摘 要:通過對二極管極性接反引起開關三跳的事故分析,提出了事故分析的方法和防范措施。
關鍵詞:二極管極性 接反 開關三跳 分析
1、系統接線與保護配置:
某220KV變電站采用角形接線,一次系統圖如圖1所示,L1、L2、L3為3條線路,B1、B2為兩臺變壓器。L1線保護配置為: WXB-11A、PSL-601A兩套微機保護;2202、2203操作箱屏為PXF-221型,配置有失靈保護JCSB-21D、重合閘裝置JCCH-21D、短引線保護裝置JCDY-21D以及FCX-22型分相操作箱。L1線的重合閘采用“單相”方式。系統接線如圖1所示。

2、事故概況
2004年9月30日,L1線發生B相接地故障,兩套線路保護均動作發單跳令,2202開關B相跳閘,重合成功。2203重合閘啟動、但開關三跳,2203開關操作箱屏A相、B相、C相跳閘I信號燈,A相、B相、C相跳閘II信號燈點亮。
3、事故分析
L1線路保護動作情況為:WXB-11A保護高頻零序動作出口、零序I段動作出口、接地距離I段動作出口;PSL-601A保護距離零序保護啟動,高頻保護啟動,快速距離動作,接地距離I段動作,零序I段動作,高頻保護B相跳閘出口。
故障錄波器所采L1線故障電流、電壓分別為:
IA=0.5085(KA),IB=2.602(KA),IC=0.2339(KA),3I0=3.073(KA)
UA=194.1(KV),UB=55.65(KV) , UC=196.3(KV) , 3U0=330.6(KV)
從L1線路的微機保護動作報告及故障錄波器報告中可以看出:L1線發生了B相瞬時性接地故障。
L1線重合閘采用“單相”方式,當發生B相瞬時性接地故障時,2202、2203斷路器均應B相“單跳”、重合成功,現在2202斷路器B相跳閘,重合成功;而2203斷路器卻發生“三跳”不重合。
4、斷路器不正確動作后對設備的現場檢查
2202斷路器不正確動作后對設備進行了現場檢查,首先可以確認現場斷路器的跳閘結果和有關信號指示是一致的,保護裝置的報文和信號燈明確指示為
B相動作,2202開關B跳、B合成功。2203操作箱屏明確有兩組三相跳閘指示燈。如果懷疑有其他保護動作使2203斷路器三相跳閘,但除了兩套線路保護動作外,并無其他保護動作信息。為了搞清以上問題,必須對設備作進一步的檢查和試驗。經過初步研究我們確定以下檢查方案:
⑴進一步進行裝置外觀檢查。
檢查L1線保護屏、2203操作箱屏壓板投入情況,檢查各裝置有無明顯的接線錯誤或放電痕跡。重點檢查溝通三跳壓板、回路,閉鎖重合閘及氣壓低閉鎖重合閘回路等。
⑵檢查2203機構本體非全相保護的時間繼電器(氣囊式)動作時間.
若該繼電器的動作時間接近零秒,開關會在重合閘動作周期內使開關三跳,且不會有保護動作
信息。開關本體非全相保護動作跳閘時,操作箱的跳閘燈亮與不亮與接點竟賽結果有關,雖然兩組共六個燈全亮機率不大,但不能排除這種可能性。
⑶檢查2203重合閘裝置邏輯功能。重點檢查重合閘放電回路、出口回路等。
⑷檢查2203操作箱屏與L1線路保護、2202操作箱屏、2204操作箱屏之間跳閘電纜的絕緣情況。
以上檢查與試驗均未發現有異常情況,能使
2203斷路器跳閘,又沒有保護動作信號的,只有失靈保護瞬跳本斷路器,如果該回路存在問題,可能會造成2203斷路器三跳、不重合。
⑸2203失靈保護裝置檢查。
在檢查3312失靈保護裝置時發現,加A相電流,無論啟動失靈A、B、C哪一相動作,總是A相出口;B、C相類似。加三相電流,無論啟動A、B、C哪一相失靈,三相均出口。圖2為正確的JCSB-21D失靈接線示意圖:

圖2
從圖中可以看出,加A相電流,啟動A相失靈動作,A相出口,啟動B、C相失靈動作,失靈保護不會出口。B、C相類似。加三相電流,分別啟動A、B、C相失靈,只有對應相出口。按圖不應有上述動作行為,經對失靈裝置仔細檢查,發現4號插件保護啟動A相失靈回路的二極管V8、V11的極性與出廠原理圖紙和裝焊圖的標示相反。圖3為3312開關失靈錯誤的接線圖:

圖3
按調試大綱試驗,模擬保護
A相動作啟動失靈,同時加入A相電流,A相出口;模擬保護B相動作啟動失靈,同時加入B相電流,B相出口;模擬保護C相動作啟動失靈,同時加入C相電流,C相出口,此圖的動作也完全相符,不能及時發現問題。但若在模擬保護一相動作啟動失靈的同時加入另一相電流,或同時加入三相電流就可及時發現并消除陷患。
將V8、V11的極性更正后再做試驗,保護動作邏輯符合接線正確時我們分析的情況。同時加入三相電流,模擬保護A相啟動失靈動作, A相動作出口,B、C相不動;模擬保護B啟動失靈動作, B相動作出口,C、A相不動;模擬保護C相啟動失靈動作,C相動作出口,A、B相不動,邏輯正確。
04年9月30日330KVL1線故障前,A、B、C三相負荷電流(從錄波器報告可以看出)均大于2203失靈保護電流動作值(失靈保護動作電流按保線末故障有靈敏度整定),此時2203開關失靈保護A、B、C相電流元件已經動作,但由于無保護啟動失靈開入量,不滿足動作條件而未動作。當L1線路B相發生接地故障時,L1線路保護I、II單跳啟動3312失靈及重合閘動作,重合閘啟動,保護B相動作啟動失靈條件滿足。正常情況下,此時應是失靈保護動作瞬時重跳3312開關B相。但由于A相保護啟動失靈回路中的V8、V11二極管極性接反,造成A、B、C三相保護動作啟動失靈條件均滿足,從而造成失靈保護A、B、C三相瞬時出口均動作,使得2203開關三相跳閘。2203開關重合閘為單重方式,2203開關重合閘裝置在開關三跳時不能動作。由于失靈保護裝置瞬時跳閘在裝置邏輯上不發出信號,因此失靈保護裝置上亦無失靈動作信號。
5、防范措施
⑴對保護裝置的檢查試驗,應盡可能的模擬實際故障情況進行試驗,對應動和不應動的出口均應檢測,及時發現裝置缺陷。
⑵對新投或更換后的裝置,認真核對圖紙與實際的相符性,特別注意二極管、三極管等有極性要求的元件的安裝方向。
⑶嚴格執行《繼電保護和安全自動裝置技術規程》2.8.7.1的要求,失靈保護的相電流判別元件的定值,應在保證線路末端故障有足夠靈敏度的前提下,盡量按大于負荷電流整定。
⑷盡快檢查同類裝置,消除陷患。
⑸完善錄波器開關量的接入,為事故分析提供有力的依據。
參考文獻:
[1]國家電力調度通信中心. 電力系統繼電保護規定匯編[M]. 北京: 中國電力出版社, 2000
State Electric Power Dispatching Center of China. Compilation of Power System Relay Protection Regulation[M]. Beijing : China Electric Power Press, 2000
[2JCSB-21D]失靈保護裝置說明書、圖紙等
作者簡介:
古衛濤(1976-),男,工程師,主要從事電力系統變電運行和管理工作。
劉曉波(1973-),男,工程師,主要從事電力系統變電運行和管理工作。