俞 玲，李啟本，戴人杰，吳旭鵬，賈金偉，高 燁

(國網(wǎng)上海市電力公司松江供電公司，上海 201600)

1 系統(tǒng)運行方式及保護(hù)配置情況

萬達(dá)廣場1號開關(guān)站的供電方式是，兩路進(jìn)線分別來自110 kV富林站和110 kV銀澤站的10 kV出線，進(jìn)線保護(hù)配置為線路縱差保護(hù)，開關(guān)站內(nèi)分段開關(guān)配置有自切保護(hù)。富林站1號主變兩條進(jìn)線分別來自220 kV松江站和110 kV薛家浜站，110 kV松富1167開關(guān)配置有線路縱差保護(hù)。為保證供電可靠性，松江站、富林站和薛家浜站110 kV線路間配置有區(qū)域自愈保護(hù)。

2 事故現(xiàn)場巡視檢查結(jié)果

220 kV松江站：110 kV松富1167開關(guān)跳閘(重合閘在停用狀態(tài))；110 kV富林站：A串自愈系統(tǒng)未動作，富林站110 kV一段母線失電，10 kV一/四段自切及10 kV二/三段開關(guān)在合位；而富林站一、二段母線所帶10 kV開關(guān)站全部自切動作，其中萬達(dá)廣場1號開關(guān)站(兩路進(jìn)線為富11萬達(dá)廣場1號甲和銀13萬達(dá)廣場1號乙)自切動作后，開關(guān)站另一路進(jìn)線銀13萬達(dá)廣場1號乙開關(guān)縱差保護(hù)動作，造成該座10 kV開關(guān)站全站失電。

事故發(fā)生后，現(xiàn)場巡視檢查結(jié)果如下。

(1)松江站：110 kV松富1167開關(guān)C相縱差保護(hù)動作跳閘。

(2)富林站：廠站至調(diào)度主站通信中斷，站內(nèi)及調(diào)度主站保護(hù)動作無記錄。A串自愈系統(tǒng)未動作，富林站110 kV一段母線失電，10 kV一/四段自切及10 kV二/三段自切動作。

(3)電纜：巡視發(fā)現(xiàn)松江站站外松富1167電纜登桿處，C相終端頭故障。

(4)富林站10 kV一、二段母線自切動作，造成的影響如下：

1)富11萬達(dá)廣場1號甲供萬達(dá)廣場1號開關(guān)站?，F(xiàn)場檢查：萬達(dá)廣場1號開關(guān)站：兩路進(jìn)線開關(guān)(富11萬達(dá)廣場1號甲和銀13萬達(dá)廣場1號乙)在分位，線路有電；10 kV分段自切動作，分段開關(guān)在合位；銀13萬達(dá)廣場1號乙縱差保護(hù)動作跳閘。萬達(dá)廣場1號開關(guān)站全站停電。

2)富林站其余出線的下級站全部自切動作成功，未出現(xiàn)失電情況。

3 事故問題

(1)110 kV富林A串自愈系統(tǒng)：為松江站110 kV正母←→松富1167←→富林站110 kV一段母線←→薛富1K014←→薛家浜站110 kV一段母線←→沈薛1K032←→沈磚站110 kV一段母線；事故前一次系統(tǒng)鏈路圖見圖1[1]，開環(huán)點為富林站薛富1K014開關(guān)。當(dāng)松江站松富1167開關(guān)跳閘，正常情況下110 kV富林A串自愈系統(tǒng)應(yīng)動作：跳開富林站松富1167開關(guān)，合上富林站薛富1K014開關(guān)。而實際情況自愈未動作[2]。

圖1 110 kV富林A串自愈系統(tǒng)接線圖

(2)根據(jù)富林站及下級開關(guān)站自切整定顯示，富林站：10 kV一/四、二/三分段自切動作延時為3 s，下級開關(guān)站自切動作延時4 s。正常情況富林站10 kV分段自切動作后下級開關(guān)站自切不應(yīng)動作，而實際情況下級開關(guān)站自切全部動作了。

(3)萬達(dá)廣場1號開關(guān)站自切動作后，造成另一路進(jìn)線縱差保護(hù)動作。

4 富林站保護(hù)拒動原因分析

針對本次事故存在的問題，由富林站廠站至調(diào)度主站通信中斷，站內(nèi)及調(diào)度主站保護(hù)動作無記錄以及富林站A串自愈系統(tǒng)未動作可判斷事故原因可能是富林站站內(nèi)交流電切換時直流屏失電造成保護(hù)及通信裝置失電，針對這些問題在現(xiàn)場進(jìn)行檢查處理。

4.1 現(xiàn)場試驗情況

2016年8月7日早上，富林站綜自、保護(hù)及直流屏廠家到現(xiàn)場進(jìn)行檢查。檢查結(jié)果：直流屏裝置顯示控母、合母電壓正常，蓄電池單體電池電壓顯示正常，蓄電池出口熔絲及降壓硅鏈都正常。但對站內(nèi)直流屏進(jìn)行4次兩路交流進(jìn)線切換試驗時，均出現(xiàn)了站內(nèi)保護(hù)和自動出現(xiàn)短時失電，裝置重啟現(xiàn)象。其中兩次在切換交流進(jìn)線電源時，控母電壓有短時電壓跌落，初步判斷是蓄電池存在問題[2]。

將直流屏上所有控母及合母充電模塊全部退出運行，變電站直流單靠蓄電池輸出，發(fā)現(xiàn)電池?zé)o法正常放電，站內(nèi)直流全部失去，據(jù)此判定分析電池組中存在開路問題?，F(xiàn)場檢查蓄電池外觀和連接線，無異常，初步懷疑是某節(jié)電池內(nèi)部存在開路[3-4]。

4.2 富林站A串自愈系統(tǒng)未動作原因分析

通過分析發(fā)現(xiàn)，富林站通信中斷及A串自愈系統(tǒng)未動作原因：松江站松富1167開關(guān)跳閘，造成富林站松富1167失電，同時富林站1號站用電失電。故障前富林站直流屏為1號站用電交流供電，在1號站用電失電情況下，迅速切換到2號站用電。正常情況下，交流電源切換瞬間，由蓄電池通過降壓硅鏈放電，保持直流控母電壓穩(wěn)定，不會影響站內(nèi)設(shè)備正常運行。但由于富林站電池組存在開路，在1號站用電切換至2號站用電的短時內(nèi)，也會引起站內(nèi)保護(hù)及通信設(shè)備直流失電，造成通道中斷，站內(nèi)自愈系統(tǒng)閉鎖，不能正常動作。

4.3 富林站10 kV自切及下級開關(guān)站自切動作原因分析

富林站10 kV自切比下級站自切動作時間快了1 s，因富林站10 kV一、二段母線失電時，存在直流短時失電，需等2號站用電源切換上去后，直流恢復(fù)供電后，站內(nèi)10 kV自切裝置重啟恢復(fù)后，才能判斷一側(cè)母線失電，啟動自切裝置動作。因增加了站用電切換時間及自切裝置重啟恢復(fù)時間(一般10 s左右)，導(dǎo)致了在富林站10 kV一、二段母線失電時，下級開關(guān)站先自切動作，富林站自切繼電器重啟后富林站自切也動作。

4.4 故障原因查找和處理

確定開路點時懷疑是蓄電池內(nèi)部存在問題，因此首先對蓄電池組進(jìn)行放電。發(fā)現(xiàn)蓄電池以20 A電流放電20 min，測量電池電壓均正常，于是檢查蓄電池到控制母線連接回路，首先檢查蓄電池出口熔絲，發(fā)現(xiàn)正常。檢查蓄電池熔絲后的控制開關(guān)，將該開關(guān)打開，測量蓄電池側(cè)電壓正常，但再次合開關(guān)時，該開關(guān)合不上，判定由于開關(guān)故障造成蓄電池不能正常向控制母線供電。由于該開關(guān)沒有備品，所以臨時將該開關(guān)進(jìn)行了短接。短接后進(jìn)行了直流屏交流進(jìn)線2次切換和1次交流全部失電試驗，變電站直流系統(tǒng)運行正常。

5 萬達(dá)廣場1號開關(guān)站全站失電分析

萬達(dá)廣場1號開關(guān)站：進(jìn)線甲由富林站富11萬達(dá)廣場1號甲供，進(jìn)線乙由銀澤站銀13萬達(dá)廣場1號乙供(原由富林站富41萬達(dá)廣場1號乙供，于6月17日割接至銀澤站)。進(jìn)線甲與富林站富11萬達(dá)廣場1號甲配置縱差保護(hù)，縱差保護(hù)投跳；進(jìn)線乙雖由銀13萬達(dá)廣場1號乙供，但縱差保護(hù)仍與原電源倉富林站富41萬達(dá)廣場1號乙差動，縱差保護(hù)投跳(見圖3)。

圖2 萬達(dá)廣場1號開關(guān)站接線圖

2016年8月6日14:45左右，110 kV富林站10 kV一、二段母線失壓，富林站內(nèi)保護(hù)裝置重啟未能及時動作，造成以下后果。

萬達(dá)廣場1號開關(guān)站10 kV一段母線失壓，10 kV分段自切動作跳開富11萬達(dá)廣場1號甲開關(guān)，合上10 kV分段開關(guān)。合上分段開關(guān)的瞬間，產(chǎn)生較大的沖擊電流，造成縱差保護(hù)銀13萬達(dá)廣場1號乙側(cè)電流很大，由于進(jìn)線乙與富林站富41備用進(jìn)行差動比較(富林站富41萬達(dá)廣場1號乙割接至銀澤站銀13萬達(dá)廣場1號乙時，未將富林站側(cè)縱差繼電器同時移至銀澤站，且未退出原縱差保護(hù))，而富41已改至冷備用，電流為0 A?？v差保護(hù)的一側(cè)電流很大，一側(cè)電流為0 A，且差動電流超過整定值，判定為區(qū)內(nèi)故障，速斷跳開兩側(cè)開關(guān)。由于銀澤站銀13萬達(dá)廣場1號乙保護(hù)為反時限過流保護(hù)，整定值較高，動作延時較長，因此銀13萬達(dá)廣場1號乙未出口跳閘(400/5,8A(5倍1.28 s))。因而造成萬達(dá)廣場1號開關(guān)站進(jìn)線乙差動保護(hù)動作跳閘，富林站富41備用本就處于分閘狀態(tài)，萬達(dá)廣場1號開關(guān)站全站失電。

正常運行時，萬達(dá)廣場1號開關(guān)站銀13萬達(dá)廣場1號乙負(fù)荷電流在200 A以下，即使富林站富41萬達(dá)廣場1號乙電流為0 A，差動電流仍未達(dá)到整定值，縱差保護(hù)不動作。

萬達(dá)廣場1號開關(guān)站進(jìn)線乙縱差保護(hù)為P521裝置。

根據(jù)P521裝置的動作原理，差動電流按照流入保護(hù)區(qū)內(nèi)的電流向量之和來計算，制動電流是線路兩側(cè)測量到的電流的標(biāo)量平均值來計算。這些都是分相計算，計算出的差動電流、制動電流所對應(yīng)的坐標(biāo)處于動作區(qū)時，則保護(hù)出口動作，位于制動區(qū)時，保護(hù)不動作。圖3為P521縱差保護(hù)動作曲線。

圖3 P521縱差保護(hù)動作曲線

正常運行時，萬達(dá)廣場1號開關(guān)站銀13萬達(dá)廣場1號乙負(fù)荷電流在200 A以下，處于制動區(qū)，縱差保護(hù)不動作。有沖擊電流時，越過k1線到達(dá)動作區(qū)。

6 結(jié)語

針對本次事故有以下兩個問題：①目前站用電切換試驗，只針對站用電屏，并沒有相關(guān)規(guī)定要求對直流屏兩路交流電源進(jìn)行切換。在日常變電站巡視管理中沒有引起注意及重視，導(dǎo)致定期試驗不全面，沒有及時發(fā)現(xiàn)蓄電池存在開路隱患；②

對于縱差保護(hù)管理存在漏洞，對于牽涉線路割接的縱差保護(hù)運行情況不夠了解，接到調(diào)度修改銘牌通知時未向有關(guān)部門提出停用原縱差保護(hù)的要求。

對這兩個問題，在日后的變電站運行維護(hù)中應(yīng)注意：① 在今后每年的蓄電池充放電試驗中，增加直流屏交流電源切換試驗，并做好記錄；② 加強工程的前期參與，加強二、三次設(shè)備的專業(yè)管理，尤其是縱差保護(hù)的管理，執(zhí)行新的整定書之前首先要了解清楚原縱差保護(hù)的投退情況，若有遺漏，及時向有關(guān)部門提出異議。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李超群.上海電網(wǎng)110 kV手拉手鏈?zhǔn)浇泳€自愈系統(tǒng)設(shè)計[J].電氣應(yīng)用,2014,33(19):82-85.

[2]黃琦東,俞玲,顧金弟.上海松江電網(wǎng)110 kV自愈系統(tǒng)研究與應(yīng)用[J].華東電力,2014,42(5):969-976.

HUANG Qidong, YU Ling, GU Jindi. Research and Application of 110kV self-healing system for Shanghai Songjiang power grid[J].East China Electric Power,2014,42(5):969-976.

[3]馬文長.變電站直流系統(tǒng)中 蓄電池的監(jiān)測和維護(hù)問題[J].通信電源技術(shù),2017(5):194-195.

MA Wenchang. Study on the design points and detection of high rate (power) lead-acid battery[J]. Telecom Power Technologies, 2017(5):194-195.

[4]管仁成,林冰.談變電站直流系統(tǒng)運行故障分析處理[J].電子技術(shù)與軟件工程,2013(16):181-182.