΩ，回路絕緣合格。

因母差保護動作時會啟動操作箱TJR(永跳)繼電器，而TJR繼電器動作會啟動信號繼電器TXJ，發(fā)保護動作信號，如圖4所示?？紤]到開關跳閘時無任何保護動作報文，此點與之不符，因此排除了母差保護開入引起開關跳閘的可能。

圖2 開關手跳回路

3.4 開關非全相回路檢查

現(xiàn)場結合圖1所示圖紙對開關非全相回路進行檢查。使K36動作，接點閉合，經2s延時，啟動K37，K38。其中，K37動作后，接點閉合出口跳閘，同時啟動K34(非全相信號中間繼電器)，發(fā)非全相動作信號并保持；K38動作后，出口跳閘，同時對接點發(fā)瞬時動作信號，現(xiàn)場檢查該信號接點。

(1)K36，K37，K38繼電器的動作值及返回值校驗，測試結果：啟動值為140 V；返回值為110 V，測試結果正確。

(2)由于開關單相偷跳時會啟動重合閘，而此次開關跳開時裝置未發(fā)重合閘動作信號，因此在現(xiàn)場進行開關非全相功能試驗，重合閘投入時開關單跳單重，重合閘退出時，開關單跳后啟動K36，經2 s延時跳開其余2相，信號正確發(fā)出。因此，排除了開關單相偷跳和K36動作跳閘的可能。

(3)由于K37誤動有引起開關跳閘的可能。K37動作時會發(fā)非全相動作信號并保持，非全相繼電器箱會有動作信號燈點亮，同時SCADA系統(tǒng)中會有“非全相動作”信號報文發(fā)出，而開關跳開時現(xiàn)場無“非全相動作”信號，因此排除K37動作的可能。

(4)由于K38誤動會引起開關三相同時跳閘，且無“非全相信號”發(fā)出，僅有“文會線4C76開關啟動事故音響”和“文會線4C76開關二組控制回路斷線”信號發(fā)出，此現(xiàn)象與本次開關誤動結果相符。在排除了以上所有可能性后，初步認定K38誤動的可能性最大。

圖3 母差保護跳閘回路

圖4 母差保護動作信號回路

(5)因東部變電站當天無任何操作，未進行交接班，未開展設備巡視工作，且打開非全相端子箱需要通過微機“五防”閉鎖，而檢查故障發(fā)生時間段微機“五防”閉鎖中無模擬開鎖記錄。因此，可以排除人員誤碰K38繼電器造成誤動的可能。

為了徹底查出K38誤動原因，對K38繼電器安裝底座進行了解體檢查(底座正常為近似密封狀態(tài)，無法打開)，在打開繼電器底座后發(fā)現(xiàn)：

(1)繼電器底座內含有較多金屬雜質，其中部分金屬雜質較長，達到4～5 mm；

(2)繼電器內金屬連接片之間距離較小，如K38繼電器A1(線圈端)連片與三相出口跳閘11端子的連片距離僅2 mm；

(3)在K38繼電器A1(線圈端)三相出口跳閘節(jié)點的11端子之間發(fā)現(xiàn)疑似熔渣；

(4)該繼電器為西班牙進口，型號為releco MR-C CA-A40；繼電器底座型號為S4-J。

4 故障結論

根據(jù)以上檢查判定：由于開關非全相機構內繼電器底座存在質量問題，致使非全相出口中間繼電器誤動，造成東部變電站220 kV聯(lián)絡Ⅰ開關偷跳。

找到故障點后，對該機構內所有同型號繼電器進行了解體檢查，發(fā)現(xiàn)其他繼電器底座盡管也有些雜質，但沒有類似K38那種較長的金屬雜質。將雜質清除干凈后，再次對開關進行了各類傳動試驗，開關傳動正確，具備恢復送電條件。