一 起 500kV线路开关 异常跳闸事件分析探讨

一 起 500kV线路开关 异常跳闸事件分析探讨

黎秀明

广东粤电博贺煤电有限公司 广东 茂名 525000

摘要：500kV线路的正常运行对于保持大电网的安全稳定尤为重要。线路故障跳闸是电力系统最为常见的故障。当500kV线路发生异常跳闸时候，往往会引起系统事故，从而造成电力系统全部或部分正常运行遭到破坏，以致造成对用户的停止供电或少供电，甚至造成人身伤亡或电气设备的损坏。继电保护装置能反映出电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，而纵联差动保护是线路保护装置的主保护，能够迅速动作于断路器跳闸。

本文针对一起500kV线路异常跳闸事件，从跳闸事件发生的前后设备运行状况以及保护动作过程，深入分析其原因，发现为电流回路端子N短接错位导致。暴露出线路保护 N 线端子接线没有重点检查，未能及时发现回路隐患等问题。

最后本文总结反思本次事件发生的原因，提出几点预防措施，给其他500kV厂站提供借鉴，防止类似事故再次发生。

关键词：500kV线路保护、电流回路、差动保护动作、故障分析

正文

一、事件概况

A电厂为新建火电电厂，项目一期装机容量2x1000MW，升压站主接线方式为二分之三接线方式，电压等级500kV，断路器采用平高电气公司生产的气体绝缘全封闭组合电器（GIS）。线路保护装置采用南瑞继保线路保护装置和北京四方线路保护装置双重化配置。站内所有一次设备电气实验合格，保护装置校验完成且结果合格，调试已完成。06月16日，该厂站进行主变整组启动对主变进行充电操作，16日13时50分，500kV A电厂乙线A套线路保护A相纵联差动保护动作，跳开第二串联络5022开关，跳开第二串线路5021开关。

二、事件发生的过程

（1）事件发生前一次设备运行方式

主变部分：#1主变压器在热备用状态，#1主变中性点直接接地。

500kV部分：第一串#1主变5011开关在热备用状态（即5011在分闸位置、50111、50112、50116在合闸位置），第一串联络5012开关在热备用（即5012在分闸位置、50121、50122在合闸位置），线路甲线5013开关在运行状态（即5013在合闸位置、50131、50132、50136在合闸位置），第二串#2主变5023开关在运行状态（即5023在合闸位置、50231、50232在合闸位置），第二串联络5022开关在运行状态（即5022在合闸位置、50221、50222在合闸位置），线路乙线5021开关在运行状态（即5021在合闸位置、50211、50212在合闸位置、50216在分闸位置），I母在运行状态，II母在运行状态，线路甲线在运行状态，线路乙线在冷备用状态（线路乙线不在此次启动范围）。

（图一 A电厂升压站主接线图）

（2）事件发生前二次设备运行方式

电厂站各个保护装置已按调度下发定值单正确整定并投入使用。

（3）事件发生过程

电厂站对侧500kV站合上5072开关，线路甲线带电，500kV A电厂站分别合上5013开关（II母母线带电）、5023开关、5022开关、5021开关（I母母线带电）。

16日13时50分，500kV A电厂站合上5011开关对#1主变、1A高厂变、1B高厂变进行充电。

16日13时50分20 秒697毫秒，500kV电厂线路乙线A套线路保护启动，58ms后线路乙线A套线路保护A相纵联差动保护动作，跳5022开关A、B、C三相，跳5021开关A、B、C三相。

16日13时50分20秒695毫秒线路乙线5021断路器保护启动，74ms后A相跟跳动作，77ms后沟通三跳。

16日13时50分20秒694毫秒第二串联络5022断路器保护启动，74ms后A相跟跳动作，77ms后沟通三跳。

（4）500kV升压站一次设备现场检查情况

事件后检查第二串联络5022开关在分闸位置，线路乙线5021开关在分闸位置，第一串联络5012开关在分闸位置；#1主变5011开关在合闸位置，线路甲线5013开关在合闸位置， #2主变5023开关在合闸位置。

三、事件原因分析

线路乙线保护装置中的线路保护通道电流为5021开关电流及5022开关电流做合流相加得到。事故发生后相关专业人员第一时间调取保护装置中的电流通道录波进行分析。发现本侧电厂站线路乙线A相有明显电流，对侧站无电流；B、C相本侧及对侧均无电流。

通过5021开关及5022开关电流波形对比分析：5022开关及5021开关B、C相电流波形大小相等，方向相反，和流为0；5021开关A相电流与5022开关A相电流方向相反但大小不等，幅值刚好相差一倍，不能完全抵消，最大和流达到0.13A，超过了线路乙线A套线路保护差动保护定值（0.1A），因此线路乙线A套纵联差动保护动作。

根据5021开关与5022开关A相电流方向相反，幅值刚好相差一倍的现象，初步判断5021开关或5022开关的A相CT变比有误。

（图二）线路保护CT配置图

对升压站5021、5022开关汇控柜内电流回路的接线情况进行检查，5021开关汇控柜CT电流回路接线正确，发现5022开关用作线路保护和流的 CT 尾部S3连接片短接错误。查阅设计图纸为短接XC端子的51、52、53，现场检查发现实际短接的端子为52、53、54，导致A相电流回路接在CT的S1、S2抽头，变比为2000：1（查阅设计图纸应该取S1、S3抽头4000:1）；B、C相电流回路接在CT的S1、S3抽头，变比为4000：1。根据现场检查结果，保护动作原因为5022开关用作线路保护和流的CT 尾部S3连接片短接错位，导致5022开关现场实际所接CT变比为2000：1，比5021开关所接的CT变比4000:1大一倍，从而导致做合流的时候产生差流达到保护动作值，引发线路差动保护动作。

四、暴露存在的问题

（1）设备厂家工作人员在进行电流短接片连接、CT二次回路检查后恢复等工作中，未能认真根据设计图进行连接和检查。导致在短接5022开关CT（GT112）时发生了错位，调试单位亦未能及时发现及纠正错误。

（2）检查人员现场核查和设备验收检查时，不够认真细致，未及时发现错误连接，暴露出相关专业人员工作不细心，监护不到位的问题。

（3）施工单位、调试单位、监理单位、建设单位均存在管理不到位问题。

五、事件反思与预防措施

造成本次跳闸的原因归根到底为人为因素造成。相关责任人员管理不到位，安全意识淡薄。为杜绝同类事件重复发生，从现场验收把关、可视化监督现场检查、二次安全措施单等方面提出以下几点预防措施：

（1）继电保护人员应该充分认识保护电流、电压回路 N 线的重要性。由于正常运行时 N 线无电流流过，装置难以检测回路异常。在验收、启动、定检等环节中，应该重点对 N600 接地线电流、电流回路接地线电流进行重点检查，防止出现回路错位接线、虚接等问题。加强班组成员的信息沟通，辨识其作业过程中存在的风险，并且严格执行防控措施。重点反思自己及班组成员是否存在盲目作业、冒险操作、习惯性违章的行为。

（2）做好电压、电流回路变动后的端子紧固与检查工作，开展定期可视化监督现场检查时，重点对厂站相关继电保护屏柜端子拆接线记录和恢复情况以及工作负责人的核实情况进行检查。

（3）对于新建设机组，处于调试、试运阶段。现场调试人员、保护厂家等会存在交叉作业。相关保护接线会存在解线做安全措施忘记恢复以及接线接不牢固、虚接等风险情况。因此对于新投运或电流、电压回路发生变更的 220kV 及以上保护设备，在发生故障后，应及时打印保护装置动作报告和故障录波器的波形，校核保护交流采样值。组织人员进行总结分析，扩大检查，及时发现回路错误接线等隐患。

（4）对于移交运行的设备，应该严格执行工作票、操作票制度，现场作业过程中应做好回路拆接线的记录工作。工作结束前，应按照二次安全措施单中拆接线的记录逐一恢复。工作负责人再次重点核实拆接线恢复和电压、电流回路端子接线位置与紧固情况，确保回路准确可靠恢复。

参考文献：

[1]何仰赞,温增银.电力系统分析[M].武汉：华中科技大学出版社，2002.

[2]常湧.电气设备系统及运行[M].北京：中国电力出版社，2009.

[3]南瑞继保公司.PCS-931N5系列超高压线路成套保护装置说明书[Z].1999.