• 头条110kV进线跳闸事故的分析与启示
    2021-11-14 作者:陆晓彤 滑祥 成善武  |  来源:《电气技术》  |  点击率:
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    导语针对一起变电所110kV进线跳闸事故,结合事故处理经过、保护动作情况,对动作原因进行分析,付母线GPT的二次接线问题是造成跳闸事故的原因。介绍了负载不平衡时三相四线制系统中中性点电压偏移的概念和公式,提出此次事故的相关启示。

    在供配电系统中,继电保护是电网的重要环节,是电网安全稳定运行的可靠保证,在电网中具有举足轻重的作用。对于继电保护,其二次回路的接线,以及保护装置的特性必须符合规程。在实际的电网运行中,一个小小的疏忽所造成的隐患往往会给电网的安全稳定运行带来很大的危害。

    1 事故经过

    轧板变电所110kV正母线停役进行扩容改造工作,整个变电所采用付母单母线运行。

    某日9:14,轧板变电所新板1402线路因接地保护动作跳闸导致轧板变电所停电,引起该变电所供电的二炼钢变电所、电炉变电所等区域停电。事故发生后,立即按照事先制定的应急预案组织复电处理。

    9:19 合上由宝能变电所送轧板变联络线的能板1500开关,恢复轧板变电所110kV付母送电,逐步恢复用户送电。

    9:24-10:19 能板1500线路(轧板变电所侧)开关跳闸,期间三次送电,均因接地过流保护动作没有成功,随即决定对已停役110kV正母进行紧急恢复处理。

    10:27通过新板1401线路向轧板变电所110kV正母送电,至此轧板变电所恢复供电。其后逐步恢复用户供电,10:28二炼钢变电所送电,10:31二连铸送电,10:32电炉连铸送电,至11:15 基本恢复对用户的送电。

    2 事故分析

    2.1 保护动作情况

    ①1402线路跳电后,现场保护动作掉牌情况如下:轧板变电所接地过电压继电器发信;1402线路标有“67G”的保护装置(该保护装置含67G功能,并有接地过电压保护延时20秒直接出口跳闸功能)动作掉牌。

    ②1500联络线跳电时,其接地过流保护(用接地过电压闭锁)装置动作。

    ③轧板变上级变电所(1402线路来自新宝变,1500线路来自宝能变)在此过程中无任何信号和异常。

    2.2 动作情况分析

    ①新宝变无接地过电压信号,表明110kV系统一次设备无接地故障;

    ②送1500联络线时,确实发生了接地过流保护动作的情况。为查明付母一次设备是否存在接地故障,现场于第二晚进行了付母空送试验,运行正常。由此,排除了一次设备故障的可能。

    ③分析焦点集中在二次系统,经现场反复核对二次回路图纸和实物,发现付母线的GPT二次端子排上有一处接线和图纸不符合,正是这处接线问题,引发了轧板变接地过电压信号的出现和1402线路跳电。

    110kV进线跳闸事故的分析与启示

    图1 一次系统图

    3 事故原因与启示

    3.1 GPT接线问题

    110KV付母GPT二次、三次绕组的零线引出线错接到空端子造成未直接接地,而是通过正母GPT的零线间接接地。这次技改需要将正母母线GPT移位,在移位时需要拆除正母线GPT的所有二次出线。在拆除了正母GPT的零线后,付母GPT的零线处于悬空(未接地)状态。

    110kV进线跳闸事故的分析与启示

    图2 GPT接线图

    3.2 接地保护装置中电压的产生

    电压互感器的二次绕组侧,如果二次绕组三相负载不对称,N线和地之间就会出现一定数值的电压。现以三相四线制供电系统来说明。在三相四线制系统中,只要负载不平衡,负载相电压就会不平衡;各相负载阻抗差值越大,相电压相差就越大。

    不论有无中性线,只要三相负载不平衡,中性点都会偏移。一般来说,偏移量都不太大,不会影响设备的正常使用。在中性线断开的情况下,负载端中性点电位的偏移量比中性线不断时的偏移量要大得多。

    110kV进线跳闸事故的分析与启示

    图3 三相四线制供电系统图

    3.3 保护动作原因

    为验证上述分析,现场在做好各项安全措施后,进行了1500线路带付母(空母线)的试验,当N线被悬空后,1500线路接地过电压保护装置动作,实测电压数值达到了23V左右。

    1402线路标有“67G”的保护装置中有接地过电压保护直接出口跳闸的功能,当N线被悬空,只要上述电压值达到保护设定(20V,20秒),接地过电压保护就会动作,出口跳闸。至此,已经找到了1402线跳电的原因。

    用1500联络线恢复送电过程中,1500线路接地过流保护装置动作(用接地过电压闭锁)。接地过流保护动作和当时系统恢复送电过程有关。在对变压器恢复送电的过程中,因合闸时刻不同、变压器涌流大小、电流互感器特性差异及饱和程度的不一致,在二次产生了一个大于保护整定的电流,保护动作跳开关,导致送电失败。

    3.4 事故启示

    ①要重视继电保护二次回路的设计、现场实际接线的检查工作。按照相关标准要求,电压互感器二次引出线中的零线和电压互感器三次的引出线中的N线必须分开,不得共用。

    ②低压三相四线制供电系统中,要保证三相相电压在允许的电压范围内,必须对中性线给予重视。中性线断开后,部分相电压升高,部分相电压降低,可能会造成用电设备损坏、不能正常工作。

    4 结束语

    冶金企业供配电系统有其自身的特点,当发生供配电设备事故,专业技术人员应根据事故不同性质处理好“安全、恢复送电、排除故障”以及“整体与局部”、“主要和次要”之间的各种关系。采取可能的措施确保企业主要生产线、主要生产设备的用电。

    本文编自《电气技术》,标题为“一起110kV进线跳闸事故分析与启示”,作者为陆晓彤、滑祥、成善武。