500kV变电站电流回路操作风险分析论文_李世民,李小飞,田飞,邓庆民,魏岩岩

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摘要:本文通过对两起500kV变电站跳闸事件进行分析,明确500kV变电站3/2接线及电流回路和电流回路短接操作方式,对两次跳闸事件提出相应的保护电流回路维护建议。

关键词:500kV变电站;电流回路;操作风险;分析

1 500kV变电站跳闸事件

1.1两起500kV变电站跳闸事件

①500kV某一线跳闸事件。500kV某线转检修进行5051、5052开关TA维护等工作,500kV某线在某站侧5053单开关运行。检修人员执行工作票,作业人员在对某站500kV第5串联络开关5052开关C相TA接线盒进行防潮封堵工作过程中,作业人员按照作业指导书要求使用扳手遮挡钻头时,扳手头触碰5052开关TA二次接线柱,造成C相电流回路两点接地,导致某线主二保护动作。

②500kV某电站主变差动保护动作事件。某电站发电机与主变压器采用单元接线,电压母线采用离相封闭母线,出口装设断路器,500kV开关站采用3串3/2断路器接线,其中#1机变和#2机变构成500kV第1串的3/2断路器接线。在#1机组调试期间,#1机组带主变升流试验时,由于#1主变高压侧电流回路所做安全措施错误,导致#2主变增量差动保护动作停机甩负荷。

1.2事件分析

事件一,因检修人员对二次回路以及相关危险点了解较少,在工作之前未对运行间隔的二次回路执行安全措施,在一次设备上工作时误碰接线柱造成电流回路两点接地,进而导致保护误动作。

事件二,在电流回路执行安全措施时,由于电流回路不能开路,继保人员习惯性将电流回路“先短后断”,短接电流回路后运行中的#2主变保护高压侧电流在短接线上产生分流,使得#2主变保护差动电流大于差动保护整定值,引起保护误动作。

综上所述,500kV系统电流回路中由于有和电流的存在,使得电流回路相对复杂,容易因操作不当或安全措施执行错误,导致电流回路出现分流,引起保护误动作。

2 500kV变电站3/2接线及电流回路

2.1500kV变电站3/2接线

与双母线带旁路母线等方式比较,3/2断路器接线方式具有可靠、操作方便、运行方式灵活等优点,在线路故障或母线故障时,可以大大缩小停电范围甚至不会损失负荷,在500kV系统中应用广泛。3/2断路器接线方式是由3台断路器串接引出2条出线,并分别接到2组母线上(称作一串)。在3/2断路器接线中,接于母线的2台断路器称为母线断路器或边断路器,中间的断路器称为中间断路器或联络断路器。TA配置如图1所示。

图1 500kV某变电站TA配置图

2.2电流回路概述

500kV保护电流回路接线方式如图2所示。在3/2接线方式下,线路保护可以采用边断路器、中断路器或者边、中断路器同时运行的情况。如果当边、中断路器都在运行时,边、中断路器的电流互感器二次同时流入到装置中进行采样判别。

图2 500kV保护电流回路接线方式

3 电流回路短接操作方式

3.1常规电流回路短接法

试验时为了防止TA开路,应将运行TA回路短接,但为了防止其他保护误动,要断开短接后的电流二次回路。常规电流回路在进行安全措施时采用“先短后断”的顺序,即先短接电流回路端子,然后打开中间的回路连接片。

①先用万用表的通断档测量短接线正常,短接时,需要使用专用的短接线或短接连接片在端子排外侧短接,即靠近TA侧。用短接线连接时,先短接N,再接A\B\C相,拆的时候是先拆A\B\C相,再拆N。

②检查短接线短接正确后,按A、B、C、N顺序缓慢打开相应电流回路的中间连接片,同时使用钳表监视短接线上的电流变化,此时电流应增大,若电流为0或电流没有明显增大时,立即将断开的连接片恢复,查明原因再继续工作。

③工作完毕后恢复电流回路,应先将连接片恢复,再缓慢拆掉短接线,工作班其他成员在保护装置的采样菜单中观察每一项电流采样值,应与钳表钳得的靠TA侧的电流值相同。

3.2 3/2接线方式电流回路短接法

常规电流回路“先短后断”的方法不适用于3/2接线的保护。以图2中A相为例,A4311和A4231短接后接入主一保护PRS-753装置。5052开关检修时,其TA内阻非常大,而保护装置电流回路电阻小,执行安全措施时在未短接电流回路时不会出现分流,短接后由于短接线电阻小,会有部分分流出现差流,使得保护误动作。针对500kV变电站的3/2特殊接线方式,应采用“先断后短”的操作方法,具体操作方法如下:

①铺好绝缘垫。

②在5052TA和5053TA二次侧的和电流端子箱电流回路端子排处,先用一只钳表钳好需要检修的5052TA二次侧靠TA侧,确认基本无电流;再用另一只钳表钳好运行的5053TA二次侧靠保护侧,确认有电流。

③慢慢断开检修的5052TA二次TA侧和保护侧的端子中间连接片,同时观察5053TA二次靠保护侧是否有变化,若无变化继续断开后将断开的连接片紧固,若有变化立即将接线断开的连接片恢复,查明原因再进行工作。

④先将预先准备好的短接线接地,然后再按照短接顺序n-c-b-a(形成接地点-n-c-b-a)。

⑤待检修的5052TA工作完毕后恢复电流回路,顺序a-b-c-n-接地点恢复(说明:拆除过程中接地点一直在TA侧保持接地,保护人身安全)。

⑥慢慢逐项恢复检修好的5052TA二次TA侧和保护侧的端子中间连接片,同时边观察5053TA二次靠保护侧是否有变化,若无变化继续将恢复的连接片紧固,若有变化立即将连接片断开,查明原因再进行工作。

⑦待保护装置带负荷测试正确后,再投入运行。

4 500kV保护电流回路维护建议

①在现场的TA回路标示图贴警示标志。

②加强针对500kV电压等级相关知识的培训工作。同时二次回路相关培训工作应扩大范围,不局限与继保班组内部,要提高各专业部门的综合素质,明确风险较少隐患。

③组织措施:做好施工前的风险分析,加强风险管控,做好“2分钟思考法”。

④技术措施:线路保护装置增加电流通道。参照500kV主变保护装置有多余的电流通道,这样可以将5051TA、5052TA单独引出电缆接入主变保护装置,从回路上进行彻底隔离。建议线路保护装置也增加电流通道,不在外部使用电缆短接的方式,而是直接引入装置,通过保护装置程序逻辑来实现和电流的判别与计算,避免出现检修侧退出电流回路端子,另一侧电流回路出现分流的现象。

优点:中断断路器二次措施操作少,从根本上减少误操作发生的概率,会使电流出现分流导致保护误动的情况大大降低。

缺点:程序更改复杂,从开发到测试时间长。保护装置增加一套通道,交流采样板增加一组小TA,对其他保护装置逻辑会造成影响,例如辅A保护、安稳控制装置也要进行相应更改。

参考文献

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论文作者:李世民,李小飞,田飞,邓庆民,魏岩岩

论文发表刊物:《电力设备》2017年第19期

论文发表时间:2017/11/20

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