一起由于开关拒动造成事故的分析

刘 洋

(山西兴能发电有限责任公司，山西 太原 030206)

某220 kV变电站主接线图见图1.220 kV电压等级主接线采用单母线分段接线；#1、#2主变压器分别接于220 kVⅠ母、Ⅱ母，且并列运行。#1主变压器的220 kV侧、110 kV侧为中性点接地运行方式，零序保护均投入；#2主变压器的220 kV侧、110 kV侧为中性点不接地运行方式，间隙保护投入。110 kV电压等级主接线采用单母线分段接线方式，110 kVⅠ、Ⅱ段母线为并列运行。35 kV电压等级主接线采用单母线分段接线方式，分段开关300处于热备用状态，35 kVⅠ、Ⅱ段母线为分列运行。

1 事故经过及造成的后果

某日14时55分，该站110 kV电压侧111开关零序一段保护动作、#1主变压器110 kV电压侧零序方向过流保护动作、#2主变压器110 kV侧中性点间隙保护动作；110 kV母线分段100开关、#1主变压器110 kV侧101开关、#2主变压器202、102、302开关跳闸；造成110 kVⅠ母线、Ⅱ母线失电事故。

2 事故处理过程

1) 失电事故发生后，立即记录事故发生时间，复归声光报警，检查所有保护动作及开关跳闸情况，就地检查设备运行情况，向上级调度汇报。检查站内设备后，并未发现异常，结合事故时保护动作情况，分析是由于出线1线路故障，保护动作但111断路器拒动，导致越级跳闸事故。

2) 接上级调度指令，合上站内35 kV母线分段300开关，先行恢复了35 kV Ⅱ段母线供电。

3) 拉开了111开关两侧隔离开关，将故障点隔离，然后依次将112、113、114、115、116开关拉开后，合上了#1主变101开关给110 kVⅠ段母线充电，就地检查正常后，投入分段100开关的充电保护，然后再合上分段100开关给110 kVⅡ段母线充电，充电正常后退出分段100开关充电保护，依次试送112、113、114、115、116开关，恢复无故障负荷供电。

4) 恢复#2主变送电。先合上#2主变中性点接地开关，并投入零序保护，退出间隙保护。然后依次合上202、102、302开关，断开分段300开关，从而恢复全站正常运行方式，最后将#2主变的间隙保护投入，零序保护退出，并拉开#2主变的中性点接地开关。

5) 将111开关转为检修状态后，对111开关拒动缺陷进行处理。

6) 待处理完出线1线路故障及111开关拒动故障后，恢复出线1、111开关送电。

图1 220 kV变电站主接线图

3 事故原因分析

1) 111断路器拒动的原因。

通过检查分析，111断路器拒动是由于分闸控制回路辅助开关接点故障造成。分闸控制回路上接有一个延时动合接点，该延时的目的是为了保证断路器在合闸过程中出现短路故障时能完成自由脱扣。然而，断路器开关合闸时间极短，远小于断路器的分闸时间，断路器没来的及脱扣时就已经合闸到位，造成111断路器拒动。

2) 越级跳闸的原因。

此次事故的直接原因是110 kV111断路器线路发生单相接地故障，保护动作正确但开关拒动。作为出线1线路零序保护的远后备保护，#1主变压器的零序方向过流保护虽然在出现故障时正确动作，但并不能将故障完全隔离，系统经由双回并列线路，仍可向故障点输送故障电流，最终通过#2主变压器中性点间隙保护动作切断故障，致使故障停电范围扩大。

4 暴露出的问题

通过上述事故分析发现，当110 kV甲线、乙线并列运行，且甲线、乙线线路阻抗较小时，该站内110 kV两个分段开关在并列运行，但由于典型保护配置是安装1个分段开关整定，所以这种运行方式必然导致220 kV变电站系统保护动作混乱，存在发生故障时扩大停电范围的风险。

5 防范措施

1) a) 将分闸回路的延时动合接点改接为一对普通的常开接点，经常检查辅助开关接点及辅助开关的拐臂螺丝，经常检查开关合闸接触器线圈的电阻及主触点，正确调整辅助开关的位置，使辅助开关和开关分合闸位置正确、有效配合。b) 固定好分合闸线圈，经常检查分闸线圈的铁芯有无卡涩。c) 正确调整好开关四连杆机构，经常检查开关的自由脱扣是否正常，开关的低电压动作试验是否满足要求。

2) 改变运行方式。将110 kV变电站的双回进线的运行方式由并列运行改为一条运行，另一条热备用，并在110 kV变电站安装备用电源自动投入装置。当运行线路发生故障时，备用线路开关自动合闸。

3) 加装断路器失灵保护装置。保持110 kV变电站双回进线并列运行不变，在110 kV母线侧加装失灵保护，当111线路或115线路故障开关拒动时，失灵保护动作，跳开110 kVⅠ母线上所有开关；当112线路或116线路故障，开关拒动时，失灵保护动作，跳开110 kVⅡ母线上所有开关，将双回路并列运行改为单回路运行，以保证1台主变零序保护动作，切除其中1条110 kV母线即可将故障点隔离，防止停电范围扩大。