乐园站220kV线路重合闸拒动引起开关非全相运行原因分析

1 事故经过

2008年7月10日凌晨2点52分220kV三乐线、乐凤线同时发生A相接地故障, 乐园站220kV三乐线、乐凤线的主I保护屏 (RCS-931BM) 电流差动保护出口, 主II保护屏 (RCS-902CB) 纵联零序方向、纵联距离保护出口A相开关跳闸。但重合闸未动作, 三相不一致保护未动作, 220kV三乐线、乐凤线A相开关缺相运行。5点11分中调下令合上乐园站乐凤线A相开关, 6点04分合上三乐线开关。6点52分220kV三乐线再次发生B相接地故障, 主I保护屏 (RCS-931BM) 电流差动保护出口, 主II保护屏 (RCS-902CB) 纵联零序方向、纵联距离保护出口B相开关跳闸。但重合闸还是未动作, 开关三相不一致保护仍未动作, 220kV三乐线B相开关缺相运行。6点55分220kV三乐线再次发生C相接地故障, 主I保护屏 (RCS-931BM) 电流差动保护出口, 主II保护屏 (RCS-902CB) 距离保护加速出口, 开关三跳不重合。经事故后调查重合闸拒动是造成开关长期非全相运行的主要原因。

2 事故调查与分析

什么原因致使乐园站220kV三乐线、乐凤线保护单相重合闸拒动呢?下面对保护动作报文及线路故障录波图进行分析。

凤凰站220kV乐凤线。

主I屏 (RCS-931BM) 保护报文:10ms电流差动保护动作;873ms重合闸动作;测距L=8.2km, A相;故障电流45.11A, 故障零序电流42.58A, 故障差动电流47.6A。

主II屏 (RCS-902CB) 保护报文:25ms纵联距离保护动作;25ms纵联零序方向保护动作;873ms重合闸动作;测距L=8.2km, A相;故障电流44.73A, 故障零序电流42.62A。 (判断:保护动作正确, 重合成功)

乐园站220KV乐凤线。

主I屏 (RCS-931BM) 保护报文:8ms电流差动保护动作;测距L=14.6km, A相;故障电流0.16A, 故障零序电流0.36A, 故障差动电流4.75A;起动后保护开入量变位报告:42ms三跳起动重合0→1;55ms A相跳闸位置0→1。 (判断:保护动作正确, 重合闸拒动)

主II屏 (RCS-902CB) 保护报文:17ms纵联零序方向保护动作;21ms纵联距离保护动作;测距L=15.0km, A相;故障相电流0.17A, 故障零序电流0.38A;起动后保护开入量变位报告:42ms三跳起动重合0→1;55ms A相跳闸位置0→1。 (判断:保护动作正确, 重合闸拒动)

乐园站2 2 0 K V三乐线:主I屏 (R C S-931BM) 保护报文:8ms电流差动保护动作;测距L=19km, A相;故障电流0.2A, 故障零序电流0.49A, 故障差动电流2.37A;起动后保护开入量变位报告:42ms三跳起动重合0→1;55ms A相跳闸位置0→1。 (判断:保护动作正确, 重合闸拒动)

主II屏 (RCS-902CB) 保护报文:28ms纵联零序方向保护动作;28ms纵联距离保护动作;测距L=32.0km, A相;故障相电流0.2A, 故障零序电流0.45A;起动后保护开入量变位报告:42ms三跳启动重合0→1;55ms A相跳闸位置0→1。 (判断:保护动作正确, 重合闸拒动)

从报文可以看出开入量:三跳起动重合0→1;是造成重合闸拒动的主要原因, 但是A相保护动作, 哪儿来的三跳起动重合, 再查看装置录波确实有三跳启动开入, 经检查保护接线原理图及接线图, 现场接线与设计竣工图纸对应, 未发现错误, 紧接着核对厂家图册R C S-9 3 1 B M第八页发现1D38为三跳开出, 1D39端子为单跳开出;与设计竣工图纸标识相反, 问题找到了, 设计人员是将主I保护 (RCS-931BM) 和主II保护 (RCS-902CB) 的单跳及三跳开出分别接入到主II (RCS-902CB) 和主I保护 (RCS-931BM) 的三跳启动重合闸和单跳启动重合闸的回路中, 当线路故障时, 主I保护 (RCS-931BM) 和主II保护 (RCS-902CB) 的单跳接点同时启动了对侧的外部三跳启动重合闸开入, 因为220kV线路保护采用单相重合闸, 上述错误接线同时闭锁了两套重合闸, 导致重合闸未动作。

3 原因分析

这么严重的误接线怎么能通过设计、施工、验收三道关卡而不被发现呢?事后调查发现:首先设计人员根据以往设计习惯画出原理图 (四方公司相同开出/开入接点是端子顺序先单跳然后是三跳, 设计时把厂家图拷贝过来对应顺序接线接即可) , 而这次南瑞厂家图1D38 (三跳开出) , 1D39 (单跳开出) 端子与以往习惯顺序相反, 而开入1D61 (单跳启动重合闸) , 1D62 (三跳启动重合闸) 端子与以往习惯顺序相同, 这样主I保护 (R C S-9 3 1 B M) 和主I I保护 (RCS-902CB) 外部启动重合闸开入全部接反, 这样为本次事故埋下了种子。

那为何施工单位验收单位也未发现这个错误呢!有人会问了试验应该能检验出来, 我们接着调查分析, 当时是如何作试验的, 主I保护 (R C S-9 3 1 B M) 、主I I保护 (RCS-902CB) 各有一套重合闸, 当试验主I保护重合闸时由于主II保护未加故障量, 主II保护没有单跳开出就无法闭锁主I保护重合闸, 同样主II保护重合闸试验时也存在相同情况, 试验保护单跳单重、开关单相偷跳重合都是能正确动作而不会对方被闭锁, 也就是说靠这样的试验方法是发现不了接错线的, 开入量的试验由于使用设计错误的原理图及接线图进行短接开入, 试验结果与图纸标示符合, 很遗憾施工验收这两关也闯过了, 事后分析如果当时试验严格按照中国南方电网有限责任公司企业标准《继电保护及安全自动装置检验条例》 (Q/CSG 1 0008-2004) 第16项“整组试验”。那么本次设计错误可以通过试验或验收发现。

其实每次事故都是由很多“巧合”引发的, 本次也不例外, 查看南瑞保护说明书重合闸逻辑说明:外部单跳固定、外部三跳固定分别为其他保护来的单跳起动重合、三跳起动重合输入由本保护经无流判别形成的跳闸固定;也就是说当时如果线路负荷大些 (当时负荷电流只有0.04A满足无流判据I<0.06In) , 即使有外部三跳起动重合开入, 本装置也会因为健全相不满足无流判别元件而不认可外部三跳开入 (认为是误开入) , 而采用本保护单跳固定开入, 开关就会重合成功, 假设重合闸还是失败, 那么3Io>0.1A, 三相不一致保护会由于定值达到而动作跳开三相开关, 本次事故也可避免。

4 结语

本次事故主要原因是由于设计人员疏忽, 未认真核对厂家图实际接线, 想当然按照习惯顺序设计;其次施工调试及验收人员未严格按照《继电保护及安全自动装置检验条例》 (Q/CSG 1 0008-2004) 整组试验要求调试, 导致保护设备带隐患并网运行并最终导致了220kV三乐线、乐凤线A相开关缺相运行;假如设计人员早些采纳省院典设, 不设计该回路, 或者设计时认真查看图纸, 施工验收人员能严格按照南网《继电保护及安全自动装置检验条例》要求调试, 那么我们才能从根本上杜绝类似事故发生。

摘要：本文作者通过对220kV线路重合闸拒动引起开关非全相运行事故经过原因进行了分析, 同时提出了相应的措施。

关键词：220kV线路,开关,事故原因,分析