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0 引言
断路器是事故时切断故障电流最主要的一次设备,而断路器能否正确动作,除了跟机械结构的性能良好与否有关之外,还跟跳合闸线圈以及相应的跳合闸回路是否完好有着密切的关系。因此,完善对跳合闸回路的监视以及保证跳合闸线圈的完好,确保开关故障时可靠动作不发生越级跳闸,对确保电网稳定可靠运行有着重大的意义。
1 故障过程及现象
2014年11月,某110kV变电站发生10kV出线故障进而导致整段母线失压事故。经技术人员现场检查开关机构及相关保护装置,发现保护装置准确动作,装置报控制回路断线,无位置指示,919开关实际在合位,查阅open3000电网调度自动化集成系统相关报文如下:
15:24:45:598,10kV大城路919线路A、C相短路故障,保护启动;延时101mS,瞬时电流速断保护(过流I段)、限时电流速断保护(过流II段)动作出口,跳919开关;15:25保护装置报控制回路断线; 15:24:47:365(-700ms), 1号主变低后备复合电压过流I段保护动作出口,跳母线分段930开关(930本身在分位),15:24:47:665(-400ms)复合电压过流II段保护动作出口,跳开1号主变低压侧931开关,10kV I段母线失压,919线路故障被切除。15:24:49:483,919开关保护装置重合闸逻辑动作(此时919开关本身在合位)
2 故障分析及处理
既然保护装置正确可靠动作为何会出现保护越级跳闸,导致整段10kV母线失压呢?从以上保护报文,我们可以作出以下推轮:
1、10kV出线保护装置逻辑正确,可靠动作,装置本身应该没有问题,保护越级跳闸不存在逻辑错误或者时限搭配不当。
2、主变低后备保护复合电压过流保护动作,跳开主变低压侧开关,是10kV I段母线失压的直接原因,但此次主变保护动作是否正确尚待验证。
3.10kV出线保护装置在保护动作结束后,报控制回路断线这一信号极为异常,可能为开关机构机械故障引起保护二次回路断开所致。
在接下来的事故抢修中,我们对相关推论进行了验证。对出线保护装置和主变保护装置的全检结果表明,保护装置逻辑正确,传动正确,出口可靠动作,信号正常,验证了推论1的正确性,同时也证明了推论2所提到的主变保护动作为正确动作。在检修人员打开开关机构面板后,我们可以从下图清晰看到跳闸线圈已被烧毁,从而证明了推论3。我们将烧毁的跳闸线圈拆卸后,与备件线圈对比发现,分闸行程过短不足以使开关可靠脱扣,致使跳圈长时间带电烧毁。
图1 跳圈烧毁现场
综上所述,事故过程还原如下: 10kV大城路919线路发生故障两相短路故障,线路保护动作时,开关拒动,导致开关跳闸回路长时间带电,跳闸线圈烧毁。由于分闸行程过短, 919开关拒动,故障电流未切除,经延时主变低后备保护动作,越级跳闸切除分段开关和主变低压侧开关,母线失压,故障电流消失。
3 总结
3.1改进设备质量
华仪早期ZN73型机构设计粗糙,断路器载流回路设计存在隐患,长期运行后真空泡与上触臂搭接处连接螺栓易松动,导致接触不良,该处接头搭接面积远小于同类型开关,发生线圈烧毁拒动极易发生开关爆炸的情况。应更换为ABB、西门子等公司设计生产质量可靠的断路器设备,并结合大修计划10kV开关柜保护装置进行综自改造。
3.1改进跳闸控制回路
传统断路器跳闸控制回路,跳闸指令发出后,跳闸保持继电器TBJ励磁,其常开接点TBJ闭合实现自保持,使跳闸回路一直导通,直至断路器断开。这种回路有一个明显的缺陷就是如果开关因机械故障导致断路器无法分闸时,跳闸线圈将始终带电直至烧毁。为防止出现这种故障,我们可在控制回路中引入时间继电器接点,这样在断路器因故无法分闸时可通过时间继电器延时断开分闸回路,避免跳闸线圈长时间带电烧毁。
图3 改进后跳闸回路
3.2加强设备管理
对于暂时无法改造更换断路器的变电站,应继续坚持10kV分裂运行,限制短路电流,同时为避免主变遭受连续短路冲击,建议退出保护重合闸功能。此外,还要加强对该类设备的预试检修,特别是断路器分合闸试验,尽早发现跳合闸线圈潜在隐患,避免出现越级跳闸等事故扩大情况。■
作者简介:
张洋(1988-),大学本科,助理工程师,从事继电保护工作。
鲜锦(1974- ),大学本科,助理工程师,从事电力运行管理。
隋琳琳(1986-),硕士研究生,助理工程师,从事电力营销工作。
断路器是事故时切断故障电流最主要的一次设备,而断路器能否正确动作,除了跟机械结构的性能良好与否有关之外,还跟跳合闸线圈以及相应的跳合闸回路是否完好有着密切的关系。因此,完善对跳合闸回路的监视以及保证跳合闸线圈的完好,确保开关故障时可靠动作不发生越级跳闸,对确保电网稳定可靠运行有着重大的意义。
1 故障过程及现象
2014年11月,某110kV变电站发生10kV出线故障进而导致整段母线失压事故。经技术人员现场检查开关机构及相关保护装置,发现保护装置准确动作,装置报控制回路断线,无位置指示,919开关实际在合位,查阅open3000电网调度自动化集成系统相关报文如下:
15:24:45:598,10kV大城路919线路A、C相短路故障,保护启动;延时101mS,瞬时电流速断保护(过流I段)、限时电流速断保护(过流II段)动作出口,跳919开关;15:25保护装置报控制回路断线; 15:24:47:365(-700ms), 1号主变低后备复合电压过流I段保护动作出口,跳母线分段930开关(930本身在分位),15:24:47:665(-400ms)复合电压过流II段保护动作出口,跳开1号主变低压侧931开关,10kV I段母线失压,919线路故障被切除。15:24:49:483,919开关保护装置重合闸逻辑动作(此时919开关本身在合位)
2 故障分析及处理
既然保护装置正确可靠动作为何会出现保护越级跳闸,导致整段10kV母线失压呢?从以上保护报文,我们可以作出以下推轮:
1、10kV出线保护装置逻辑正确,可靠动作,装置本身应该没有问题,保护越级跳闸不存在逻辑错误或者时限搭配不当。
2、主变低后备保护复合电压过流保护动作,跳开主变低压侧开关,是10kV I段母线失压的直接原因,但此次主变保护动作是否正确尚待验证。
3.10kV出线保护装置在保护动作结束后,报控制回路断线这一信号极为异常,可能为开关机构机械故障引起保护二次回路断开所致。
在接下来的事故抢修中,我们对相关推论进行了验证。对出线保护装置和主变保护装置的全检结果表明,保护装置逻辑正确,传动正确,出口可靠动作,信号正常,验证了推论1的正确性,同时也证明了推论2所提到的主变保护动作为正确动作。在检修人员打开开关机构面板后,我们可以从下图清晰看到跳闸线圈已被烧毁,从而证明了推论3。我们将烧毁的跳闸线圈拆卸后,与备件线圈对比发现,分闸行程过短不足以使开关可靠脱扣,致使跳圈长时间带电烧毁。
图1 跳圈烧毁现场
综上所述,事故过程还原如下: 10kV大城路919线路发生故障两相短路故障,线路保护动作时,开关拒动,导致开关跳闸回路长时间带电,跳闸线圈烧毁。由于分闸行程过短, 919开关拒动,故障电流未切除,经延时主变低后备保护动作,越级跳闸切除分段开关和主变低压侧开关,母线失压,故障电流消失。
3 总结
3.1改进设备质量
华仪早期ZN73型机构设计粗糙,断路器载流回路设计存在隐患,长期运行后真空泡与上触臂搭接处连接螺栓易松动,导致接触不良,该处接头搭接面积远小于同类型开关,发生线圈烧毁拒动极易发生开关爆炸的情况。应更换为ABB、西门子等公司设计生产质量可靠的断路器设备,并结合大修计划10kV开关柜保护装置进行综自改造。
3.1改进跳闸控制回路
传统断路器跳闸控制回路,跳闸指令发出后,跳闸保持继电器TBJ励磁,其常开接点TBJ闭合实现自保持,使跳闸回路一直导通,直至断路器断开。这种回路有一个明显的缺陷就是如果开关因机械故障导致断路器无法分闸时,跳闸线圈将始终带电直至烧毁。为防止出现这种故障,我们可在控制回路中引入时间继电器接点,这样在断路器因故无法分闸时可通过时间继电器延时断开分闸回路,避免跳闸线圈长时间带电烧毁。
图3 改进后跳闸回路
3.2加强设备管理
对于暂时无法改造更换断路器的变电站,应继续坚持10kV分裂运行,限制短路电流,同时为避免主变遭受连续短路冲击,建议退出保护重合闸功能。此外,还要加强对该类设备的预试检修,特别是断路器分合闸试验,尽早发现跳合闸线圈潜在隐患,避免出现越级跳闸等事故扩大情况。■
作者简介:
张洋(1988-),大学本科,助理工程师,从事继电保护工作。
鲜锦(1974- ),大学本科,助理工程师,从事电力运行管理。
隋琳琳(1986-),硕士研究生,助理工程师,从事电力营销工作。