（湖南华菱湘钢动力厂 湖南湘潭 411100）
摘要：本文通过对一起220kV系统发生的断路器非全相保护跳闸事故现象的深入剖析与推断，找到了事故原因，并制订了预防措施。通过对事故原因的深入总结和归纳，提出关于非全相保护设置方面的建议。
关键词：非全相保护；跳闸；原因分析
一、事故背景简介
某企业220kV中央变电站，内装3台120MV主变压器，电压等级为 220kV/35kV/10kV。其中以35kV馈线为主，10kV馈线少、负荷小且不稳定，总用电负荷为168MW左右。变电站由钢五四线提供主供、响四线作为备用。
图1 某企业220kV中央变电站电气主接线示意图
二、事故经过
某天该变电站事故预告铃、电力后台报警声响起，全所失电，多个用户停产。此时，监控后台报“604三相失压、PT断线”，604线路保护装置显示“告警Ⅱ灯亮、PT断线、不对应启动重合闸、单重方式三跳不重合”。经确认，编号为604的一路220kV进线断路器跳闸。经过仔细排查未发现有一次设备发生故障。
为减少停电停产带来的损失，在电力调度统一指挥下，立即启动应急预案：依次拉开10kV、35kV所有配出开路，拉开1#、2#主变三侧开关，随后合编号为606的另一路220kV进线断路器，对220kV母线充电无异常后，相继投运1#、2#主变，最后恢复所有配出开路送电。
三、事故原因调查分析
图2 故障录波图
该变电所恢复正常供电后，市电力公司、输变电公司、省电科院各专家联合成立事故原因调查分析小组，对事故原因进行了深入地调查分析。
1.分析故障录波器上的故障录波图
从图2故障录波图可以看出，事故前无故障电压、电流特征波形。同时，现场一次设备检查也未发现一次设备有异常参数出现，因此可以基本判断本事故非一次设备引起。
2.调取保护装置事故记录报文
第一套保护装置（型号为PSL603GM）显示“PT三相失压”，第二套保护装置（型号为WXH803）告警II灯亮，显示“距离启动、零序启动、不对应启动重合闸、单重方式三跳不重合”。通过报文信息分析，事故发生点基本锁定在604断路器二次回路。
（1）根据“不对应启动重合闸”可以判断：发生了非人工操作的分闸事件，但重合闸指令没有出口。即故障发生时控制开关在合闸位置而断路器实际在断开位置。
（2）根据“单重方式三跳不重合”可以判断：保护定值选择单重方式，发生了三相分闸而没有发生重合闸事件。
3.核对微机保护定值，对保护装置做了整组传动试验，排除了保护装置误动的可能性。
4.检查直流电源，发现直流线路中交流分量较高，幅值在0~175V之间有规律跳变。停运变电所附近的一台发电机后再测量线路交流分量，发现此时交流分量幅值下降至原来的一半。经核查，该发电机并网的35kV高压动力电缆与中央变电所的控制电缆有一段公共路由，感应到直流中，其纹波指标已经严重超标。但这只是直流电源系统缺陷，不可能造成户外直流继电器动作。
5.604断路器（型号为GL314）为三极断路器，对该断路器分闸二次回路图（如图3）和SF6监视-SF6闭锁二次回路图（如图4)进行分析，判断故障点在元器件本身。具体分析过程如下：
（1）断路器分闸二次回路图中，Y02为分闸线圈，K02为分闸继电器。从线路图可以看出：发生分闸事件必须K02继电器吸合从而Y02得电，K03：13-14或K07：15-18辅助接点接通。
图3 分闸二次回路图
（2）SF6监视-SF6闭锁二次回路图中，K03\K04为SF6闭锁继电器，K07为非全相延时继电器，B11为SF6密度计，S01为断路器位置信号开关，结合原理图和现场实际，无法推断K03、K07继电器得电吸合的条件。
图4 SF6监视-SF6闭锁二次回路图
6.据行业事故统计，非全相继电器发生故障的概率较高，因此专门对集中控制箱内非全相继电器进行性能检测。
该继电器型号为700-FSM4UU18（如图5），用万用表测试该继电器15-18常开辅助接点的电阻阻值为70欧姆（相对偏小），用500伏兆欧表测量绝缘值为0Ω（往复多次测量后，其绝缘值偶尔升到20 MΩ），而另一对辅助触点为200 MΩ。
图5 700-FSM4UU18继电器
综合上述分析可知，本次事故原因是：非全相继电器K07：15-18常开辅助接点有绝缘不稳定性，在复杂的外部感应等干扰因素影响下，容易造成辅助接点接通，从而导致604断路器发生三相跳闸。
四、事故预防对策
经过详细取证调查和原理推理分析，已经定位了事故发生点。在此，对如何预防此类事故的发生提出以下预防对策。
1.该变电站的线路保护中非全相保护采用双重方式同时投入。
双重保护分别为：（1）604断路器集中控制箱内的非全相继电器辅助接点直接启动时间继电器；（2）非全相继电器辅助接点串接保护装置零序电流继电器接点后启动时间继电器。
2.该断路器集中控制箱安装于户外，周边粉尘污染、空气潮湿。即使采用了全封闭控制箱，仍旧难以改变这种恶劣环境的影响。
3.该断路器集中控制箱使用年限将近10年，电子元器件已老化。
从公司的实际情况出发，对于该断路器，防止误动的要求远高于拒动。针对以上三点不足，经过讨论决策：停用第一重保护、投入第二重保护。
同时，结合现场实际还制定了其它预防对策，在此不加赘述。
五、结语
结合本次事故的分析结果、电网电力系统继电保护反事故措施规定以及相关电力系统相关资料调研，非全相保护的误动和拒动在电力系统时有发生，且对于保护的设置方式存在较大争议。因此本文提出两点建议：1.非全相保护设置方式的选择应依据负荷特点，以满足实际需要为基础，降低事故损失；2.高压系统预试内容需全面覆盖二次元器件，通过判断其劣化趋势，提前采取相关措施预防事故发生。
参考文献：
[1] 国家电网公司电力安全工作规程.线路部分/国家电网公司发布.北京：中国电力出版社，2009
[2] 国家电网公司十八项电网重大反事故措施.北京：中国电力出版社出版、发行
[3] 电力系统继电保护原理与实用技术/贺家李，李永丽，李斌，陈超英编著.北京：中国电力出版社，2009
[4] 750kV输电线路保护与单相重合闸动作的研究.电力系统自动化
[5] 750kV输电线路保护与三相重合闸动作的研究.电力系统自动化
作者简介：
刘彰，男，工程师，主要从事企业能源动力的管理、研究工作
论文作者:刘彰
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/5
标签：断路器论文; 事故论文; 继电器论文; 接点论文; 回路论文; 发生论文; 控制箱论文; 《电力设备》2018年第21期论文;