电压切换回路异常导致的变电站全停事故分析

电压切换回路异常导致的变电站全停事故分析

林珊

（广东电网有限责任公司惠州供电局广东惠州516000）

本文主要通过解析电压切换回路原理，分析了一起由刀闸辅助触点引起电压切换回路故障，导致变电站全停的事故。通过分析事故现象及事故原因，总结了变电运行中如何避免此类事故的发生，对变电运行工作具有较强的现实指导意义。

0引言

目前，变电站220kV系统母线接线一般采用双母线接线法[1]，主变压器和线路运行在一条母线上。为了使主变和线路在不同情况下都能取得相对应母线的电压，在操作箱中都设置电压切换回路。电压切换回路的基本原理是通过刀闸辅助触点判断主变或线路所挂母线，从而实现电压切换。

辅助触点的可靠性是保证电压切换正常的关键，如果电压切换回路故障，导致PT二次并列后二次反送电，可能造成开关跳闸等事故[2-3]。本文通过分析一起由辅助触点异常引起的切换回路故障，导致变电站全停的事故，对事故的原因进行探讨，得出一些改进建议和运维经验，对日常变电站的运行维护具有较高的指导意义。

1电压切换回路原理

电压切换回路一般采用刀闸辅助触点和双位置电压切换继电器配合实现，如图1所示。

图1电压切换回路原理图

（1）若线路挂在I母运行，则1YQJ-1YQJ7继电器动作，2YQJ1-2YQJ7继电器不动作，图2中的1YQJ5-1YQJ7闭合，I母电压接入各保护装置。

（2）若线路挂在II母运行，则2YQJ-2YQJ7继电器动作，1YQJ1-1YQJ7继电器不动作，图2中的2YQJ5-2YQJ7闭合，II母电压接入各保护装置。

（3）如在倒母线过程中线路双跨I母和II母，则图2中1YQJ5-1YQJ7和2YQJ5-2YQJ7继电器均动作，二次电压并列，此时报“切换继电器同时动作”信号。

（4）若刀闸辅助触点故障，I母和II母双位置继电器同时动作或同时不动作，则报“切换继电器同时动作”或“经断路器辅助接点至PT失压”信号，如图3所示。

图2电压切换回路接线路

图3电压切换回路信号图

2事故分析

图4事故前变电站运行方式

2.1事故经过

（1）事故前，220kV某变由220kV甲Ⅰ回254断路器和甲Ⅱ回线253断路器主供220kVⅠ段母线；220kV乙Ⅱ回线251断路器热备用；220kV乙Ⅰ回线252断路器处于检修状态；220kV#1、#2主变压器上220kVⅠ段母线运行，220kV母联212断路器处于合位。

（2）某日，按计划开展220kV乙Ⅰ回2522母线侧隔离开关B修工作，需220kVⅡ段母线停电。停电操作包含“将220kVⅡ段母线所有运行元件全部倒至220kVⅠ母运行”和“220kVⅡ母由运行转为冷备用”两个操作任务。

（3）执行“220kVⅡ母由运行转为冷备用”操作任务。

在断开220kV母联212断路器时，220kVⅠ段母线PT二次保护电压空开（三相联动）、计量电压B相（分相）空开跳闸，220kV备用电源自投装置检测到220kVⅠ段母线失压后，220kV备用电源自投装置启动并动作出口跳开220kV甲Ⅰ回254断路器、甲Ⅱ回线253断路器，合上220kV乙Ⅱ回线251断路器器，运行人员立即终止倒闸操作。

（4）220kV乙Ⅱ回线路251断路器经备自投合上后，因满足距离手合加速保护动作条件，09时47分29秒268毫秒，220kV乙Ⅱ回线路主一、主二保护距离手合加速保护动作，永跳251断路器，造成220kV某变全站失压。

2.2事故原因

2.2.1事故后检查情况

（1）检查发现220kVⅠ段母线PT二次电压空开跳闸。（2）检查发现220kV电压并列装置母线PT电压并列开关在“禁止并列”位置。（3）调阅故障录波文件，发现220kV母联212断路器断开后，至220kVⅠ段母线PT二次电压空开跳闸前，220kVⅠ、Ⅱ段母线均有电压，且大小均降至50%UN，波形一致，怀疑220kVⅠ、Ⅱ段母线PT二次回路被并列，排除220kVPT并列屏并列的可能后，缩小范围至220kV线路或主变电压切换回路。（4）检查220kV线路和主变电压切换回路，发现220kV宁江Ⅰ回线路保护屏电压切换回路电位异常，依次检查保护屏、断路器端子箱、隔离开关机构箱，常闭接点回路电压均为负电位，判断电压切换继电器同时动作、220kVⅠ、Ⅱ段母线PT二次回路被并列。（5）进一步检查2542隔离开关机构箱内辅助开关接点通断情况，发现12对常开常闭接点均未导通。（6）在用万用表测量电压切换回路中隔离开关辅助接点启动回路电位时发现，2542隔离开辅助常闭接点电位异常，依次在保护屏、断路器端子箱、隔离开关机构箱测量电位，结果均一致。

通过对以上现象进行分析，原2542辅助开关本体存在较大间隙，在分闸操作时，由于止位片失效，辅助开关转动角度过大，有几率发生过量分闸，此时辅助开关转动轴在正常终止位置发生进一步偏移，磁片与接点位置发生相对位移，磁力减弱，造成常闭、常开接点不能吸合导通。

2.2.2事故原因分析

220kV某变电站对220kV#II母进行停电，操作顺序为：1、将#II母上的所有元件倒至#I母运行；2、断开母联开关；3、断开#II母PT二次空开；4、拉开#II母PT刀闸。在执行第一部分倒母操作时，采用热倒方式。在合上220kV甲I回线路I母侧2541隔离开关时，辅助开关常开接点导通，常闭接点断开。220kV甲I回线路保护电压切换继电器同时动作，220kVI、Ⅱ母二次电压被并列。2542隔离开关拉开后，辅助开关常开接点打开，常闭接点未导通，220kVⅡ母电压切换回路未复归，220kVI、Ⅱ母二次电压仍被保持在并列状态。操作断开220kV母联212断路器后，二次电压反送电导致220kV甲I回线路保护电压切换插件烧毁。220kVI段母线PT二次电压空开跳闸，220kVI、Ⅱ母二次电压消失。220kV备自投装置动作跳开220kV甲I回254断路器、220kV甲Ⅱ回253断路器。随后备自投合上220kV乙Ⅱ回251断路器，220kV乙Ⅱ回保护手合距离加速动作永跳220kV乙Ⅱ回252断路器。

在倒母过程中，隔离开关辅助触电异常，导致电压切换回路一二次保持并列状态，在断开母联断路器后，二次向一次反送电，导致PT二次空开跳闸，保护判断母线失压后，备自投动作，全站失压。

3存在问题

1.双母线倒闸操作中，对拉开母联开关时防止PT二次回路反充电风险控制措施不足，先断开母联断路器，后断开母线PT二次空开，操作过程中PT二次侧并列导致空开跳闸。

2.220kV某变2542隔离开关位置异常时监视电压切换继电器同时动作措施不完善，切换继电器同时动作信号及光字牌采用单位置继电器，在2542隔离开关辅助开关常开接点打开后，信号及光字牌复归。220kV双母线接线下开展母线侧隔离开关倒闸操作，出现隔离开关辅助开关转换不到位或接触不良时，“切换继电器同时动作”信号在2542隔离开关拉开后返回，光字牌复归，操作过程中未能及时发现并处理，埋下PT二次侧反送电隐患。

4改进措施及运维注意事项

1.明确双母倒闸操作流程：“在双母线倒闸操作时，在其中一段母线停电前，应先断开待停电母线PT二次侧空开再断开母联开关，断开母联开关后应检查各母线PT二次电压。”严防PT二次回路反充电。

2.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同时动作信号回路（下称电压切换告警回路）双位置继电器的排查和整改工作。对于操作箱内电压切换告警回路接入单位置继电器接点，且有双位置继电器备用接点的，应快列入检修计划，将双位置继电器接点接入电压切换的告警信号回路；对于信号回路接入单位置继电器接点，但无双位置继电器备用接点的，应结合技改更换操作箱。

3.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.优化备自投动作逻辑，防止PT失压后误动作。

5结语

电压切换回路故障引起的事故事件时有发生，本文所述事故在电压切换回路故障后，在其中两条线路未运行的情况下备自投动作，导致全站失压。在我们运行维护工作中，首先要充分认识电压切换回路的原理和存在的风险。二是在进行母线倒闸操作过程中，合理优化操作顺序，做好风险预控措施。三是在站内特殊运行方式下，做好充分的安全措施，防止保护和安全自动装置误动作。

参考文献：

[1]宗秀红，王炼，王世祥.电压切换回路的隐患分析[J].电力系统保护与控制，2008，36（20）：69-71.

[2]赖荣先.220kV母线电压切换引起二次回路失压事故分析[J].电力系统保护与控制，2009，37（23）：162-163.

[3]李盛宇，覃剑.双母线电压切换回路存在缺陷及改进建议[J].广西电力，2010，33（6）：38-40.