一起斷路器非全相保護誤動作分析

何如青

福建省福州電業局，福建福州 350003

1 事故概況

某變電站一條220kV 線路配備北京ABB 高壓開關設備有限公司生產的型號為LTB245E1 的斷路器，2012 年10 月出廠。2013 年4 月7 日3 時5 分5 秒該變電站#2 主變本體油溫高動作，3 時5 分10 秒#1 直流聯絡屏直流正接地告警動作，3 時5 分55 秒該線路開關第一組非全相保護動作，該站#2 直流主饋線屏負接地絕緣報警，該線路開關事故總跳閘動作。

2 原因排查及分析

2.1 綜自后臺信號

由該站綜自后臺記錄的信號以及核查相關裝置內部告警動作記錄，當天3 時5 分5 秒該變電站#2 主變本體油溫高信號動作，引起了第一組直流電源正端接地，在此期間該線路非全相保護動作，幾乎同時該站第二組直流電源負端接地，即站內當時存在直流兩點接地。

表1 綜自后臺信號事件順序記錄

2.2 非全相端子箱、繼電器檢查

1）該斷路器非全相保護端子箱為獨立端子箱，與斷路器機構箱分開，故振動造成非全相繼電器誤動的可能較低；

2）現場加熱回路正常，非全相端子箱密封良好，無凝露；

3）第一組非全相信號繼電器動作，未復歸；

4）該斷路器非全相保護回路原理如圖1 所示。

經測量：第一組出口繼電器K38 動作電壓141V，動作功率3.04W；第一組時間繼電器K36 動作電壓150V；第二組出口繼電器K37 動作電壓154V，動作功率2.94W；第二組時間繼電器K35 動作電壓146V，動作電壓滿足55%-70%Un 的要求，動作功率不滿足大于5W 的要求。

非全相保護回路原理圖

2.3 #2 主變溫度計受潮接地

該市當天天氣多云，事故前幾天連續降雨，主變溫度計受潮。在現場溫度計二次電纜金屬護套底部有開漏水孔，因金屬護套材質問題引起生銹，銹塊將漏水孔堵住，護套管無法排水，水汽通過二次導線金屬外套串至溫度計內部接線端子，導致第一組直流電源正端接地。

2.4 地刀二次線間歇性接地

經檢查110kV 某線路1176 丙接地刀閘二次接線盒內信號負端二次線被外罩夾住，根據#2 直流主饋線屏絕緣報警動作和復歸時間判斷，該站第二組直流電源負端存在間歇性接地。

2.5 二次回路接線檢查

現場非全相保護整改實際接線圖

該線路斷路器于2013 年1 月投運，根據當時的反措要求，非全相出口繼電器的動作功率應大于5W。針對北京ABB 公司非全相出口繼電器動作功率偏低的問題，該公司根據要求提出了改造方案，在開關非全相端子箱中的出口繼電器K37 和K38的A1、A2 端子上分別并聯2K 大功率電阻。

由于北京ABB 廠家在非全相裝置提高動作功率加裝電阻時沒有按圖施工導致內部配線錯誤，將第一組非全相繼電器并聯電阻R9 負端接至第二組非全相K37 繼電器的A2，第二組非全相繼電器并聯電阻R11 的負端接至第一組非全相K38 繼電器的A2，如圖2 所示。

2.6 原因分析

2013 年4 月7 日3 時5 分，該站#2 主變溫度計受潮引發Ⅰ段直流系統正極接地，對地電位為0V，導致第一組出口繼電器K38 的負極A2 對地電位變為-220V，期間，Ⅱ段直流系統存在間歇性負端接地，導致K202 負端通過并聯電阻R9、第一組出口繼電器K38、K102 負端構成差壓回路，滿足動作條件（K38現場模擬電壓差147V 動作，K37 現場模擬電壓差157V 動作)，第一組非全相出口繼電器動作。

3 防范措施

1）更換現場錯誤接線，對非全相端子箱內部配線再次進行圖實核對，并進行試驗，試驗結果如下：第一組出口繼電器K38 動作功率23.04W；第二組出口繼電器K37 動作功率22.22W，動作功率滿足大于5W 的要求；

2）全省范圍內排查北京ABB 廠家同型號開關機構箱配線是否存在類似問題；

3）嚴格按照標準化驗收卡執行，加強驗收管理，詳細檢查回路完整后進行絕緣試驗，在220kV 保護設備驗收時，應對兩組控制回路單獨施加電源進行試驗；

4）開展主變溫度計二次電纜經金屬護套保護的防潮防滲檢查。

4 結論

220kV 及以上線路輸送負載大，事故可能引發嚴重的電力系統穩定問題。按照《福建電網220 千伏及以上斷路器本體相關二次回路技術要求》和《關于協助進行福建省網220kV 及以上斷路器本體非全相繼電器排查和整改函》，今后將結合停電大量整改非全相繼電器動作功率低的問題，對于可能引發的接線錯誤而產生寄生回路在特殊情況下誤動作的問題，要加強在安裝整改、驗收環節的檢查力度，確保電網設備的健康運行。

[1]福建省電力系統繼電保護廠站自動化和直流系統反事故措施(2011年度).閩電調(2011)377號.

[2]柳錫淼.典型直流接地故障查找及分析[J].中國新技術新產品，2008(12)：89.

[3]劉囡.直流系統接地故障的危害和處理[J].科技信息，2009(1)：334.