技术交流一起一次设备故障引起的保护动作情况分析金滇黔（广东电网韶关供电局，广东韶关５０２１２６）［摘要］针对某２２０ｋＶ甲变电站保护动作情况，通过检查其１０ｋＶ馈线的一次设备和二次回路，分析保护动作装置录波数据和动作过程，确认这次事故是由一次设备——真空开关的故障引起。关键词一次设备录波保护动作真空泡１事故简介２００９年６月２９日１７时１５分，某２２０ｋＶ甲变电站１０ｋＶ高压室一声巨响。后台监控报“主变变低后备”动作信息，值班人员检查＃１主变的Ａ、Ｂ柜，液晶面板均报“变低侧低后备动作，５０５ｍｓ过流Ｉ段动作，８０５ｍｓ过流ＩＩ段动作”。值班人员立即检查１０ｋＶ高压室，发现１０ｋＶＦ１５５１５开关柜前门被炸开，柜里有浓烟冒出，现场散落满地的真空泡瓷套。这次事故造成ｌｏｋＶＩ段母线暂时失压，Ｆ１５５１５真空开关停运。开关柜内１０ｋＶＩ段母线、５１５开关下端母排及支持瓷瓶灼伤，５１５开关控制电缆严重烧损，其中Ｃ相开关上的触头有烧融现象。５１５开关保护装置所连接的二次端子全部松散，保护装置已处于失电状态。２事故原因分析及处理２．１故障前２２０ｋＶ变电站运行方式该２２０ｋＶ甲变电站共有２台２２０ｋＶ主变，３条２２０ｋＶ线路。故障前，＃ｌ、＃２主变分裂运行；母联２２００开关、１１００开关、５００开关在分位。一次电气系统图如图１所示。图１２２０ｋＶ甲站一次电气系统图该１０ｋＶ馈线采用深圳南京自动化研究所开发的ＩＳＡ－３５１Ｆ微机保护装置，能完成“四遥”等远动功能。２．２ＩＳＡ－３５１Ｆ保护装置录波数据分析只能从＃１主变保护的Ａ、Ｂ柜及１０ｋＶ馈线保护装置提取。继保人员首先确认保护装置电源回路没有短路后，上电查看保护动作信息。保护装置中显示信息为：①保护装置起动时间为１５分２９秒９４８毫秒；②保护装置出口时间为１５分３０秒８１３毫秒；③保护装置返回时间为１５分３０秒８８０毫秒；④保护装置失电时间为１５分２９秒９８０毫秒。ＩＳＡ一３５１Ｆ馈线保护装置的第１段录波数据带绝对时标，由年至毫秒，为保护起动的下一个采样点时刻，包含保护起动前２周波，起动后４周波；第２段录波数据带相对于录波起动时刻的相对时标，包含保护返回前２周波，返回后４个采样点。若保护出口，则带有保护出口相对于录波起动点的相对时标，即保护起动至保护发出跳闸命令的时间，但未包括出口继电器的动作时间（一般不大于５ｍｓ）。从１０ｋＶ馈线保护装置提取的录波数据如图２所示。由图２可知，在该保护装置起动前２个周波内，三相电压有效值为１００Ｖ左右。峰值高达１４０Ｖ；Ｂ、Ｃ两相电压相位相同，与Ａ相相差９０。左右；ＢＣ相间故障，且Ｊｓ＝０，Ｊｃ—１．７Ａ左右。显然，这些数据跟典型的ＢＣ相间故障相量图分析的不同。通过查找５１５开关的电缆出线及电试班组的高压试验，没有发现５１５开关电缆出线有故障点存在。又由于ＢＣ相间故障时，其边界条件为：ＪＫＡ一０，，ＫＢ＋ＩＫｃ＝０，ＵＫＢ＝ＵＫｃ因此，只有当Ｂ相故障点在如图３所示位置时，才能使Ｊ。。＝０，即Ｂ相故障电流未流入ＴＡ。另外，只有５１５开关内部ＢＣ相间闪络，导致中性点偏移到电压三角形外，才能使三相电压有效值都为１００Ｖ，达到线电压的幅值。２．３保护装置动作分析由于＃１主变在２０００年投运时，录波器未接入１０ｋＶ保护侧电压和电流波形信号，因此故障录波数据收稿日期：２００９—０７－０６作者简介：金滇黔（１９７３一），工程师，硕士研究生，从事继电保护管理工作。由于Ｊｘ。的幅值约为１．７Ａ，小于保护装置中限时电流速断定值（２．４Ａ），因此保护装置不会出口。随着５１５开关ＢＣ相间故障的发展，在保护装置起动的相对时间为９００ｍｓ左右，故障已经发展成三相故障。由于故障的波形不是正弦波，而是三相短路弧光放电波形；且三相电流幅值高达７０Ａ，远超过保护装５０ｗｗｗ．ｃｈｉｎａｅｔ．ｎｅｔｌ电工技术万　方数据技术交流置中电流速断定值（１５Ａ）；又由于ＩＳＡ－３５１Ｆ馈线保护装置一般采集故障起始时最大两相电流的幅值来传送保护报文。因此，在２００９年６月２９日１７时１５分３０秒８１３毫秒。装置上显示“ＡＣ两相速断动作”报文，而不是三相速断动作报文。２００９年６月２９日１７时１５分２９秒９４０毫秒３０ＩＯ２０４０５０６０１０２０３０帅卯６０通道吼饥ｎ通道８：３洳通道７．．３１０７０８０；７０舳｛９００９００９００９１０９１０一９１０９∞９３０叩９２０９３０９４０９∞９３０９４０通遂６：仇勘通道５：ｕＢ通道４：“八八八２０八柏八６０八∞／ｊ∥Ｌ／１。Ｕ３０Ｕ５０Ｖ７０℃门∥八。ＮＮＮ∞＼／ＶＶ弋卢文，妒９１０１劲９３０９００９∞９１０９２０９３０／、一帅０９１０９２０９３０９４０９４０９４０叠逆３．』ｃ■一１０２０３０４０５０６０７０∞９３０通道２：／Ｉ２０３０４０蜘６０７０∞弋巩９２０９｜｜０Ａ９１。驴９３。９｜．ｏ１０通道１．』＾１０加３０４０５０６０７０８０９３０蝴弋ｒ９｜１０图２ＩＳＡ－３５１Ｆ馈线保护装置录波数据关可投运。结合这次５１５开关爆炸事故，可判断当时开关真空泡已经受损，５１５开关已处于带“病”运行状态。恰好在本次事故中，由于ＢＣ相间闪络短路，最终造成三相弧光短路，从而导致开关真空泡爆炸。２．５事故善后处理事故后，马上检查１＃主变，运行正常。同时更换５１５图３５１５开关ＢＣ两相故障示意图开关柜。为确保安全，先将＃１主变变低过流Ｉ、Ⅱ段定值缩虽然保护装置几乎在起动的同时，就开始失电，但短为０．２ｓ，并对Ｉ段母线进行空充，确保无任何故障后，逐由于它在失电后还能工作ｌｓ左右，因此保护装置在起步将挂在＃１主变变低侧的所有１０ｋＶ开关并入系统。动９００ｍｓ，检测到三相故障后，仍能出口动作，跳开５１５开关。并在剩下的ｌＯＯｍｓ内，能将内部动作后的开３反事故措施及建议关变位信息上送。经综合分析，５１５开关跳闸后，＃ｌ主变变低后备通过这次事故，总结了一些反事故措施，并提出如动作原因有以下两方面。下建议。（１）＃１主变变低后备起动时间是２００９年６月２９日（１）加强对真空开关邻近设备的维护与检查，发现１７时１５分３０秒８１３毫秒，５０６ｍｓ过流Ｉ段跳母联，缺陷及时整改，防止因邻近设备故障而对真空开关造成８０６ｍｓ过流ＩＩ段跳变低５０１开关，动作相别为三相，这不良影响。些均与＃１主变的定值相符合。（２）加强对真空开关的维护及保养，尤其加强真空（２）根据现场实际情况，这是由５１５开关两相相间闪开关的预防性试验和开关机械特性的测量工作。并充分络及开关柜真空泡质量问题而最终导致三相弧光短路。利用大、小修对以上项目进行检测，有效地将缺陷消除虽然５１５开关由保护装置跳开。但由于开关柜真空泡安在萌芽状态。装在靠近母线侧，因此故障点仍然存在，并引起＃１主变（３）定期检测开关真空泡的真空度，如用便携式真变低后备保护动作，跳开５０１开关。同时三相弧光短路空度测试仪进行检测，为有计划地更换真空灭弧室提供产生的高温弧光将真空泡的瓷套烧裂，导致爆炸。可靠的依据，保障真空开关的运行安全。２．４事故根源（４）鉴于原来的主变录波器设计中未接入１０ｋＶ保护２００８年１０月１６日，５１５开关曾因线路原因发生过侧电压和电流波形信号，给事故原因的分析判断带来一三相短路故障。当时高热的电弧使５１５开关三相真空泡定的困难，建议在主变低压侧加装故障录波装置。表面有被电弧烧伤的痕迹。由于烧伤轻微，且现场进行参考文献开关真空泡的真空度测量有一定困难，所以当时通过在［１］陈宇强，何毅思，等．１０ｋＶ真空开关运行分析［Ｊ］．广东电开关断口间加交流耐压４２ｋＶ的方法来判定开关的好力，２００８（３）：５８～６０坏。经检测，开关的机械特性各项指标正常。故判断开（编辑马燕玲）电工技术ｆ２００９ｌ１１期１５１万　方数据

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