10千伏线路故障引起主变变低、接地变开关跳闸的事故分析

李宝巍　杨玉福　郑再添

摘要：文章就一起10千伏出线故障引起线路保护动作，由于出线开关动作特性异常，开关分闸动作过慢引起接地变保护动作越级跳开接地变、主变变低开关，造成10千伏母线失压的事故原因进行分析，提出了防止类似事故发生的措施，以提高变电站的供电可靠性。

关键词：10千伏线路；保护动作；主变变低；接地变开关跳闸；线路故障 文献标识码：A

中图分类号：TM561 文章编号：1009-2374（2015）09-0140-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0827

由于变电站10千伏出线多，线路运行环境复杂，因此在变电站设备跳闸事故中，10千伏出线设备跳闸事故占据了绝大部分。为了提高变电站供电可靠性，减少用户停电时间，10千伏出线故障时设备正确动作就显得尤为重要。以某变电站一起10千伏出线线路故障扩大成接地变、主变变低开关动作跳闸，造成10千伏母线失压的事故作为例子进行分析，探讨如何提高10千伏出线设备事故的正确动作率。

1 概述

故障前运行变电站方式如图1，110千伏某变电站#1主变供10千伏I段母线，#2主变供10千伏Ⅱ甲、Ⅱ乙段母线，#3主变供10千伏Ⅲ段母线，10千伏分段500开关、550开关在热备用状态。10千伏电厂线522开关、#3接地变534开关挂在10千伏Ⅲ段母线运行，10千伏消弧系统经小电阻接地。

图1 故障前运行方式

事故经过：某日07∶13∶40，值班人员根据停电要求，手分#1主变变低501开关；18秒后，即07∶13∶58∶965时刻，10千伏电厂线522开关零序过流保护动作，保护出口跳开522开关，至07∶14∶15∶658时刻，522开关分位才获得监控后台机确认；期间，#3接地变高压侧零序Ⅱ段保护动作，于07∶13∶59∶810时刻跳开#3接地变变高534开关和#3主变变低503开关，同时闭锁10千伏分段550开关备自投，550开关未动作，造成10千伏Ⅲ段母线失压。

2 保护动作情况

（1）10千伏电厂线522开关保护报文。根据保护装置动作记录，在07∶13∶58∶956零序过流（3I0=13.34A）保护动作，跳开522开关；（2）#3接地变534开关保护报文。根据保护装置动作记录，在07∶13∶59∶067高压侧零序过流Ⅱ段（I0H=11.94A）保护动作，跳开#3接地变变高534开关和#3主变变低503开关，同时闭锁550开关备自投；（3）后台报文分析。从监控后台机报文及保护动作情况初步判定，从“522开关分闸”到“522开关位置合闸（2）”确认大约经历16秒，因此初判断为522开关分闸特性异常。

3 事故检查及原因分析

3.1 根据10千伏电厂线522开关及#3接地变保护动作信息进行分析

根据10千伏电厂线522开关及#3接地变保护动作信息，结合后台报文，综合分析保护动作情况如下：

第一，522开关各项保护动作逻辑均正确，现场核对保护定值正确。

第二，根据后台报文分析，此次保护动作跳开522开关过程用时16秒，522开关机构的分闸过程有异常。

第三，为了分析522开关机构分闸是否正常，模拟出故障时的零序电流（399A），对522开关保护进行了四次传动试验，测得的具体数据如表1：

表1 四次传动试验数据

备注：保护动作时间整定为700ms

从测得的数据可以看出，该开关的最长分闸时间为496.1ms，最短时间为52.3ms，相差约9.5倍，且开关动作的次数越多，开关分闸时间越快，初步判断，该开关分闸有异常。

为了验证522开关分闸特性不合格，在522开关柜体，利用501开关手车替代522开关手车对零序保护动作出口到开关分闸、合闸位置确定的全过程进行了四次试验。具体测试数据如表2：

表2 开关分闸、合闸位置确定的全过程四次试验数据

备注：保护动作时间整定为700ms

从上表测试数据分析，可得出正常的开关分闸时间为50ms左右，且每次试验变化幅度不大。综合522开关本体传动试验及501开关传动试验数据，可初步判断，522开关本体的分闸动作特性有异常。

第四，对522开关的零序CT进行一次升流，核准其变比为150/5，一次升流结果合格。

第五，对522开关的零序CT进行伏安特性测试，鉴定该CT伏安特性合格。

3.2 对开关手车本体及柜体外观及各个零部件进行详细检查

第一，对开关手车本体及柜体进行检查，未发现设备损坏及放电痕迹，开关手车及柜体温度正常且没有异味存在，可以排除因522开关柜间隔设备对地短路造成这次故障。

第二，开关手车电动/手动分合闸正常动作、复归良好，手车机构无螺丝松动、无连杆脱落或者变形、二次线连接良好、分合闸半轴、分合闸弹簧无变形或脱落、传动连杆上的润滑剂无凝固变硬、传动轴无锈蚀。

3.3 原因分析

根据保护动作情况及后台报文，结合继保、检修、试验专业的检查情况，初步判定10千伏电厂线线路发生故障，零序过流保护正确动作，但因522开关机构分闸过慢导致保护发出跳闸脉冲后不能及时切开故障点，进而引起#3接地变高压侧零序过流Ⅱ段保护动作越级跳闸，跳开主变变低503、接地变534开关，致使10千伏Ⅲ段母线失压。

4 事故防范措施

（1）由于10千伏电厂线已没有负荷，且电厂侧已不再发电，不作为厂用电，建议该线路不再送电，以防止线路因外力破坏造成设备事故的发生；（2）为杜绝类似事情发生，需要对同类型的开关做好相关维护、试验工作，对试验数据异常的开关设备及时进行更换，确保设备零缺陷运行；（3）对特性不合格的522开关进行解体大修，对故障开关进行检查分析，查明设备故障原因，对其他同类开关手车进行相关的反措检修，防止类似事故的发生；（4）对10千伏开关的保护动作时间、开关分闸时间、开关分闸确认时间在后台机SOE或保护装置进行统计分析，发现数据异常时及时通知检修、试验、继保等专业进行试验分析，及时处理潜在的缺陷，确保设备可靠运行。

5 结语

（1）变电站10千伏线路多，线路运行环境复杂，容易受到外力的破坏，10千伏线路的故障率高，因此确保10千伏线路故障时设备正确动作就显得尤为重要，包括保护装置、开关设备等的正确动作；（2）这一起10千伏线路故障引起的越级设备跳闸事故进行分析，提出了防止事故发生的三点防范措施，供变电运行参考；（3）针对10千伏线路开关特性异常造成的开关慢分这种极端情况，通过对故障开关的检查测试试验分析，我们发现，故障开关本体传动试验数据、时间参量测试数据均存在异常情况，这为我们在往后对线路开关日常运行维护工作中发现开关特性异常故障提供了有力的支撑。

参考文献

[1] 刘奕湘.浅谈如何提高供电可靠性[J].中国高新技术企业，2010，（30）.

[2] 王云霞，胡晓炜，赵永良.浅谈提高城市配电网供电可靠性的措施[J].华北电力技术，2007，（1）.

[3] 罗微.浅谈10千伏配网供电可靠[J].贵州电力技术，2010，13（6）.

基金项目：广东电网有限责任公司东莞供电局职工创新项目（项目编号：ZG-DG2014-0034）。

作者简介：李宝巍，男，广东人，供职于广东电网有限责任公司东莞供电局，研究方向：变电运行；杨玉福，男，贵州人，广东电网有限责任公司东莞供电局高级工，工程师，工程硕士，研究方向：变电运行管理；郑再添，男，广东人，供职于广东电网有限责任公司东莞供电局，硕士，研究方向：变电运行。

（责任编辑：陈 倩）endprint