一起220kV开关故障引发的母差动作分析和处理

付育颖 王 浩

（1.石家庄供电公司检修实验二区 河北 石家庄 050500；2.华能国际电力股份有限公司上安电厂 河北 石家庄 050310）

1 事故经过

7月30日16时10分，某电厂网控值班员汇报：220KV升压站安铜II线284开关控制盘光字牌发 “SF6压力低I值”、“SF6压力低II值”和“跳闸线圈I和II故障”报警，就地检查284开关B相SF6压力表指示为零，经确认为284开关B相防爆膜爆裂。16时34分按调度令将2#机组212开关拉开紧急停机。16时35分，284开关B相由于SF6气体泄漏导致绝缘降低，闭锁分闸，开关内部击穿后引起220kVII母线两套母差保护动作，跳开II母线282线路开关、284线路开关、2#启备变2134开关、201母联开关，造成安罗I线282线路对侧罗庄变电站线路跳闸。经事故后调查，确认两套母差保护均正确动作。

2 事故前运行方式

故障前，220KV升压站为正常运行方式，I母线带 211、281、283、285、2112、2156 开关运行，II母线带 212、282、284、2134 开关运行，286开关由于线路检修停运，母联201开关运行，202开关及旁路母线备用。其中2#机组AGC控制方式，负荷202MW，A、B、C磨组运行，A、B汽泵运行，电动给水泵备用。

3 原因检查及分析

220kV升压站284开关故障引起母差动作，属于典型的开关拒动造成上一级保护动作事故[1]。为查明原因，在事故发生后继保人员及时赶到现场，检查和分析了保护动作保护和录波报告。

从现场检查结果来看，本次安铜II线284开关故障引起母差动作，直接原因在于284开关SF6压力低引起开关拒分，不能及时跳开故障开关，导致284开关所在母线动作，造成安罗I线282对侧变电站线路跳闸不能重合。284故障时线路电流的录波图如图1所示。

图1 故障时284线路电流

图1中明显可以看出，284开关B相发生故障后B相的电流升高、电压降低，发生故障大约60ms时零序电流升高，故障开关未被跳开隔离。

上安220kV升压站共13台开关，其中10台开关为意大利马格里尼落地罐式MHMe-1D型SF6断路器，设计SF6运行压力6.0bar，安全盘铭牌压力为9.5bar，实际运行压力为5.5bar，其中283开关、284开关分别于2007、2008年返厂大修后厂家将SF6压力提高到6.0 bar，事故发生前巡视检查284开关SF6压力为6.0bar，在正常压力之内。

上安220kV马格里尼开关自1987年投运后运行已近20多年，开关暴露于室外，SF6气体防爆膜常年接触高温高湿环境，加之所有开关处于钙镁粉尘重污染区，分析存在腐蚀强度下降现象，最终老化后破裂。

284开关B相防爆膜破裂后，SF6气体表压至零，加之事故发生时雨后空气湿度大，开关内部绝缘性能下将，造成击穿，引起II母线母差保护动作。两套母差保护装置动作报告如图2（a）、（b）。

图2 （a）BP2B母线保护装置动作报告

图2 （b）RCS915AB母线保护装置动作报告

图 2（a）、（b）分别是两套母线保护动作的报告，从图 2（a）中可以看出II母动作后，所有II母上的212、282、284、2134开关全部跳开，286由于开关检修所以为跳位。（b）中显示5ms母差动作，20ms时先跳开母联开关，随后在22ms时II母上所有开关跳开。两套母线保护装置均正确动作。造成这次II母动作，主要是由于284开关在B相防爆膜破裂（如图3所示）后，导致SF6压力低至零，造成284开关拒分闸。

4 防范措施

图3 破损的防爆膜

4.1 现场所做防范措施

4.1.1 对283、284开关（返厂大修后）的SF6气体降压运行，由目前的6.0bar降至 5.5bar。

4.1.2 立即检查母联201开关的防爆膜，若不能确保其安全运行，则申请中调停运201开关。

4.1.3 对220kV升压站做全面检查，重点对防爆膜检查。鉴于此种型号开关厂家已不再生产，防爆膜已无法采购备件，继续咨询国内外开关厂家，寻找或定做替代产品。

4.1.4 对220KV升压站开关防爆膜防护罩周边涂覆医用凡士林进行密封，减少外部环境的侵蚀。

4.1.5 对升压站母差、线路等保护进行全面检查，加强巡检、维护力度，确保类似事件发生时保护正确动作，事故不扩大。

4.1.6 抓紧研究220KV升压站开关及刀闸的改造方案，积极推进升压站开关、刀闸的全部更换工作。

4.1.7 寻求电网支持，进一步完善升压站开关闭锁分闸处置预案，加强运行人员培训，提高运行人员应对此类事件的处置能力。

4.1.8 运行、检修加强巡回检查，密切关注各开关SF6气体压力变化，发现异常及时采取措施。

4.2 制定应急处置预案

高压断路器分闸闭锁事故造成两台及以上发电机组与电网解列、被迫停止运行或全厂停电，构成电力生产一般及以上设备事故[2]。引起高压断路器分闸闭锁的原因有很多，比如断路器辅助触点转换不良，造成控制回路故障；断路器操作机构渗漏油（气），各种操作机构的机械箱锈蚀及进水，各密封衬垫漏泄，造成操作回路压力低闭锁分闸；断路器灭弧介质SF6压力降低，造成主回路分闸闭锁故障[3]。因此在平时设备运行维护时要特别检查开关SF6表的读数，当发生高压断路器分闸闭锁事故时应及时作出反应和对策来应对。

4.2.1 高压断路器发出分闸闭锁异常信号时,运行人员应立即到现场检查设备，断开断路器跳闸电源，将断路器可靠闭锁，停用单相重合闸，通知检修人员迅速到场，同时汇报调度，尽快安排异常断路器停运。

4.2.2 若是控制回路存在故障，应重点检查分闸线圈、分相操作箱继电器、断路器控制把手等位置，在确定故障点后尽快处理。

4.2.3 调度部门应综合考虑天气、运行方式、网络结构以及负荷情况等各种因素，尽速采取对电网运行方式影响最小、快捷易行的方案，将异常断路器从系统中隔离，消除对系统运行的威胁。

4.2.4 严格按照规程规定的隔离开关操作范围进行操作，避免出现带负荷拉合隔离开关的情况。

4.2.5 按照《河北南部电网调度管理规程》、《华北电网调度管理规程》的相关规定，在省调、网调值班员的统一指挥下进行事故处理。

4.2.6 对照集团公司《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求实施细则》以及发电机组运行、检修规程中相关措施，加强设备的日常维护和检查，及时发现和消除缺陷，消除安全隐患。

4.2.7 发生突发事件时，应确保事故抢险期间不发生人员误操作、人身伤害事件，避免造成设备损坏等。

5 结论

由于防爆膜是保证开关SF6气体压力正常的重要部分，关系着电网的安全稳定运行。故在日常运行时，应加强对其的检查和试验，保证防爆膜的安全运行，尤其对其存在的安全隐患要加以认识，在出现故障时，能采取准确有效的措施，避免故障范围扩大，保证电网和设备的可靠运行。

［1］陈杰云.一起 220kV 线路保护误动事故的分析和处理[J].继电器，2007（12）.

［2］DL/T 5136-2001火力发电厂、变电站二次接线设计技术规程[S].

［3］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.