一起双位置电压切换引起变电站全停的整改分析

宋东东，胡阳，何鑫龄，张锦鸿，张玉新

（1.国网吐鲁番供电公司，新疆 吐鲁番 838000；2上海泽鑫电力科技股份有限公司，上海 200000）

0 引言

变电站220kV系统母线接线通常是采用双母线接线方法，主变压器、线路运行在一条母线上。为使得主变、线路在不同情况下取得有关母线电压，在操作箱中设置电压切换回路。电压切换回路原理在于根据刀闸辅助触点进行判断主变或者线路所挂母线，进而实现电压的切换。辅助触点可靠性是保证电压切换正常的关键，若是电压切换回路故障，可能造成PT二次并列后二次反送电，极易造成开关误动等情况。本文主要分析一起电压切换造成的变电站全站停电整改。

1 案例分析

1.1 案例情况概况分析

2017年4月24日23:02，220kV某A变因220kVⅠ、Ⅲ母分段之间母线电流互感器A相发生爆炸，Ⅰ、Ⅲ母线差动保护动作，跳开220kVⅠ、Ⅲ母所有断路器，220kVⅠ、Ⅲ失压，又因故障过程中线路保护电压测量回路控制空开跳闸，满足线路保护动作条件，跳开220kVⅡ母所有电源进线，220kVⅡ母失压，造成220kV某A变、220kV某B变、某C变及110kV某甲变失压。

1.2 故障前电网运行方式

220kV某A变220kV侧采用双母线单分段接线方式。故障前，220kVⅠ、Ⅱ、Ⅲ母并列运行；220kVAB一线、AC一线、AG一线、1号主变在Ⅰ母运行；220kV2号主变、AD线、AE线、AB二线、AC二线、AG二线在Ⅱ母运行；220kVAF线在Ⅲ母运行。

故障前，220kV某B变、某C变站内运行方式为220kVAB二线、AC线主供，220kVAB线、AC线运行热备用。

110kVA甲一、二线运行接带110kV某甲变负荷28MW；110kVA乙一线（风电场）运行、A丙一线（风电场）运行，两座风电场总出力1.2MW。

1.3 事件简要经过及应急处理

4月24日23:02，220kV某A变失压。故障造成220kV某A变Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ母线失压，220kV某B变、某C变及110kV某甲变失压，损失负荷2.8万千瓦。检查发现220kV某A变220kVⅠ、Ⅲ母分段靠近Ⅲ母侧母线电流互感器A相发生爆炸。1:57，220kV某A变恢复供电。

1.4 故障原因分析及暴露问题

故障起因是220kV某甲变220kVⅠ、Ⅲ母分段之间靠近Ⅲ母侧母线电流互感器A相发生爆炸、顶部着火，引发220kVⅠ、Ⅲ母A相接地故障，Ⅰ、Ⅲ母母线差动保护动作，切除Ⅰ母、Ⅲ母所有进出线断路器及母联断路器，220kVⅠ母、Ⅲ母失压。220kVAD、AE线保护装置B柜距离Ⅲ段保护动作跳闸，220kVⅡ母失压。

现场故障处理过程中，检查发现220kVⅡ母电压互感器用于线路保护B柜电压测量的电压空开跳闸。空开跳闸原因为电压切换装置复归回路电阻损坏，造成母线二次电压误并列，引起Ⅱ段母线电压互感器第二组二次绕组空气开关跳闸。

第一，220kVⅠ、Ⅲ母分段之间母线电流互感器A相发生爆炸、顶部着火，引发母线接地故障造成220kVⅠ、Ⅲ母差动保护动作、母线失压。

第二，220kVⅡ母电压互感器用于线路保护B柜电压测量的电压空开跳闸，满足220kVAD线、AE线距离Ⅲ段动作条件，造成220kVⅡ母侧电源进线跳闸、母线失压。

2 电压切换整改方案

2.1 概况分析

电压切换并列箱“切换继电器同时动作”信号整改方案采用隔离刀闸双位置输入设计的电压切换箱，为解决“切换继电器同时动作”信号与交流电压切换保持接点不一致的问题，并考虑外部刀闸触点异常时，能将异常情况及时发出信号，以JFZ-30Q型电压切换并列箱为例，特制定电压切换箱并列箱信号整改方案。

2.2 切换箱信号的一般设计

采用隔离刀闸双位置输入设计的JFZ-30Q，电压切换继电器使用两组双位置的磁保持继电器，直流电压消失时，交流电压切换接点磁保持，保护不会失去电压。在标准设计中，“切换继电器同时动作”信号，使用串入启动线圈的非保持继电器接点，两组隔离开关辅助触点同时闭合时，监视继电器1YQJF和2YQJF动作，动合触点闭合发出信号。

如图1，面板指示灯Ⅰ母运行（L1YQJ）、Ⅱ母运行（L2YQJ），监视隔离刀闸常开触点的位置，即分别监视4n0101和4n0103的是否有KM+输入。

图1 电压切换箱原理图

2.3 存在的问题

“切换继电器同时动作”信号使用非保持继电器接点，不能反映双位置磁保持的电压切换继电器接点状态，如交流电压切换接点，因某些原因，应未能正常返回，出现二次并列的状态，“切换继电器同时动作”信号不能闭合，及时提醒运维人员，消除运行隐患。装置面板的指示灯，监视的隔离刀闸常开触点的位置，也不能反映出现二次并列的状态。电压切换并列箱JFZ-30Q和含电压切换的分相操作箱JFZ-12FB，存在同样的情况。电压并列箱JFZ-32Q，电压重动接点1YQJ、2YQJ和电压并列接点3YQJ，监视信号接点也存在使用非保持接点的问题。

2.4 整改方案

“切换继电器同时动作”信号，增加1YQJ与2YQJ常开保持接点的串联，在隔离刀闸常开触点和电压切换接点同时闭合，这两种状态均发出“切换继电器同时动作”信号。具体接线如下。

第一，电压切换装置JFZ-30QA增加7YD2～7PD3、7YD6～7PD4的连线。

第二，分相操作箱（含电压切换）JFZ-12FB增加7YD2～7PD3、7YD6～7PD4的连线。

变更后的图纸参见接线图。

电压并列箱JFZ-32Q的整改方案，将非保持接点信号改到磁保持的接点上，具体如下。

增加7YD3～7X01-18、7YD4～7X03-18、7YD4～7X05-18、7YD6～7X02-18、7YD7～7X04-18、7YD8～7X06-18；变更后的图纸参见图2接线图。

图2 变更后的接线图

3 改进措施及其运维注意事项

明确双母倒闸操作的流程。在双母线倒闸操作过程中，在其中一段母线停电之前，应该先断开待停电母线PT二次侧空开再断开母联开关，断开母联开关之后需要检查各母线PT二次电压，防止PT二次回路反充电。

第二，整改切换继电器同时动作信号的接入方式，开展电压切换继电器过程中，动作信号回路双位置继电器排查、整改工作。就双套配置的保护装置，其电压切换功能配置为单位置继电器，单套的配置双位置继电器，不满足要求的列技改项目完成整改。

第三，强化操作信息监控，在现场运行规程中明确运行人员在隔离开关操作完成后对光字牌、隔离开关位置、后台报文以及保护装置指示灯的检查和确认。

4 结语

随着经济社会的不断发展，电网规模越来越大，电网安全稳定运行显得尤为重要。对于电网薄弱点，如何保证在检修方式下电源线路同时突发故障尽快恢复供电，已成为电网供电安全关注的焦点。本文结合一起220kV线路双位置电压切换造成的变电站全停故障，分析其原因，并且提出改进措施。