一次某变电站#2主变10kV侧开关偷跳事故分析及经验总结

一次某变电站 #2 主变 10kV侧开关偷跳事故分析及经验总结

吴锡波

国网福建三明供电公司 福建省 365000

摘要：某变电站在运行时发生了#2主变10kV侧开关跳闸事故，经检查#2主变35kV后备保护、10kV后备保护、差动保护及非电量保护均无保护动作，保护启动报文，本次跳闸为开关偷跳事件。本文以此为引入点介绍了整个事件的经过，利用现场的报文分析、视频监控及实际现场模拟确认开关偷跳原因，同时提出了对应的经验总结。

关键词：开关偷跳；事故；经验总结

高压断路器（或称高压开关）是发电厂、变电站主要的电力控制设备，具有灭弧特性，系统正常运行时，它能切断和接能线路以及各种电气设备的空载和负载电流；系统故障时，它和继电保护配合，能迅速切断故障电流，防止扩大事故范围。因此，高压开关能够正常工作，直接影响到电力系统的安全运行。因此开关偷跳属于高压开关不正常工作，轻则造能负荷损失，重则影响整个电网的安全运行。

本文的实例为某变电站发生了#2主变10kV侧开关偷跳事故，简析事故的分析过程，从而确认为开关偷跳事帮，并通过分析偷跳原因在开关机构本体，不在开关二次电气回路上，通过此次偷跳事故原因的分析可以通过报文直接定位偷跳原因为开关机构还是二次回路，并进行经验总结

1事故简介

1.1故障跳闸情况

2019年07月22日16时53分10秒525毫秒#2主变10kV侧99B开关跳闸，16时53分10秒530毫秒#2主变10kV侧测控报开关事故总信号，16时53分19秒485毫秒10kV备自投保护启动，16时53分20秒426毫秒合上10kV母分990开关，未造成负荷损失。

1.2故障前运行方式

10kV侧：Ⅰ、Ⅱ段母线分列运行，#2主变10kV侧99B开关接Ⅱ段母线运行，10kV八里桥线997线路、10kV部队线991线路、10kV上塘线994线路等在运行。

2处理过程

2.1主网保护动作及告警情况分析

2.1.1 #2主变保护动作情况

经检查#2主变35kV后备保护、10kV后备保护、差动保护及非电量保护均无保护动作，保护启动报文。#2主变10kV后备保护有HWJ、TWJ开关量变位报文，见下表1。（说明：序号7为HWJ变位报文，后台名称为“#2主变低后备保护_断路器位置”，下文简称“HWJ”；序号9为TWJ变位报文，后台名称为“#2主变低后备保护_跳闸位置”，下文简称“TWJ”）

表1 后台机#2主变10kV后备保护HWJ、TWJ开关量变位报文

2.1.2 10kV线路保护装置动作情况

经检查10kVⅡ段母线所有馈线保护装置均无保护动作，保护启动报文。10kVⅡ段母线各馈线在16时53分19秒至16时53分20秒分别有母线PT断线告警信号。

2.1.3 10kV备自投装置动作情况

经检查16时53分19秒485毫秒10kV备自投保护启动。查看10kV备自投保护动作报文，其动作过程正确。

2.1.4直流系统情况

调取2019年07月22日直流系统历史报文，发现跳闸当天无直流告警信息。

2.2主网一次设备检查情况

根据检修人员汇报，对#2主变10kV侧99B手车开关、开关柜内靠10kVⅡ母线侧静触头、母线仓进行检查，均未发现一次故障点。对#2主变10kV侧99B手车开关及10kVⅡ母线进行相关试验也均合格。

2.3跳闸时现场作业情况

查询工作票系统2019年07月22日35kVXX变无检修作业，无运行人员的巡视工作。

3原因分析

1、根据对#2主变35kV后备保护、10kV后备保护、差动保护及非电量保护的检查结果，再分析#2主变10kV后备保护HWJ、TWJ开关量变位报文，发现HWJ的变位时间为2019年07月22日16时53分10秒525毫秒，TWJ的变位时间为2019年07月22日16时53分10秒528毫秒，HWJ与TWJ变位时差仅3毫秒，根据控制回路图分析可知，本次#2主变10kV侧99B开关跳闸非电气回路所致，应该为机械跳闸。具体分析如下：

见下图2为#2主变10kV侧99B开关分闸回路图，由图上可知，要使开关电气分闸，可从3个条件出口：1.#2主变保护动作使CKJ1B动作；2.10kV备投保护动作，使TJ动作；3.分闸回路37直接得到正电。首先#2主变35kV后备保护、10kV后备保护、差动保护及非电量保护未动作，从10kV备投保护动作报文上可以看到10kV备投是在#2主变10kV侧99B开关跳闸后动作，不满足条件1与条件2，即使是保护跳闸与备投跳闸误动作，装置无报文，动作后的情况也是与条件3相同，即37回路得到正电源出口分闸。当37回路得到正电源后，相当于HWJ继电器的两端是等电位，即37得电的瞬间HWJ继电器失电复归，而此时TWJ继电器还未得电，因为在合闸监视与分闸监视回路里都串有断路器辅助接点，TWJ继电器要在断路器分闸辅助接点动作后才能得电动作变位。从37回路得电到断路器分闸，根据不同断路器，期间有一个时间差在20ms左右，这个时间差包含分闸线圈行程动作时间、断路器机构传动时间等，即根据此分析，电气分闸HWJ与TWJ的变位时间差应在20ms左右。

通过#2主变10kV后备保护HWJ、TWJ开关量变位报文，HWJ与TWJ的变位时间差仅为3ms，见表1，不满足理论分析。在现场分别进行以上3种电气分闸情况模拟，得到报文如下表2。从模拟结果可以得到3种电气跳闸情况HWJ与TWJ的变位时间差都在20ms。在现场进行手动紧急分闸模拟，得到报文如下表3，HWJ与TWJ的变位时间差为2ms。从模拟结果与此次跳闸事件对比，HWJ与TWJ的变位时间差只相差1ms，可基本确认本次跳闸为机械跳闸，即为按紧急分闸按钮或断路器操作机构脱扣偷跳。

表2 模拟3种电气分闸情况模拟报文

表3 手动紧急分闸与本次事故跳闸报文

2、经查证#2主变10kV侧99B开关跳闸时手车开关现场无作业人员，可排除人员误碰紧急分闸按钮。

3、经检修人员对开关机构本体进行检查，开关在合闸位置时合闸保持挚子与分闸半轴的咬合行程不足（现场检查不到1毫米），判断是分闸半轴转动角度不合格，不满足分闸半轴和合闸挚子的可靠扣合，在运行振动过程中发生合闸挚子和分闸半轴脱扣，出现开关偷跳的情况。

综上所述，本次35kVXX变10kV备自投保护动作正确，#2主变10kV侧99B开关跳闸为偷跳事件，原因为#2主变10kV侧99B手车开关操作机构在合闸位置时合闸保持挚子与分闸半轴的咬合行程不足。

4小结

（1）在今后的开关跳闸而保护装置无保护动作报文，可依据HWJ与TWJ动作的时间差来分析开关的跳闸为电气回路导致跳闸，还是因为开关机构本体的机械分闸所致，方法方便快捷从而缩短事故原因排查的时间。

（2）如现场保护装置未采集相关开关的HWJ与TWJ至后台及远动，可间接通过判断控制回路断线（TWJ与HWJ继电器同时不动作）与开关位置（通过开关辅助接点上送的）的变位时间差来判断。

（3）建议检修人员在检修过程中应注意开关机构各传动部分的间隙与连接是否满足要求。

参考文献：

[1]断路器偷跳的原因分析及预防[J]，戴钦来；王宇

[2]浅谈智能型万能式断路器的接地故障保护[J]，马世刚

[3]直流操作开关接地引起断路器的误跳闸的分析及处理[J]，徐文奇

[4]对一起ME开关偷跳的原因分析与探讨[J]，李鹏飞

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