500kV變電站智能化仿真及反事故演習系統的組建及應用

王治宇

【摘 要】通過對一起500kV斷路器拒動而由失靈保護跳開相鄰多個斷路器事故的深入分析，查找事故發生的原因，提出了防范措施，避免因電力線路故障時斷路器拒動越級跳閘，造成擴大設備停電范圍，降低了電網運行的可靠性。為了更好地確保電力設備安全運行，提高電力系統運行的可靠性，為用戶提供更優質的電能，從而獲得更高的經濟效益，必須采取措施盡可能地杜絕此類事故的發生。

【關鍵詞】斷路器；分閘閉鎖，拒動；越級跳閘；防范措施

1引言

隨著現代經濟的迅速發展和人民生活水平的日益提高，電力的需求也隨之增長，雖然全國各地的電力系統發展迅速，規模在不斷擴大，但是電力供應還存在很大缺額，很多網區還存在著拉閘限電的情況。電網安全運行形勢依然嚴峻，電力供電形勢不容樂觀，如何充分發揮電力系統設備能力，使電網安全、可靠運行，最大限度地滿足全社會用電需求是我們電力工作者需要考慮和解決的問題，而斷路器拒動越級跳閘會造成停電范圍擴大，降低電網運行的可靠性，必須盡可能地杜絕此類事故的發生，保證電網的可靠供電。

2 事故前運行方式

變電站運行方式：某500kV變電站的220kV、500kV系統均采用3/2接線方式，全站共有#1、#2共2臺主變壓器，2臺主變壓器均正常帶負荷運行。500kVⅠ、Ⅱ母線及5011、5012、5013斷路器、L1線路運行，220kVⅠ、Ⅱ母線及2021、2022、2023斷路器運行，35kV母線及301斷路器運行。

L1線路保護配置了三套線路，分別是主一保護（RCS-901D）、主二保護（RCS-902D）、主三保護（RCS-902D），5012、5013斷路器保護配置的是RCS-921A斷路器保護。

3事故經過

2008年3月22日00點11分09秒左右，變電站監控后臺機告警音響響，500kV第一串聯絡5012開關位置紅色合位閃光，500kV L1線路5013開關、#1主變500KV側5011開關、#1主變220kV側2021開關、220kV第二串聯絡2022開關、#1主變35KV側301開關位置綠色分位閃光，當時天氣雷雨。監控以下光字牌亮：

5011開關：

500KV第一串斷路器5011油泵電機啟動動作、500KV第一串斷路器5011第一組出口跳閘動作。

5012開關：

500kV第一串斷路器5012油泵電機啟動動作、500kV第一串斷路器5012合閘閉鎖動作、500kV第一串斷路器5012低油壓分閘閉鎖動作、500kV第一串斷路器5012第一組出口跳閘動作、500kV第一串斷路器5012第二組出口跳閘動作、500kV第一串斷路器5012事故總信號動作、500kV第一串斷路器5012重合閘動作、500kV第一串斷路器5012控制回路斷線動作。

5013開關：

500kV第一串斷路器5013油泵電機啟動動作、500kV第一串斷路器5013合閘閉鎖動作、500kV第一串斷路器5013第一組出口跳閘動作、500kV第一串斷路器5013第二組出口跳閘動作、500kV第一串斷路器5013事故總信號、500kV第一串斷路器5013重合閘動作、500kV第一串斷路器5013控制回路斷線動作。

2021開關：

220kV第二串斷路器2021油泵電機啟動動作、220kV第二串斷路器2021控制回路斷線動作。

2022開關：

220kV第二串斷路器2022油泵電機啟動動作、220kV第二串斷路器2022控制回路斷線動作。

301開關：

#1主變35KV側301控制回路斷線動作。

根據事故后巡線發現，L1線路#101桿左邊C相絕緣子被雷擊爆了12片，從而引起相應保護動作切除故障，另外調取變電站事故SOE記錄如下：

11ms，L1線路主一保護（RCS-901D）、主二保護（RCS-902D）、主三保護（RCS-902D）動作，單跳5012、5013斷路器；

961ms，5013斷路器重合（單重）；

1461 ms，5012斷路器重合（單重）；

（5012斷路器分閘閉鎖）

3127ms，L1線路主一保護（RCS-901D）、主二保護（RCS-902D）、主三保護（RCS-902D）動作，三相跳開5012、5013斷路器；

3128ms，5012失靈三相跟跳本開關；

3328ms，5012失靈動作跳相鄰的#1主變500kV側5011斷路器、#1主變三側斷路器。

從上述信息可以看出，故障發生后，保護動作單跳5012、5013斷路器，重合閘動作，重合成功合上了5012、5013斷路器，而后5012斷路器發出分閘閉鎖信號，約2S后L1線路C相再次發生故障，保護再次發出命令動作跳開5012、5013斷路器，但5012斷路器分閘閉鎖所以拒動，而由5012斷路器失靈保護動作越級跳#1主變三側斷路器（5011、5012、2021、2022、301斷路器）切除故障。

4事故原因分析

5012斷路器是平頂山高壓斷路器廠在1993年8月出廠的LW6-500RW型SF6斷路器，額定電流3150A，額定短路開斷電流50kA，配用的是該廠生產的液壓操作機構。

根據記錄報文，5012斷路器拒動原因是在重合閘動作后，出現了低油壓分閘閉鎖動作信號，該信號表明分閘控制回路在此時被切斷，因此即使保護發出了跳閘信號，5012斷路器也無法進行分閘。

5結束語

電力系統發生的許多事故表明，大多數停電事故是由于系統中某一元件的故障引發，如果此時連鎖的元件發生故障，或者電網結構或運行方式不合理、繼電保護拒動、誤動，再加上采取措施不當或不及時，往往可能導致大面積停電事故的發生。斷路器拒動越級跳相鄰斷路器的事故還時有發生，這是電力生產中要求盡量避免發生的。

本文通過以上分析，為預防因線路故障時斷路器液壓操作機構預充壓力不足閉鎖斷路器分閘回路而造成斷路器拒動越級跳閘事故提供借鑒，以達到保證電網安全、經濟、可靠運行為目的。

參考文獻：

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（作者單位：國網山西省電力公司檢修分公司）