一起线路开关跳闸故障分析

2023-02-18

1 故障简述及故障前设备运行状况

某220kV变电站线路开关发生A相单相跳闸事故;线路PSL-603GC、RCS-931BM型保护重合闸正确动作, 重合成功。

现场检查一次设备未见异常;对侧线路保护未动作, 设备正常。

故障当日线路RCS-931BM型微机保护 (所有出口压板、光纤远跳压板、光纤纵差保护) 退出运行, 进行保护改定值工作, PSL-603GC保护正常运行。

2 保护动作及录波情况

在本次事故过程中, 线路两套保护重合闸均正确动作, 在发生单相跳闸后重合成功。

保护动作情况。

线路开关发生A相单相跳闸后, 重合闸最快804ms动作, 901ms开关重合成功。

保护动作报告 (如表1) 。

3 事故后现场检查分析

3.1 兆常Ⅱ线保护配置情况

线路保护的基本配置:

保护1:南京南瑞RCS-931BM+CZX-1 2 R。

保护2:南自PSL-603GC+FCX-12HP (F C X-1 2 H P仅使用电压切换功能, 不使用操作箱回路) 。

3.2 现场检查故障基本情况

线路RCS-931BM、PSL-603GC型保护分别停运改定值工作。工作负责人带领工作班成员进行RCS-931BM型保护改定值工作, 故障时刻正在进行保护改定值后定值打印及压板电位测试工作, 开关发生A相跳闸后, 保护班组随即停止工作, 离开保护室。现场检查情况。

(1) CZX-12R型操作箱显示第一组操作回路“TA”灯点亮; (注:RCS-931BM型微机保护动作出口对应于264操作箱第一组跳闸回路) 。

(2) RCS-931BM型微机保护“CH”灯点亮, 本保护正在进行保护改定值工作, 重合闸出口压板退出。

(3) PSL-603GC型微机保护“CH”灯点亮, 重合闸正确出口, 264 A相开关重合成功。

(4) 站内监控机显示站内此时无直流接地及其他异常信号发出。

3.3 现场事故调查基本情况

针对现场故障基本情况, 进行线路A相开关跳闸的事故分析。

(1) 检查监控机报文, 开关跳闸前后, 其保护装置未发异常告警信号, 亦无直流接地信号。

将RCS-931BM型微机整定后内部定值单与正式定值单进行核对, 定值正确, 排除了由于输入定值错误而导致的保护异常出口情况。

(2) 在征得中调同意后, 在开关运行情况下, 模拟133A跳闸端子接地, 即:现场使用的FLUKE型万用表在欧姆档位置用测试线的一端对地, 另一端对保护跳A压板上口进行测量, 多次间隔进行短时接地试验, 未出直流接地, 开关未出现跳闸现象。

为进一步查明事故原因, 现场申请线路停电, 对RCS-931BM型保护装置外回路及CZX-12R型操作箱进行整体绝缘检查, 测试记录 (如表2、表3)

经过现场检查测试, CZX-12R型操作箱各接点回路正常, RCS-931BM型微机跳闸回路与控制、保护、信号电源之间绝缘良好, 对地绝缘良好, 未见异常。

3.4 站内直流系统基本情况介绍

采用GYM-V型直流接地选线监测仪, 利用平衡桥及不平衡桥相结合的原理, 检测母线对地绝缘状态。

(1) 正极绝缘降低而负极绝缘良好时:得出U->U+, 而当正极直接接地时正极对地短接即:R+=0, 此时, 平衡电桥被破坏, 系统进入不平衡检测, 直流系统绝缘检测装置K+接点吸合, 投入R0电阻 (60k) , 则:U+=0V, 由于电源电压保持不变、所以U-=220V, 负极对地电压直接上升为母线电压。

(2) 同理:负极绝缘降低时, U+>U-, 而当负极直接接地时, 负极对地短接, 直流系统绝缘检测装置K-接点吸合, 投入R‘0电阻 (60 k) , 则:U-=0 V, U+=220V, 正极对地电压直接上升为母线电压。

绝缘检测装置进行不平衡检测时的以上两种情况, 巡检过程中会同时进行两段直流电压正、负极的不平衡检测, 变换存在一个缓慢的中间变化过程。

4 原因分析

保护工作人员进行线路保护改定值工作, 在使用万用表测试压板电位操作过程中, 万用表由于长时间开启而自动屏蔽电源, 在其操作重新开机切换档位时, 万用表档位短时切过至“低电阻”档位, 造成跳闸回路的一点接地。

由于变电站控制电缆在电场中的分布, 其电缆结构、长度等因素致使其直流回路对地形成较大的分布电容, 分布电容若对防跳继电器TBJ放电, 尽管跳闸线圈TQ启动电流较大, 但放电电流若满足T B J电流圈动作电流要求, 则会导致跳闸回路接通, 发生事故跳闸。由于直流接地选线监测仪定时启动检测直流系统绝缘情况时, 直流母线电位存在缓慢的电位过渡过程 (直流母线对地电压在110V～0V～220V范围变化) , 直流母线对地电容随之发生变化, 同时保护人员工作时, 人为造成跳闸回路短时单点直流接地, 导致分布电容对防跳继电器TBJ作用, 由于防跳继电器TBJ对分布电容抗干扰能力不足, 因此导致跳闸回路接通, 进而发生跳闸。