摘 要:通过对二极管极性接反引起开关三跳的事故分析,提出了事故分析的方法和防范措施。
关键词:二极管极性 接反 开关三跳 分析
1、系统接线与保护配置:
某220KV变电站采用角形接线,一次系统图如图1所示,L1、L2、L3为3条线路,B1、B2为两台变压器。L1线保护配置为: WXB-11A、PSL-601A两套微机保护;2202、2203操作箱屏为PXF-221型,配置有失灵保护JCSB-21D、重合闸装置JCCH-21D、短引线保护装置JCDY-21D以及FCX-22型分相操作箱。L1线的重合闸采用“单相”方式。系统接线如图1所示。
2、事故概况
2004年9月30日,L1线发生B相接地故障,两套线路保护均动作发单跳令,2202开关B相跳闸,重合成功。2203重合闸启动、但开关三跳,2203开关操作箱屏A相、B相、C相跳闸I信号灯,A相、B相、C相跳闸II信号灯点亮。
3、事故分析
L1线路保护动作情况为:WXB-11A保护高频零序动作出口、零序I段动作出口、接地距离I段动作出口;PSL-601A保护距离零序保护启动,高频保护启动,快速距离动作,接地距离I段动作,零序I段动作,高频保护B相跳闸出口。
故障录波器所采L1线故障电流、电压分别为:
IA=0.5085(KA),IB=2.602(KA),IC=0.2339(KA),3I0=3.073(KA)
UA=194.1(KV),UB=55.65(KV) , UC=196.3(KV) , 3U0=330.6(KV)
从L1线路的微机保护动作报告及故障录波器报告中可以看出:L1线发生了B相瞬时性接地故障。
L1线重合闸采用“单相”方式,当发生B相瞬时性接地故障时,2202、2203断路器均应B相“单跳”、重合成功,现在2202断路器B相跳闸,重合成功;而2203断路器却发生“三跳”不重合。
4、断路器不正确动作后对设备的现场检查
2202断路器不正确动作后对设备进行了现场检查,首先可以确认现场断路器的跳闸结果和有关信号指示是一致的,保护装置的报文和信号灯明确指示为
B相动作,2202开关B跳、B合成功。2203操作箱屏明确有两组三相跳闸指示灯。如果怀疑有其他保护动作使2203断路器三相跳闸,但除了两套线路保护动作外,并无其他保护动作信息。为了搞清以上问题,必须对设备作进一步的检查和试验。经过初步研究我们确定以下检查方案:
⑴进一步进行装置外观检查。
检查L1线保护屏、2203操作箱屏压板投入情况,检查各装置有无明显的接线错误或放电痕迹。重点检查沟通三跳压板、回路,闭锁重合闸及气压低闭锁重合闸回路等。
⑵检查2203机构本体非全相保护的时间继电器(气囊式)动作时间.
若该继电器的动作时间接近零秒,开关会在重合闸动作周期内使开关三跳,且不会有保护动作
信息。开关本体非全相保护动作跳闸时,操作箱的跳闸灯亮与不亮与接点竟赛结果有关,虽然两组共六个灯全亮机率不大,但不能排除这种可能性。
⑶检查2203重合闸装置逻辑功能。重点检查重合闸放电回路、出口回路等。
⑷检查2203操作箱屏与L1线路保护、2202操作箱屏、2204操作箱屏之间跳闸电缆的绝缘情况。
以上检查与试验均未发现有异常情况,能使
2203断路器跳闸,又没有保护动作信号的,只有失灵保护瞬跳本断路器,如果该回路存在问题,可能会造成2203断路器三跳、不重合。
⑸2203失灵保护装置检查。
在检查3312失灵保护装置时发现,加A相电流,无论启动失灵A、B、C哪一相动作,总是A相出口;B、C相类似。加三相电流,无论启动A、B、C哪一相失灵,三相均出口。图2为正确的JCSB-21D失灵接线示意图:
图2
从图中可以看出,加A相电流,启动A相失灵动作,A相出口,启动B、C相失灵动作,失灵保护不会出口。B、C相类似。加三相电流,分别启动A、B、C相失灵,只有对应相出口。按图不应有上述动作行为,经对失灵装置仔细检查,发现4号插件保护启动A相失灵回路的二极管V8、V11的极性与出厂原理图纸和装焊图的标示相反。图3为3312开关失灵错误的接线图:
图3
按调试大纲试验,模拟保护
A相动作启动失灵,同时加入A相电流,A相出口;模拟保护B相动作启动失灵,同时加入B相电流,B相出口;模拟保护C相动作启动失灵,同时加入C相电流,C相出口,此图的动作也完全相符,不能及时发现问题。但若在模拟保护一相动作启动失灵的同时加入另一相电流,或同时加入三相电流就可及时发现并消除陷患。
将V8、V11的极性更正后再做试验,保护动作逻辑符合接线正确时我们分析的情况。同时加入三相电流,模拟保护A相启动失灵动作, A相动作出口,B、C相不动;模拟保护B启动失灵动作, B相动作出口,C、A相不动;模拟保护C相启动失灵动作,C相动作出口,A、B相不动,逻辑正确。
04年9月30日330KVL1线故障前,A、B、C三相负荷电流(从录波器报告可以看出)均大于2203失灵保护电流动作值(失灵保护动作电流按保线末故障有灵敏度整定),此时2203开关失灵保护A、B、C相电流元件已经动作,但由于无保护启动失灵开入量,不满足动作条件而未动作。当L1线路B相发生接地故障时,L1线路保护I、II单跳启动3312失灵及重合闸动作,重合闸启动,保护B相动作启动失灵条件满足。正常情况下,此时应是失灵保护动作瞬时重跳3312开关B相。但由于A相保护启动失灵回路中的V8、V11二极管极性接反,造成A、B、C三相保护动作启动失灵条件均满足,从而造成失灵保护A、B、C三相瞬时出口均动作,使得2203开关三相跳闸。2203开关重合闸为单重方式,2203开关重合闸装置在开关三跳时不能动作。由于失灵保护装置瞬时跳闸在装置逻辑上不发出信号,因此失灵保护装置上亦无失灵动作信号。
5、防范措施
⑴对保护装置的检查试验,应尽可能的模拟实际故障情况进行试验,对应动和不应动的出口均应检测,及时发现装置缺陷。
⑵对新投或更换后的装置,认真核对图纸与实际的相符性,特别注意二极管、三极管等有极性要求的元件的安装方向。
⑶严格执行《继电保护和安全自动装置技术规程》2.8.7.1的要求,失灵保护的相电流判别元件的定值,应在保证线路末端故障有足够灵敏度的前提下,尽量按大于负荷电流整定。
⑷尽快检查同类装置,消除陷患。
⑸完善录波器开关量的接入,为事故分析提供有力的依据。
参考文献:
[1]国家电力调度通信中心. 电力系统继电保护规定汇编[M]. 北京: 中国电力出版社, 2000
State Electric Power Dispatching Center of China. Compilation of Power System Relay Protection Regulation[M]. Beijing : China Electric Power Press, 2000
[2JCSB-21D]失灵保护装置说明书、图纸等
作者简介:
古卫涛(1976-),男,工程师,主要从事电力系统变电运行和管理工作。
刘晓波(1973-),男,工程师,主要从事电力系统变电运行和管理工作。