一起110 kV新能源并网线路保护动作后断路器未正确分闸的事故分析

杨学鹏

摘 要：介绍了一起110 kV风电场并网线路发生跳闸后，风电场站内进线断路器分闸后又重新合闸的事故。通过仔细分析、判断断路器测控装置、保护装置和开关柜的反复分合，发现防跳回路中存在“寄生”回路。在找到具体原因后，整改了断路器的防跳回路，并针对线路发生跳闸的原因提出相应的整改措施和建议。

关键词：风电场；并网线路；断路器；绝缘子串

中图分类号：TM561 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.22.118

随着新能源的快速发展，新能源厂站并网线路的安全运行直接影响着电网的安全、稳定运行。这就要求并网线路设置光纤差动保护，目的是当线路发生故障，需要快速切除、隔离故障时，保证电网的安全运行。本文介绍了发生故障的110 kV并网线路因鸟害引起的线路瞬时性接地故障使得纵差保护正确动作，但是在升压站内线路断路器跳开后，短时间内又重新合闸这一事故。针对此次事故，通过分析断路器测控装置、保护装置、断路器机构，并仔细查看后台对应的报文，找出其存在的问题，并提出相应的解决措施。

1 事故经过

2015-01-07T20：24，监控实时系统报110 kV彩四风线线路保护PSL621UD 纵差保护动作。2015-01-07T20：23：14：003，第四风电场彩四风线111断路器由合闸变为分闸。20：23：14：005，断路器由分闸变为合闸，并动作异常，场内所有断路器均在运行状态，升压站全场失电，已并网的风机全部停机；对侧330 kV变彩四风线121断路器跳闸，处于分闸状态，线路纵差保护动作正常，没有异常告警信息。在此期间，值班运行人员无任何操作。

第四风电场运行方式为：110 kV彩四风线运行带110 kV母线运行，1号、2号主变高中压侧并列运行，低压分列运行带无功补偿设备，中压侧运行带风机并网汇集线路。

2 跳闸原因分析

根据第四风电场110 kV线路保护测控装置和330 kV变电站112线路保护装置故障测距信息（330 kV变电站测距14.7 km，110 kV变电站测距16.2 km）确定故障杆段为从110 kV变电站向330 kV变电站方向的48～58号铁塔段。

运行人员现场巡视发现，53号铁塔B相绝缘子有放电痕迹，绝缘护套表面有大量鸟粪。已安装的防鸟刺有效防范了鸟类在A，C相线路上活动，但B相防鸟刺较少，防鸟刺保护存在问题，鸟粪堆积在B相绝缘子串，排泄物瞬间形成导电体造成 B 相绝缘子串闪络，从而引起线路保护动作，造成跳闸事故。

3 断路器未正确分闸的原因分析

根据调度调管协议规定，断路器未正确分闸时，新能源并网线路重合闸要退出运行。然而，第四风电场110 kV线路保护装置在区内故障时，差动保护正确动作，彩四风线111断路器在未投入重合闸的情况下，分闸后经过002 ms后又重新合闸。新能源并网线路的断路器未正确分闸，容易造成人员在事故处理过程中误判断，影响事故处理。

线路发生故障时，根据监控后台信息，111断路器合闸→分闸→合闸的原因分析如下：通过现场检查，在彩四风线111断路器测控装置、保护装置、开关柜反复分合断路器，并仔细检查后台对应的报文，发现只要通过操作箱来分断路器，后台就会显示先分→再合→再分或者先分→再合的情况，而通过就地分断路器则正常。由此判断是断路器的远方操作回路异常，但经过反复比较并检查原理接线，未发现任何异常，外回路接线正确。因该断路器采用机构防跳，所以怀疑为断路器保护防跳回路未去除，同时使用了机构防跳和保护防跳，在造成线路保护装置中防跳继电器因“寄生”回路产生自保持，无法返回，保护装置一直发合闸命令，导致线路故障时，断路器跳闸后又重新合闸。

分析出原因后，检查断路器的保护防跳回路，发现虽然已在端子排把防跳继电器的触点固定短接4QD17和4QD19，但没有断开防跳回路电阻R19或R20，使得防跳产生“寄生”回路。经过询问当时的调试人员了解到，他们做试验时只短接了4QD17和4QD19，然后做开关传动，发现没有问题，就没有断开电阻。事故发生后，经现场排查，发现就是由于电阻没被断开、防跳没有完全堵死导致的。将合闸回路防跳继电器串联电阻R19断开后，开关分合正常。未断开的R19电阻如图1所示。

图1 未断开的R19电阻

4 暴露的问题及防范措施

此次线路故障引起变电站内开关未正确分闸的事故暴露出如下问题：①对鸟类生活规律研究不够，传统防鸟害技术不能满足当下的要求；②安装调试人员在继电保护装置调试过程中工作态度不够严谨，试验方法和步骤考虑不周全，且厂站人员在接收中验收不仔细；③同时使用第四风电场111出线线路保护装置防跳回路和111断路器操作机构中防跳回路，造成线路保护装置中防跳继电器因“寄生”回路产生自保持，无法返回，保护装置一直发合闸命令，导致线路故障时，断路器跳闸后又重新合闸。

为了避免今后发生类似的事故，减少经济损失，笔者提出了以下措施：①立即对彩一风线、彩二风线、彩三风线、彩四风线、彩五风Ⅰ线和彩五风Ⅱ线轮停检修，增加防鸟板，尽量防止鸟类在杆塔处停留，预防类似事件发生。加强对线路周围环境的检查力度，发现问题，积极采取措施，杜绝发生鸟害。②继续探索鸟类活动规律，研究新的防鸟技术和措施，加强线路巡视次数。③继续检查站内其他断路器保护防跳回路是否存在“寄生”回路，确认保护装置中的防跳回路均已解除，仅用机构中的防跳回路保护断路器。④严格执行现场试验、验收规程，严把质量关，确保线路、断路器投运后能够安全、稳定地运行。

5 结束语

目前，新能源发展速度较快，并网线路数量逐渐增多，线路的安全、稳定运行关系着电网的正常运行。由于各施工单位水平参差不齐，还存在赶工期投运等问题，所以在线路投运前，要严把验收质量关，确保线路运行的周围环境及其附属设备具备投运条件，避免线路故障引起大面积停电事故，造成经济损失。

〔编辑：王霞〕