摘要：电网中运行设备的开关拒动及保护的多重拒动或误动，都可能引起电网事故，甚至可能迫使电网瓦解并造成大面积的停电事故。文章结合某变电站情况及事故发生的背景、经过，对其事故原因进行了分析，并针对故障原因，提出了相关改进措施，以期望通过此总结经验及制定措施，能够避免往后再发生类似拒跳故障，从而进一步提高开关切断故障的可靠性。
关键词：10kV开关装置；稳定性；跳闸继电器；故障切除
0 前言
电力线路或运行设备出现故障时，开关的正确开断是保护电网能够正常运行的重要手段。目前，10kV开关装置被各个变电站所广泛应用，并且逐渐发展成为增强供电系统可靠性的重要保障。然而，在开关可靠性已经颇高的今天，开关拒动的情况依然频繁出现，会造成在发生事故时越级跳闸，使事故扩大，甚至使系统瓦解，并且由于依靠上级电源的后备保护动作跳闸，既扩大了停电范围又延长了切除故障的时间，严重破坏了系统的稳定性，加大了设备的损坏程度。因此，确保开关及时可靠跳闸，于电力企业、社会而言都具有重要的现实意义。
1 变电站情况及事故经过
1.1 事故前运行方式
该变电站是典型的110kV内桥接线变电站，两台主变并列运行，故障线路I线、Ⅱ线在10kVⅡ段母线上运行，该站10kV出线配置CD10型电磁型机构断路器。变电站一次接线示意如图1所示。
图1 变电站一次接线示意图.png)
1.2 事故现象
晚上21时25分，变电站I线、Ⅱ线（两线为同杆架设、并柜排列）过流Ⅱ、Ⅲ段同时动作，Ⅱ线开关三相跳闸出口，I线开关未跳闸，造成#1、#2主变低备过流Ⅱ、Ⅲ段动作，跳开10kVⅠ、Ⅱ段母分开关、#2主变10kV开关，10kVⅡ段母线失电。
1.3 事故处理经过
21时35分，运维人员到达变电站，经过现场检查，发现Ⅱ线保护“告警”、“跳闸”灯亮，装置液晶显示A、C相故障，故障电流81.25A，过流Ⅱ、Ⅲ段动作；I线线保护“告警”、“跳闸”灯亮，装置液晶显示A、C相故障故障电流50.97A，过流Ⅱ、Ⅲ段动作，保护出口压板、控制电源空开均正常投入，开关柜一次设备无明显异常、无异味。两条线路均有重合闸动作信号。
21时55分，调度发令将I线改为开关检修，然后令运维人员拉开10kVⅡ段母线上所有开关，通过10kV母分开关试送10kVⅡ段母线成功，最后逐步恢复停电线路。
2 事故原因分析
2.1 保护及开关检查试验分析
图2 检查试验流程示意图.png)
10kV开关拒跳的原因有多种，保护回路故障、开关一次设备故障均有可能引起，所以故障原因的检查大致可从上述2方面入手。检查流程示意见图2。
2.2 保护回路试验结果
10kVI线保护型号为RCS9611C，保护定值：过流I段退出，过流Ⅱ段10A/0.1s，过流Ⅲ段6A/0.5s，TA变比600/5。跳闸回路检查：跳闸继电器（BTJ）动作正常，保护插件没有松动，跳闸回路接线正常，接触良好，无松动现象，无接地、短路现象。保护传动情况：I线保护校验、传动，结果正常，模拟两线同时发生故障，同时向两套保护A、C相加故障电流11A和30A（二次电流），时间1.1s，结果正常（跳闸10余次）。检查结论：上述试验合格。
2.3 开关一次设备试验结果
断路器固有分闸试验结果见表1，分合闸线圈最低动作电压试验见表2，交流耐压试验数据见表3，绝缘电阻试验数据见表4。
表1 断路器的时间参量.png)
表2 分合闸线圈试验.png)
表3 断路器交流耐压试验.png)
表4 绝缘电阻试验.png)
试验结论：10kVI线开关一次设备断路器固有分闸试验、交流耐压试验、绝缘电阻试验3项试验数据均合格。但在做分合闸线圈最低动作电压试验时发现分闸线圈最低动作电压试验数据达93V，超出合格范围（额定电压的30%～65%）的上限。
2.4 对变电站直流系统的检查
对事故变电站蓄电池静态充放电试验，工作人员发现#44蓄电池无电压，整组蓄电池三分之一容量不合格，采取临时直流电源车接入的临时措施后，更换整组蓄电池。
该蓄电池组2005年12月投运，运行时间长达8年。近一年来蓄电池组在动态放电、核对性充放电中多次发生部分蓄电池显示电压到零、容量不合格等缺陷，经更换处理后恢复正常。由此可以推断事故发生时该变电站存在蓄电池容量不合格问题，基本可以确定在事故当时已经存在。从事故当时的监控后台记录的SOE时序看，没有明显的信号丢失现象，I线、Ⅱ线及＃2主变保护动作时序正确符合整定要求，#2主变低后备保护装置录波、对侧莲花变花庵1613线路保护装置录波波形显示保护时序配合正确，而且II线、10kVⅠ、Ⅱ段母分、＃2主变10kV开关均正常跳闸，监控后台也未记录有关直流异常信号。从以上情况分析，事故当时的直流系统并不存在明显的异常问题，而且蓄电池组在当时发现问题后立即安排进行了整组更换。
3 拒跳原因分析
该变电站内蓄电池组一方面作为变电站的备用直流电源，同时也作为10kV开关的合闸电源，正常运行状态下控制母线电压在225V，合闸母线电压为240V。推断在变电站10kV出线发生故障时，断路器跳闸后，重合闸动作，蓄电池组因电磁型开关合闸而流过大电流，此时个别运行工况差的蓄电池因承受不住大电流冲击，蓄电池内阻增大，这时站内直流系统电压受故障影响出现一定程度的跌落。
同时I线因为分合闸线圈最低动作电压试验发现分闸线圈最低动作电压试验数据偏高达93V，超出合格范围（额定电压的30%～65%）的上限。当直流电压低于分闸线圈最低动作电压时，断路器不能分闸，导致断路器拒动，引发线路故障越级，母线停电事故。
4 整改措施
（1）进一步加强蓄电池的巡视和检查，每月应测量一次单体及总电压，对超标的蓄电池应予以更换，电压超标的标准：超过平均电压的4%～10%。定期开展蓄电池动态充放电，并要求记录充放电后蓄电池电压和电阻情况。
（2）做好变电站直流信息监控工作，及时发现直流接地等可能导致保护拒动等故障的安全隐患。
（3）做好设备定期试验，及时更换试验不合格物件，对易损物件如分合闸线圈做好备品备件准备。
5 结论
（1）I线保护装置、二次回路未见明显异常。保护插件及接线正常，跳闸回路试验正常。
（2）I线断路器一次设备做了4项试验，其中分闸线圈最低动作值电压试验数据超出合格范围，跳闸线圈低电压试验不合格阻值超标是本次断路器拒动的真正原因。虽然分闸线圈未烧坏，受电网故障影响，变电站内断路器反复合闸，直流系统多次承受合闸大电流冲击，个别蓄电池内阻增大，如果直流回路阻值（压降）增大，瞬间加到跳闸线圈两端的电压低于线圈最小动作电压，直流回路原因引起开关拒动。
参考文献：
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论文作者:翁森华
论文发表刊物:《基层建设》2016年13期
论文发表时间:2016/10/17
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