东莞供电局500kV水乡变电站 523000
摘要：通过对一起500kV断路器拒动而由失灵保护跳开相邻多个断路器事故的深入分析，查找事故发生的原因，提出了防范措施，避免因电力线路故障时断路器拒动越级跳闸，造成扩大设备停电范围，降低了电网运行的可靠性。为了更好地确保电力设备安全运行，提高电力系统运行的可靠性，为用户提供更优质的电能，从而获得更高的经济效益，必须采取措施尽可能地杜绝此类事故的发生。
关键词：断路器 ；分闸闭锁，拒动；越级跳闸；防范措施
1引言
随着现代经济的迅速发展和人民生活水平的日益提高，电力的需求也随之增长，虽然全国各地的电力系统发展迅速，规模在不断扩大，但是电力供应还存在很大缺额，很多网区还存在着拉闸限电的情况。电网安全运行形势依然严峻，电力供电形势不容乐观，如何充分发挥电力系统设备能力，使电网安全、可靠运行，最大限度地满足全社会用电需求是我们电力工作者需要考虑和解决的问题，而断路器拒动越级跳闸会造成停电范围扩大，降低电网运行的可靠性，必须尽可能地杜绝此类事故的发生，保证电网的可靠供电。
2 事故前运行方式
变电站运行方式：某500kV变电站的220kV、500kV系统均采用3/2接线方式，全站共有#1、#2共2台主变压器，2台主变压器均正常带负荷运行。500kVⅠ、Ⅱ母线及5011、5012、5013断路器、L1线路运行，220kVⅠ、Ⅱ母线及2021、2022、2023断路器运行，35kV母线及301断路器运行。
L1线路保护配置了三套线路，分别是主一保护（RCS-901D）、主二保护（RCS-902D）、主三保护（RCS-902D），5012、5013断路器保护配置的是RCS-921A断路器保护。
事故涉及的一次接线图如图1所示
3事故经过
2008年3月22日00点11分09秒左右，变电站监控后台机告警音响响， 500kV第一串联络5012开关位置红色合位闪光，500kV L1线路5013开关、＃1主变500KV侧5011开关、＃1主变220kV侧2021开关、220kV第二串联络2022开关、＃1主变35KV侧301开关位置绿色分位闪光，当时天气雷雨。监控以下光字牌亮：
5011开关：
500KV第一串断路器5011油泵电机启动动作、500KV第一串断路器5011第一组出口跳闸动作。
5012开关：
500kV第一串断路器5012油泵电机启动动作、500kV第一串断路器5012合闸闭锁动作、500kV第一串断路器5012低油压分闸闭锁动作、500kV第一串断路器5012第一组出口跳闸动作、500kV第一串断路器5012第二组出口跳闸动作、500kV第一串断路器5012事故总信号动作、500kV第一串断路器5012重合闸动作、500kV第一串断路器5012控制回路断线动作。
5013开关：
500kV第一串断路器5013油泵电机启动动作、500kV第一串断路器5013合闸闭锁动作、500kV第一串断路器5013第一组出口跳闸动作、500kV第一串断路器5013第二组出口跳闸动作、500kV第一串断路器5013事故总信号、500kV第一串断路器5013重合闸动作、500kV第一串断路器5013控制回路断线动作。
2021开关：
220kV第二串断路器2021油泵电机启动动作、220kV第二串断路器2021控制回路断线动作。
2022开关：
220kV第二串断路器2022油泵电机启动动作、220kV第二串断路器2022控制回路断线动作。
301开关：
＃1主变35KV侧301控制回路断线动作。
根据事故后巡线发现，L1线路#101杆左边C相绝缘子被雷击爆了12片，从而引起相应保护动作切除故障，另外调取变电站事故SOE记录如下：
11ms， L1线路主一保护（RCS-901D）、主二保护（RCS-902D）、主三保护（RCS-902D）动作，单跳5012、5013断路器；
961ms， 5013断路器重合（单重）；
1461 ms，5012断路器重合（单重）；
（5012断路器分闸闭锁）
3127ms，L1线路主一保护（RCS-901D）、主二保护（RCS-902D）、主三保护（RCS-902D）动作，三相跳开5012、5013断路器；
3128ms， 5012失灵三相跟跳本开关；
3328ms， 5012失灵动作跳相邻的#1主变500kV侧5011断路器、#1主变三侧断路器。
从上述信息可以看出，故障发生后，保护动作单跳5012、5013断路器，重合闸动作，重合成功合上了5012、5013断路器，而后5012断路器发出分闸闭锁信号，约2S后L1线路C相再次发生故障，保护再次发出命令动作跳开5012、5013断路器，但5012断路器分闸闭锁所以拒动，而由5012断路器失灵保护动作越级跳＃1主变三侧断路器（5011、5012、2021、2022、301断路器）切除故障。
4事故原因分析
5012断路器是平顶山高压断路器厂在1993年8月出厂的LW6-500RW型SF6断路器，额定电流3150A，额定短路开断电流50kA，配用的是该厂生产的液压操作机构。
根据记录报文，5012断路器拒动原因是在重合闸动作后，出现了低油压分闸闭锁动作信号，该信号表明分闸控制回路在此时被切断，因此即使保护发出了跳闸信号，5012断路器也无法进行分闸。
按照低油压分闸闭锁动作信号出现的几种可能性：继电器误动作、压力组件的微动接点误动作、压力管路或者阀门有堵塞或泄漏、油压储备不足。经过对上述原因进行逐个排除，在事后对该换下来的辅助储压筒检查预充氮气压力，仅为13.8MPa，超出了18+1-0.5MPa的标准范围。确定故障原因是由于辅助储压筒预充氮气压力降低，造成油压储备不足，最终导致分、合闸时油压瞬时下降过大造成分闸闭锁继电器动作，使得5012断路器拒动。
5事故防范措施
（1）加强设备管理。对电网系统内采用液压操作机构的断路器的进行一次全面检测，重点关注平顶山高压断路器厂的LW6型六氟化硫断路器液压机构，对安装在压力组件上的辅助储压器（筒）预充氮气压力进行一次检测，若不满足要求则立即退出该断路器的重合闸，并立即联系生产厂家进行处理。
（2）加强断路器的预防性试验。严格按照预防性试验规程和特殊维护技术规范的规定做好电气试验、断路器动作特性、液压机构辅助储压器（筒）预充氮气压力、机构二次回路检查及压力仪表校验等工作，确保断路器设备能够可靠开断。联络调度部门对半年以上没有动作过的断路器进行分、合试验。
（3）重视各类备品备件的储备与维护管理。对断路器等设备易损元器件的备品备件，要定期检查，妥善保管，确保齐备可用。指定负责人落实备品备件的购置计划，维护班组在日常工作中定期检查本班组所辖范围的备品备件情况。
（4）加强设备缺陷流程管理。对于异常信号，特别是断路器操作过程中发出的油、气等闭锁信号，变电站值班员注意监控，并在现场检查确认后及时汇报按缺陷等级报入缺陷系统，为设备运行情况分析积累数据。对于影响断路器动作的重大及以上缺陷制定临时防范措施，增加特巡，加强缺陷追踪，发现设备缺陷发展升级及时汇报处理。对缺陷做到及时发现，及时处理，及时上报。对存在重大缺陷或隐患、故障较多的断路器设备应予以更新改造。
（5）加强设备运行情况分析。变电运行管理部门指导变电站对出现的异常信号进行统计，分析判断设备运行状况，查找设备运行的薄弱环节，指导变电站采取在监盘、巡视、操作等方面采取防范措施。变电站值班员加强监盘，明确重点，做到及时发现异常信号及时检查并汇报，定期进行统计分析。
（6）加强设备巡视。变电站值班员结合设备现状及运行经验，加强变电站断路器巡视工作，规范设备巡视项目，根据设备状态评价适当调整巡视项目、周期或增加特殊巡视，加强对断路器设备的电气连接、六氟化硫气体及其储存容器、操作机构等薄弱环节的检查和维护。
（7）变电站针对此型号的断路器做好事故预想，结合运行方式开展反事故演习，提高值班员事故处理能力，在事故发生时能够准确判断故障，正确处理。
6结束语
电力系统发生的许多事故表明，大多数停电事故是由于系统中某一元件的故障引发，如果此时连锁的元件发生故障，或者电网结构或运行方式不合理、继电保护拒动、误动，再加上采取措施不当或不及时，往往可能导致大面积停电事故的发生。断路器拒动越级跳相邻断路器的事故还时有发生，这是电力生产中要求尽量避免发生的。
本文通过以上分析，为预防因线路故障时断路器液压操作机构预充压力不足闭锁断路器分闸回路而造成断路器拒动越级跳闸事故提供借鉴，以达到保证电网安全、经济、可靠运行为目的。
论文作者:黎锦洪
论文发表刊物:《电力技术》2016年第5期
论文发表时间:2016/10/14
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