国网安徽省电力有限公司检修分公司 安徽合肥 230061
摘要：随着经济和科技水平的快速发展，电力行业发展也十分快速。近期,以某500kV变电站发生一起220kVGIS母线在倒母操作过程中因刀闸设备问题，造成母线故障，造成多个变电站失压及负荷损失，对电网安全稳定运行造成严重影响。由此全面展开分析GIS刀闸在倒母线等重要电气操作中存在的操作风险，对操作风险采取相应预防措施，使之得到有效管控，预防类似事件的再次发生，并为其它地区电网提供借鉴。
关键词：GIS刀闸；倒母线；操作风险；整改防范
引言
某地区一500kV变电站220kVGIS母线在进行倒母操作过程中，正是由于这种不可见性，在6M母线刀闸合闸未到位的情况下，拉开5M母线刀闸，造成带负荷拉刀闸事故，母差保护动作，导致所挂母线失压。严重影响该地区电网安全稳定运行。因此，为彻底落实中国电网公司安全生产1号令，对GIS刀闸在倒母线等重要电气操作中存在操作风险进行全面分析，并提出相应整改防范措施，方可更好地预防类似故障再次发生，维护地区电网的安全稳定。
1故障案例
某500kV变电站220kVGIS母线为双母双分段接线方式，故障前运行方式为合环运行，#1、#2、#3主变并列供1、2、5、6段母线。#3主变变中2203开关隔挂5M母线运行。×年×月×日，×局××站运行人员进行倒母线操作，当运行人员倒#3主变变中2203开关间隔时，合上#3主变变中6M母线侧22036刀闸后（现场和后台均显示刀闸在合闸位置），拉开#3主变变中5M母线侧22035刀闸后，母差保护动作，跳开5M、6M母线上所有开关，同时，#1、#2、#3主变重瓦斯动作，跳开主变三侧开关，导致该500kV变电站220kV母线失压。最终造成多个220kV变电站及数十个110kV变电站全站或部分失压，构成一级电力安全事件。
2故障原因分析及结论
倒母线操作过程中，虽然后台显示22036刀闸在合闸位置，现场位置指示亦显示刀闸在合闸位置，但由于刀闸传动系统在合闸过程中阻力过大，实际触头合闸不到位，主导电回路未接通，导致在倒母线操作22035刀闸时，出现刀闸拉负荷电流引起故障，母差保护动作，跳开5M、6M母线上所有开关。由于变中故障穿越电流较大（13kA左右），达到#1、#2、#3主变重瓦斯动作临界值，导致重瓦斯保护误动作跳开三台主变三侧开关，扩大跳闸范围，造成220kV1M、2M、5M、6M失压。[1]通过该案例，GIS刀闸操作风险可见一斑，我们务必引起重视，接下来我们来分析下GIS刀闸的操作风险及相应的控制措施。
3GIS刀闸缺陷、故障类型及操作风险分析
3.1GIS刀闸分、合闸不到位。
GIS组合电气设备中刀闸由于拐臂传动机构卡涩、松脱、断裂、分合闸缓冲器异常等原因导致刀闸实际未能达到倒闸操作所需目标状态。此时若闭锁功能未能有效闭锁，且操作人员未能及时发现问题，继续倒闸操作，有可能发生带负荷拉刀闸、带电合地刀（接地线）等事件。
3.2GIS刀闸气室气体异常。
GIS刀闸气室压力异常，未能正确发出报警，倒闸操作前未能及时发现；或者SF6气体中水分或分解产物含量超标，操作过程中都可能因不满足绝缘要求而发生接地或相间短路。
3.3GIS刀闸控制回路异常
刀闸控制回路发生异常对设备发出错误操作指令，导致刀闸误分或误合。误分刀闸可能导致带负荷拉刀闸、误合刀闸有能造成带地刀（接地线）合刀闸。
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3.4GIS刀闸在分、合闸过程中突然停止
GIS刀闸在进行倒闸操作时，发生分、合闸过程中突然停止，无法完全分、合闸，使刀闸触头持续放电，可能导致母线故障。
4针对GIS刀闸操作风险的整改、防范措施
4.1强化GIS设备倒母线等重要操作管理
（1）修编典型操作票，在GIS倒母线操作过程中，增加如下操作项目：检查并记录母线刀闸双跨前、后母联开关的电流，核对比较母联电流的变化情况，以判断支路电流分布情况，作为刀闸操作是否合闸到位的辅助判据。（2）修编典型操作票，要求倒母线操作过程中，当母线刀闸有变位情况时，核对母差保护小差差流及刀闸变位正确后方可继续下一步操作。（3）在操作票中，GIS刀闸、地刀操作后，增加核对分、合闸时，刀闸机械标识位置（传动机构或拐臂）的检查项目，如有异常，立即暂停操作，通知检修人员处理。
4.2GIS刀闸缺陷、故障类型及操作风险防范要求
4.21GIS刀闸分、合闸不到位。
（1）开展GIS刀闸、地刀机构机械位置标识设置工作，明确分、合闸对应的传动机构（拐臂）标志位。（2）在操作票中，GIS刀闸、地刀操作后，增加核对分、合闸对应传动机构（拐臂）标志位的检查项目，如有异常，立即暂停操作，由检修人员处理。（3）操作GIS刀闸后，严格按照“七步法”检查刀闸分、合闸状态。“七步法”即：检查分、合刀闸前、后母联开关的电流；检查分、合刀闸前、后母差保护小差电流及刀闸变位正确；检查监控系统报文；检查监控系统刀闸位置指示；检查机构箱观察窗分合闸指示牌；检查刀闸传动机构连杆分合闸位置划线；检查开关汇控柜刀闸位置指示灯。（4）倒闸操作时增加1名观察人，重点观察刀闸、地刀分（合）闸指示牌变位和拐臂动作情况，留意机构是否有异响，如有异常，立即暂停操作，由检修人员处理。（5）2年内未操作过的GIS刀闸，在操作前应做好设备故障应急预案，必要时安排检修、继保人员到场，做好应急准备。（6）3年及以上未操作过的GIS刀闸、地刀，组织开展状态评价，评价状态良好后才能进行倒闸操作。（7）设备大修梳理并实施工作完成前，220kV及以上所有GIS刀闸、220kV变电站110kV侧母线侧GIS刀闸的操作在现场汇控柜内完成（不能在后台遥控操作）。（8）对于具有家族性分、合闸不到位缺陷的GIS刀闸，对该厂家该型号的设备严格按要求进行X光检测，检查其分闸、合闸状态下，刀闸到位情况。在条件允许的情况下，可进行定期检测，也可覆盖至所有GIS设备。（9）GIS刀闸“可视化”探讨论证。根据笔者与GIS厂家人员的沟通交流，目前已具备将GIS刀闸一次触头“可视化”的技术手段，制约条件是成本太高。那么，对于关键或重要变电站，我们通过综合分析权衡其安全运维与设备成本的权重，有选择性的采用“可视化”的GIS刀闸。
4.22GIS刀闸气室气体异常
（1）专业班组按厂家维护说明书及定检预试要求的周期定期开展SF6气体试验，及时发现微水或气体分解物超标等异常现象；有条件的单位，可选取关键、重要站点，采用气体在线监测技术，将大大提高GIS设备的运行可靠性。（2）定期检查SF6压力，在未按厂家要求开展检修前，每周检查GIS各气室压力，确保压力不低于报警压力，同一温度下（即通过温度-SF6压力曲线表换算）相邻两次压力表读数差值大于0.02MPa，应通知检修人员进行排查。（3）操作前检查SF6压力表指示正常，后台无异常报警。
结语
GIS设备拥有独特的性能：体积小，不受环境影响，运行安全可靠，对外界不产生干扰，施工工期短。因此，GIS设备越来越多地被应用到电网中，达到了改善电网结构、提高电网安全稳定性的目的。然而，一起普通操作造成严重的一级电力安全事件，提醒我们不要忽视其“非可视化”所带来的严重风险。
参考文献
[1]220kV母线失压事件分析报告[Z].广东电网公司.
[2]中国南方电网有限责任公司企业标准Q／CSG125008—2016电气操作导则[Z].中国南方电网有限责任公司.
论文作者:何光亮
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第12期
论文发表时间:2019/10/30
标签：母线论文; 操作论文; 变电站论文; 电网论文; 故障论文; 异常论文; 设备论文; 《当代电力文化》2019年第12期论文;