浅述一起110kV变电站10kV断路器拒动引发的事故分析

学术论文 2018-04-17 11:01:06
    1 事故的发生及概述
    1.1 本次事故涉及的一次主接线图
    某110kV变电站于2013年建成,本期有1台2MkVA主变,两条110kV线路,主变高、中、低压侧均有开关、刀闸,110kV、35kV为单母线不分段,10kV为单母线分段运行。故障前,110kV城障线带全站负荷,35kV侧的4条线路均运行,10kV足保线、那崇线运行负荷约为3000kW。某110kV变电站一次设备简图,如图1所示。
    1.2 事故发生概述
    近年11月某日2时14分,某110kV变电站接于10kV侧Ⅰ段母线上发生短路,电脑监控告警显示:主保护间隔1差动保护动作,低后备保护间隔1过流1段、过流2段动作。故障持续512ms,并引起某220kV变电站断路器跳闸,其主要原因是断路器拒动导致事故扩大,造成10kV足保线904间隔、站用变0953间隔、10kV主变低压侧901间隔、那崇线905间隔、母联柜900间隔、电容器903间隔等6面开关柜及附属设备不同程度损坏,其中10kV足保线904间隔损毁最严重,有起火和爆炸痕迹。
    2 事故原因分析
    2.1 10kV侧开关拒动检查
    检修人员对站内主变解除备用做好安全措施后,对各10kV出线柜的保护回路、控制回路进行检查和试验。该站主变保护采用许继WBH-810系列,检查主变出口跳闸定值正确,差动保护能正确动作,后台信号正常,110kV、35kV侧各开关都能正确跳闸。10kV出线柜厂家是采用成都某厂的WDR-831A、WXH-832A型保护装置,按保护回路与操作回路不分开的原理进行设计生产,使用LW39-16B-6AC-33X/3型转换开关。经检查厂家屏柜原理图和接线,发现转换开关未将就地转为远方方式,会出现保护动作了,但开关仍拒动的现象。开关的控制回路如图2所示,正常情况下(以10kV足保线904开关为例说明),904开关的跳闸线133接于1n405端子,137接于1n404端子,904开关的跳闸线与跳闸保护出口压板1LP1串接后经123线接1n411端子,再接入904开关的跳闸回路。当904开关处于就地合位,904开关的遥合继电器(YHJ)处于断开位置。虽然主变差动保护动作时发出了跳904开关的跳闸命令,由于转换开关的3-4触点无+KM接入,造成遥合继电器(YHJ)、跳闸继电器(BTJ)处于断开位置导致跳闸回路无法接通,最终致使904开关无法跳开。
    针对厂家提供的接线不够严谨问题,需根据实际使用情况对本站使用的成都某厂的WDR-831A、WXH-832A型保护装置的10面10kV出线屏柜的控制回路进行整改,将SAH转换开关的触点3、4与触点1、2分别并接(见图3的小虚线框,即,需把远方的分闸线另短接到就地的分闸线),改接后,经保护模拟试验,保护动作正确、可靠,10kV侧各断路器都能正确跳闸。
    2.2 事故分析结论
    最初,站内10kV侧足保线A相母线套管绝缘击穿放电,造成相间短路,虽然低后备保护动作、主变差动动作,跳开主变三侧开关,但904开关拒动导致保护动作越级跳闸,全站失压。造成本次开关拒动的原因是生产厂家设计缺陷,SAH转换开关在就地运行方式时,远方控制回路无+KM电源给跳闸回路,以至保护动作而开关拒动的现象,因此,904开关控制回路存在就地与远方接线的不严谨是导致此次10kV断路器拒动引起全网失压的根本原因。
    3 事故处理总结
    3.1 本次事故处理的教训
    (1)此次事件发生主变跳闸、全站失压等多种情况,发生得突然,处理有一定难度,虽然当值值班人员采取应急措施,及时操作设备,及时扑灭烟火,但仍然显得紧张和不果断。因此,要求多组织人员进行全站反事故演练,运行值班人员处理事故过程要沉着冷静,不应慌乱,能迅速且正确地进行各项操作。
    (2)知识储备和事故处理经验不足,运行人员要不断加强学习,增强事故分析、判断能力,多与调度和上级部门沟通,汇报时要准确、谨慎,争取缩短设备恢复运行的时间。
    (3)对设备巡视检查工作责任心不强,特别是对设备在运行中的异常、缺陷没有做到及时发现。该站四面环山,地处环境比较潮湿,平时以电源转换居多,事故发生前两天因其他站设备检修而转移负荷,站内两条10kV线路才承担少量负荷,其中足保线约有2000kW负荷,由于10kV侧设备闲置时间较长,导致设备绝缘强度下降,设备通电带负荷后,在高电压作用下,带电设备会产生局部放电,绝缘击穿而引发事故。
    3.2 注意事项
    某110kV变电站自某年5月投运至事故发生,一直未能发现10kV侧各屏柜开关的控制回路与保护回路接线问题,暴露以下问题:
    (1)装调试未按有关规程规定的检验项目实施。《继电保护及电网安全自动装置检验条例》明确规定:所有继电保护装置、电网安全自动装置及其回路接线,须按要求进行检验,以确定装置元件是否良好,回路接线、定值及特性等是否正确;除此之外,还应将保护装置及重合闸装置接到实际的断路器回路进行必要的跳、合闸试验,以检验各有关跳合闸回路、防跳回路、重合闸停用回路及气压闭锁回路动作的正确性,每相的电流、电压及断路器跳合闸回路的相别是否一致。此次事故的直接原因是对该变电站未严格执行检验步骤,没有进行整组传动试验以检查跳闸回路接线的正确性,同时,受限于缺少现场检验设备和检验经验不足。
    (2)验收把关不严,项目验收不全。根据规定,继电保护和安全自动装置均应在检验和整定完毕,并经上级主管部门组织的验收合格后,才能正式投运。但该站存在工程验收过程中的不严谨,特别是10kV侧各条出线未接有负荷的情况下,未能检验各有关跳合闸回路、防跳回路、重合闸回路及电压闭锁回路动作的正确性,使得保护装置控制回路存在的不足未能得到纠正。
    (3)继电保护装置的整定值不配合,出现越级跳闸,引起全网失压。
    结语
    电力设备和电力系统,在运行中常常会发生各种异常现象或事故。熟悉电气设备事故处理的方法是对运行人员的基本要求,也是保证设备和电网安全的保障。运行人员要经常分析各类事件,对事故处理方法有正确的认识,科学正确迅速地进行事故处理,提高事故处理的效率,保证电网安全稳定长期运行。
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[责任编辑:花间一壶酒]