一起非全相繼電器誤動原因分析及防范對策

楊軍偉

摘要：220kV及以上電壓等級電力系統中斷路器裝設非全相保護已是必要條件之一，非全相保護能夠在運行中的斷路器出現非全相運行時及時切除掉非全相運行的斷路器，確保旋轉電機、主變等一次設備及電力系統的安全運行，本文針對一起典型非全相繼電器的誤動原因進行了詳細的分析并提出防范措施。

關鍵詞：非全相繼電器；斷路器；誤動；措施

0引言

在220kV及以上電壓等級的電網中，開關普遍采用分相操作的斷路器，由于設備質量、操作、運行環境等原因，運行中可能出現三相斷路器動作不一致的異常狀態，嚴重影響了系統的穩定正常運行，非全相保護可以及時消除這種異常狀態，非全相繼電器是非全相保護的核心原件，如果發生誤動，會造成電網不必要的負荷損失和電網系統的不可靠運行。本文通過對一起典型非全相繼電器保護誤動原因分析，提出了防止誤動的防范措施，并對斷路器非全相保護的一些問題進行探討。

1事故前運行方式

220kV定遠變洪定2C48開關跳閘前，定遠變220kV系統為雙母接線方式：1號主變2801、洪定2C48、定桑2CQ7、定清2853開關在運行220kVⅠ母；2號主變2802、風定2858、定清2854開關在運行220kVⅡ母；220kV母聯2800開關在運行。

2事件經過

2.1跳閘情況概述

2015年5月20日17時14分，220kV定遠變220kV洪定2C48開關跳閘，變電站監控后臺發“空壓機交流電源跳閘”和“非全相保護動作”信號，洪定2C48開關位置由合位變為分位。

定遠變洪定2C48開關型號為LW15-220，氣動操作機構，西安高壓開關廠生產，出廠編號為031，1999年3月出廠，1999年9月17日投運。由于該型號開關質量較差，運行10年后出現密封不嚴導致機構內部銹蝕嚴重、空氣壓縮機頻繁打壓等問題，2011年9月份進行了工廠化大修（由繼遠電網技術有限責任公司完成），對密封件、機構箱內零部件等進行了更換，2011年10月重新安裝調試后投運，一直正常運行至今。

2.2現場檢查情況

2.2.1設備故障信息檢查

5月20日17時14分，定遠變洪定2C48開關跳閘后，運維站人員立即對現場保護裝置進行檢查發現無2C48線路保護動作信號（2C48配置雙重化保護即微機光纖縱差保護和微機高頻閉鎖保護），但變電站后臺有開關空壓機交流電源跳閘和非全相保護動作信息。

2.2.2試驗檢查情況

根據現場設備外觀檢查及動作情況，檢修人員對機構內二次回路進行仔細檢查，發現儲能用交流接觸器啟動線圈已燒毀。現場模擬單相和相間故障跳閘，經2S后非全相保護均能正確動作跳開三相，隨即對非全相繼電器進行了動作值及返回值校驗，非全相時間繼電器動作正常。

2.3原因分析及處置方案

5月21日上午，省電科院有關專家、公司專業人員及繼遠公司技術人員在現場進一步進行了檢查和分析。

（1）原因分析。該開關于1999年9月投運，2011年10月工廠化大修（繼遠電網技術有限責任公司），機構內的二次元件全部進行了更換，但更換的元器件質量較差（2013年7月曾因開關氣壓閉鎖繼電器故障造成頻繁打壓，對氣壓閉鎖繼電器進行了更換）。此次被燒毀的儲能用交流接觸器拆解后后發現塑料件老化，動作部件卡塞。初步分析開關氣動機構在進行儲能時，接觸器線圈帶電后，其儲能觸點和儲能的信號觸點因為卡阻，并未吸合接通，使線圈長期帶電發生燒毀，短路電流使空壓機交流電源開關于17時12分跳開。

位于被燒毀線圈上方的非全相時間繼電器啟動電壓為13V ，在儲能用交流接觸器線圈燒毀后，非全相時間繼電器絕緣暫時下降并啟動，造成洪定2C48開關于5月20日17時14分跳閘。

（2）處置方案。為了盡快恢復220千伏洪定2C48開關的正常運行，在故障原因分析、采取有效防范措施的基礎上，采取了如下處理措施：

1）更換儲能用交流接觸器及非全相時間繼電器，檢查氣動機構儲能、停泵情況。更換后非全相時間繼電器參數如表１。

2）對斷路器做分合閘時間、同期、動作電壓試驗。在氣動機構儲能、停泵均正常，斷路器做分合閘時間、同期、動作電壓試驗值均合格的情況下，檢修人員申請恢復送電，并于5月21日16時35分送電成功。

3 防止誤動的防范措施

在出現本次開關非線路故障跳閘事件后，公司立即安排運維人員加強對相關設備的巡視檢查力度，積極聯系廠家進行備品備件準備。

（1）加強對定遠變四臺同型號開關的巡視檢查（洪定2C48、#1主變2801、定清2854、定桑2CQ7），為避免同類事件再次發生，公司于6月底對其他3臺開關非全相繼電器進行更換;（2）加強對斷路器非全相保護的運行維護，嚴格按規定對非全相保護進行維護和定期試驗，提高斷路器非全相保護的可靠性。對所有220kV開關非全相繼電器進行排查，確保滿足非全相繼電器的中間繼電器動作電壓在額定直流電壓的55%-70%范圍內，并要求動作功率不低于5瓦的反措要求。

4結束語

通過對此次開關無故障跳閘分析可知，對設備投運前的每一項驗收工作都要給予足夠重視，對設備的日常運維要做到無隱患運行。這次事故教訓也時刻提醒專業人員加強對非全相保護的重視，努力提高非全相保護動作的可靠性，保證電力系統健康、安全、穩定運行。

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