王坤++黃華++徐晟

摘要：從一次設(shè)備和保護裝置兩個方面，分析了換流站500kV交流濾波器，在正常運行時發(fā)生的一起小組開關(guān)拒動導(dǎo)致大組交流濾波器跳閘的事故原因，指出故障原因為開關(guān)機構(gòu)元件之間發(fā)生卡滯，導(dǎo)致開關(guān)拒動，擴大事故范圍，在此基礎(chǔ)上給出了運行維護上優(yōu)化措施與建議，可有效提高系統(tǒng)運行可靠性。

關(guān)鍵詞：交流濾波器；開關(guān)拒動；擴大事故；建議

中圖分類號： TM531 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號1672-3791（2016）07（b）-0000-00

楚穗直流是我國西電東送工程的主干道之一，也是世界上第一條特高壓直流輸電工程，設(shè)計輸送容量為5000MW，其安全穩(wěn)定運行，對南方電網(wǎng)乃至南方五省的經(jīng)濟發(fā)展有著舉足輕重的作用。

2015年9月27日，在楚穗直流功率調(diào)整過程中，穗東換流站發(fā)生一起500kV交流濾波器小組開關(guān)拒動，導(dǎo)致越級跳開本大組所有交流濾波器的事件，嚴(yán)重威脅楚穗直流的安全穩(wěn)定運行。本文詳細(xì)分析了此次拒動事件中，交流濾波器小組保護配置情況、該小組開關(guān)拒動的原因，并對暴露出的問題提出相關(guān)建議。

1 事故概況

某日，楚穗直流進行功率調(diào)整，系統(tǒng)自動將500kV 593小組交流濾波器退出，此時593開關(guān)B相分閘不成功，500ms后593開關(guān)保護三相不一致動作，3s后593交流濾波器兩套小組保護系統(tǒng)內(nèi)零序過流保護動作，3.2s后593開關(guān)失靈保護動作，跳開本大組所有交流濾波器。

2 保護動作分析

該站交流濾波器正常運行時，小組保護配置有差動保護、三相不一致保護、零序過流保護及小組開關(guān)失靈保護，其中小組開關(guān)失靈保護可啟動大組母線差動保護。圖1為事故發(fā)生時，593小組交流濾波器首尾端電流波形。

2.1 差動保護分析

當(dāng)三相最大差動電流大于差動額定電流的0.18倍時，差動啟動元件動作，動作后開放保護裝置的出口繼電器正電源。根據(jù)如圖2可知，593小組交流濾波器自動退出時，A、C相開關(guān)正常斷開且電流變?yōu)榱?，而B相電流一直存在，電流大小為正常投運時的負(fù)荷電流，可以判斷出593開關(guān)B相未跳開。而差動保護分相配置，差流為首端電流T1與尾端電流T3之差，由圖2可知593小組交流濾波器三相均不存在差流，因此差動保護正確不動作。

2.2 三相不一致保護分析

開關(guān)三相不一致保護投入時，任一相開關(guān)動作跳開，且該相無電流時，確認(rèn)該相開關(guān)在跳閘位置，當(dāng)任一相在跳閘位置而三相不全在跳閘位置時，則確認(rèn)為開關(guān)三相不一致，不一致可經(jīng)零序電流或負(fù)序電流開放，滿足不一致動作條件后，經(jīng)整定的動作時間，出口勵磁本開關(guān)兩組跳閘線圈，跳開本開關(guān)。593開關(guān)B相分閘不成功而保持在合閘位置，A、C相在跳閘位置，滿足三相不一致保護動作條件，經(jīng)500ms動作延時，三相不一致保護動作，因此本小組開關(guān)三相不一致保護正確動作。

2.3 零序過流保護分析

零序過流保護檢測尾端三相電流在裝置外部合成的零序電流，其動作公式為 ， ， 為定值。根據(jù)如圖2可知，593小組開關(guān)A、C相跳開后，尾端電流T3為零，B相開關(guān)未跳開，尾端電流T3為0.6A，則保護裝置接收到的零序電流約為0.6A，超過零序過流定值0.1A，經(jīng)3000ms動作延時，零序過流保護正確動作。

2.4 小組失靈保護分析

小組交流濾波器開關(guān)失靈保護投入時，保護裝置持續(xù)收到保護跳閘命令，且失靈過流元件動作，則失靈保護動作，先延時跳開本小組開關(guān)三相，再經(jīng)失靈出口延時跳開相鄰斷路器。上述零序過流保護動作后，發(fā)出保護跳閘命令，此時啟動小組開關(guān)失靈保護，由于零序電流一直存在，失靈過流元件動作，約140ms動作延時后，小組開關(guān)失靈保護正確動作，跳開本大組所有交流濾波器。

綜上所述，本次事故，差動保護正確不動作，三相不一致保護、零序過流保護、失靈保護均正確動作，保護無異常。

3 一次設(shè)備分析

現(xiàn)場開關(guān)本體檢查發(fā)現(xiàn)，593開關(guān)A、C相在分閘位置，B相在合閘位置，且開關(guān)B相機構(gòu)內(nèi)兩路分閘線圈均有燒焦痕跡，分閘線圈電阻無窮大?，F(xiàn)場處理時，運維人員通過故障分閘線圈手動推操作機構(gòu)的杠桿部件，發(fā)現(xiàn)分閘1的分閘脫扣器鐵芯桿不能被推動；分閘2的分閘脫扣器鐵芯桿能被推動，但操作機構(gòu)不能進行分閘操作，且推動的鐵芯桿無法正常回彈。在拆除故障分閘線圈后，手動推頂杠桿部件，操動機構(gòu)可以完成分閘操作。拆卸操作機構(gòu)的杠桿部件，未見異常。

593開關(guān)進行分閘操作時，勵磁分閘脫扣器，使分閘棘爪經(jīng)棘爪杠桿和杠桿釋放，操動杠桿和轉(zhuǎn)動杠桿經(jīng)連桿，被分閘彈簧拉至分閘位置，同時滅弧單元中的觸頭由操動桿拉至分閘位置，最終完成開關(guān)的分閘過程。對593開關(guān)A、C相的分閘時間進行測量，結(jié)果均在廠家要求值21±2ms的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。而B相分閘1的時間為23.4ms，分閘2的時間為23.9ms，均超出標(biāo)準(zhǔn)值的上限。

經(jīng)過對開關(guān)機構(gòu)進行拆解檢查，最終查明，故障原因是593開關(guān)機構(gòu)的分閘棘爪與棘爪杠桿等部件之間發(fā)生了卡滯，故障相B相的分閘脫扣器推力不夠，導(dǎo)致線圈頂桿無法帶動分閘棘爪，無法完成開關(guān)分閘操作，使得三相不一致保護動作。

4 優(yōu)化措施及建議

此次事件，暴露出開關(guān)一次設(shè)備存在運行維護不當(dāng)?shù)膯栴}，導(dǎo)致小組交流濾波器開關(guān)拒動，造成本大組交流濾波器全部跳閘，擴大了事故范圍，嚴(yán)重威脅楚穗直流的安全穩(wěn)定運行。對此，提出以下建議：縮短開關(guān)一次設(shè)備的預(yù)試周期，對即將達(dá)到運行周期的開關(guān)設(shè)備進行更換，定期檢查開關(guān)三相不一致繼電器，優(yōu)化保護配置，加強設(shè)備巡視。采取相應(yīng)對策后，提高楚穗直流的安全穩(wěn)定運行水平。

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