一起220kV变电站10kV母线失压的事件分析

发表时间:2020/12/24   来源:《中国电业》2020年25期   作者:许晓颉 谢毅 陈伟生
[导读] 本文介绍了一起220kV变电站10kV母线失压的事件
        许晓颉 谢毅 陈伟生
        (广东电网公司梅州供电局变电管理所,广东,514021)
        摘要:本文介绍了一起220kV变电站10kV母线失压的事件,并对事件处理情况及原因进行了分析,最后提出了针对性的防范措施。
        关键词:母线失压;跳闸;事件
一、事件基本情况
1.事件设备情况:

2.事件前电网运行方式:
        220kVXX站为户外敞开式变电站,共3台主变,10kV为Ⅰ段、Ⅱ段、Ⅲ段母线,两段母线之间设专用分段断路器连接。
故障跳闸前10kV系统接线方式:10kVⅠM、II、IIIM分列运行,#1主变变低501、#2主变变低502、#3主变变低503在运行状态,母联500、550开关在热备用状态。其他设备在正常运行状态。
二、处理经过
        2月26日02时08分55秒,10kVXX甲线F16、XX乙线F18、XX丙线F27过流一段动作,跳开10kVXX甲线F16、XX丙线F27开关。02时08分56秒,#2主变主一、主二保护低压侧复压过流一段一时限动作于500开关(正常运行为断开状态)、低压速断一时限动作跳开#2主变变低502开关,10kV2M母线失压。02时08分58秒,#1、#2站用变低压零流一时限动作,分别跳开#1站用变变高504开关及#2站变变高505开关,380V低压交流系统失压。由保护动作情况可知,因10kVXX乙线F18保护动作后开关拒动,系统故障电流一直存在,导致越级至#2主变低后备保护动作跳开#2主变变低502开关。
        站内设备跳闸后,220kVXX站运行人员检查10kVXX甲线开关柜、XX丙线开关柜、#2站用变变低502开关柜、#1站用变及开关柜、#2站用变及开关柜经外观检查无异常,无一二次设备烧损现象。现场判断为10kVXX乙线故障,03点47分,调度合上#2主变变低502开关,开关及母线运行正常;接着合上#2站用变变高505开关正常,随后合上Ⅱ母线上所有出线开关(10kVXX乙线F18除外)。10kVXX乙线间隔设备转为冷备用。
        经检修专业现场检查,10kVXX乙线开关柜外观检查无异常,无烧焦痕迹,无异味,机构无异常无锈蚀痕迹,分合闸及储能指示正常,动作电压在合格范围内,断路器分合闸时间合格,同期时间、弹跳在合格范围内。
        继保自动化人员到站后搜集各保护装置动作信息,各保护动作时序与表一一致:10kVXX甲线、丙线,#2主变低后备保护动作行为正确,10kVXX乙线保护动作正确,但未出口跳闸开关。
        针对10kVXX乙线F18保护装置进行补充检验,经检验:保护采样、动作逻辑、出口传动均正常,核实二次回路相关接线,未发现有接线松动、绝缘降低情况。在翻阅装置操作记录时发现:02月26日03时00分35秒时,系统重启,自检异常(如图3所示)。初步怀疑开关拒动可能与此情况有关。
        针对站用变低压零流动作情况,02月27日申请#2站用变转检修,检查站用变低压零序CT接线方式正确,站用变保护装置补充检验,检验结果正确,无异常。
三、原因分析:
1.10kVXX乙线F18开关拒动原因分析:
        2月26日02时08分55秒859毫秒,10kVXX乙线F18保护过流一段动作,动作电流Imax=14.47A,说明保护装置已反映故障情况,但开关实际未跳开。核查保护二次回路接线,若装置CPU板发出跳闸命令至开出板,且开出板工作正常,跳闸回路会经由自保持回路持续作用于跳闸线圈,直至开关变位,但实际开关未跳开,HWJ因两端均为正电而复归,从而会因HWJ与TWJ均不动作而延时10s发出“控制回路断线”信号。现场检查装置并未发出该信号,可判断保护装置跳闸脉冲并未作用至开出板,出现此问题可能有两个原因:
        (1)保护装置跳闸回路异常;
        (2)保护装置CPU、开出板存在故障,跳闸脉冲未发出。
        10kVXX乙线F18开关柜面板跳闸出口压板故障时为投入状态,日常巡视也有检查压板正确投退的作业内容,结合现场检查情况,排除保护装置跳闸出口压板未投入情况。
        02月26日02时57分24秒,装置收到了远方遥跳命令,实际也无法分闸,结合装置自检异常的报文,且未发出“控制回路断线”信号,多方面汇总判断故障时保护装置工作异常,跳闸脉冲并未作用于开关二次回路,从而导致开关拒动。系统重启后,装置工作异常情况无法重现。
2、#1、#2站用变低压零流动作原因分析:
        02时08分57秒902毫秒,#2站用变低零流一时限动作跳开505开关,02时08分58秒561毫秒,#1站用变低零流一时限动作跳开504开关,380V交流系统失压。运行人员检查低压负荷情况未见异常,且380V交流系统已恢复正常运行,初步排除380V交流系统故障情况。
        10kVXX乙线F18线路故障,因开关拒动,导致#2主变变低502开关跳闸,因500开关正常运行为断开状态,502开关跳闸后,系统已隔离了故障点,#1、#2站用变不应再动作。
        #1站用变与#2站用变同跳很可能是380V交流系统存在环路供电现象,故障电流经由10kV1M母线-#1站用变-380V1M母线-380V2M母线-10kV2M母线-10kVXX乙线流至故障点。
        继保自动化人员检查380V低压交流屏,逐一拉合负荷进行排查,发现91P 380V交流II段馈线屏1的2QF2 10kVI段开关柜交流电源II、2QF6 10kVII段开关柜交流电源II与87P 380V交流I段馈线屏1的1QF2 10kVI段开关柜交流电源I、1QF6 10kVII段开关柜交流电源I存在环路供电现象。上述故障电流可有通路流通。从#1、#2站用变的故障录波波形分析可知,当#2站用变变低502开关跳闸后,#1、#2站用变变高A相电流明显增加(如图6 图7所示),约为0.6A(小于高压侧过流定值:2A),明显大于B、C相电流,三相电流存在不平衡的情况,因站用变接线形式为YYN,在低压侧零序CT可检测到不平衡电流,达到延时后#1、#2站用变低压零流保护动作跳开站用变开关,最终隔离了故障点。
四、暴露问题:
        1.10kVXX乙线F18保护测控装置投运时间为2006年5月,运行已超过12年,超期服役,电子元器件老化;以及站外负荷钢厂较多,保护频繁启动,运行环境较差。
        2.继保专业人员验收不够细致,对380V低压交流系统不够重视,未能及时发现环路现象,现场标识也不够清晰。
五、事件防范和整改措施建议
        1.更换10kVXX乙线F18保护测控装置的CPU插件;进一步排查有过类似缺陷的装置,及时更换CPU插件消除潜在隐患;
        2.排查各个站点交流环路,发现环路的缺陷及时上报系统,专业班组及时安排消除;
        3.针对性地做好验收工作,在今后新站投运或交流系统改造等验收工作中,需要排查环路情况,并在验收表单中记录。
六、结束语
        220kV变电站10kV系统一二次设备较其他电压等级更为复杂,设备故障更为频繁且具有特异性,需要对其事故事件进行详尽分析,及时开展整改,积累运行经验,才能减少后续事故事件的发生。
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