一起220kV断路器非全相运行原因分析及防范措施

唐小平， 杨　红， 汤雪鹏， 李志政， 王　飞

(1.合肥工业大学， 安徽　合肥　230009；2.安徽南瑞中天电力电子有限公司， 安徽　合肥　230088；3.国网合肥供电公司， 安徽　合肥　230022)

1　事件经过

2017年2月20日11 ∶26，某地调监控系统报220kV甲变电站220kV甲乙线2541开关非全相动作，第一套、第二套保护断路器位置不一致，第一套、第二套保护事故总信号。通过SCADA系统WEB发布查看发现甲站2541开关A相无电流，BC相一次电流91A，乙站2541开关A相电流11A，BC相一次电流93A，如图1所示。初步判断220kV2541线路运行正常，甲站2541开关 A分闸，非全相运行。

图1　甲乙2541线路一次运行图

2　现场检查

2017年2月20日12 ∶20左右保护人员申请将甲站220kV2541开关转冷备用检查处理。现场通过2541开关保护动作报告和保护装置开关变位报告对比，发现在2月19日甲站220kV甲乙2541开关A相发生七次无故障分闸。2541开关A相动作情况见表1。

表1　2541开关A相动作情况

从保护动作逻辑看，保护二次回路及保护动作逻辑正确。因此初步判断是二次回路绝缘问题导致2541开关无故障分闸。现场直流系统II母绝缘降低告警(正对地90V，R+∶10.3K，R-∶14K)，拉开直流屏2541开关第二组控制电源空开后直流系统II母绝缘恢复正常。

用绝缘摇表测量二次回路绝缘时发现2541第二组跳闸控制回路绝缘降低[1]，分段进行绝缘降低测试查找，发现2541开关端子箱至机构箱直流回路绝缘降低，把该控制电缆两端解除后对二次线逐芯进行绝缘测试，发现01(正电源)对地绝缘0.03MΩ，237A(第二组跳闸二次线)对地绝缘0.03MΩ，01与237A两根二次线间绝缘0MΩ，现场对开关端子箱至机构箱二次电缆沟进行开挖，对该电缆进行全面检查，发现该电缆在机构箱端二次电缆头包裹处二次芯绝缘外皮断裂并有电灼伤痕迹，如图2所示。因此基本判断2541开关无故障分闸原因是：2541开关第二组跳闸控制回路中 01(正电源)与237A(第二组跳闸二次线)二次线绝缘降低击穿导致。

在检查2541开关非全相保护拒动时，现场发现2541开关机构箱非全相保护二次回路中，非全相延时继电器K07(K07时间继电器动作灯亮)14号接线端子上螺丝松动[2]，现场紧固后，对开关非全相进行传动试验，非全相保护动作正常，至此基本判断2541开关A相分闸未重合，B、C相开关非全相运行原因是：非全相延时继电器(K07)延时闭合节点14号接线端子至K03接点的二次接线螺丝松动导致，该开关非全相保护为单套配置。开关机构非全相保护二次回路图如图3所示。

图2　现场损坏的控制电缆　　　图3　开关机构非全相保护二次回路图资料来源：AREVA配FK3-1机构的GL314(B)型断路器说明书。

现场更换2541开关机构箱至端子箱绝缘损坏的二次控制电缆，更换后对控制回路进行绝缘测试，对地绝缘263MΩ，绝缘正常，开关分相分、合定相试验正常；对开关非全相保护再次进行试验，非全相保护动作正确，2541开关无故障分闸原因已查明并消缺，具备恢复运行条件。

3　暴露的问题

通过对甲站2541开关无故障分闸事件深入剖析，暴露出的问题如下：

(1)绝缘降低电缆是由于电缆二次线芯外绝缘皮多处断裂，存在严重产品质量问题，导致二次回路绝缘下降，A相开关无故障跳闸。

(2)验收工作不细致，2541开关非全相继电器更换后，没有及时发现非全相继电器二次线紧固不到位隐患，设备运行过程中发生二次线松动，导致2541开关非全相时间继电器动作后没有切除其他两相运行开关。

(3)运行监控人员技术力量薄弱，2541开关发生七次A相断路器无故分合闸，没有进行关注，并通知专业班组进行检查处理，造成电网非全相运行时间加长，给电网带来安全隐患。

4　整改措施

针对以上暴露出的问题，需要从以下几个方面进行整改：

(1)加强物料质量管理，及时发现物料存在质量隐患。加强物料主动送检工作，尤其是小批次物料的送检。

(2)加强开关机构二次回路管理。一是明确开关机构二次回路变动后必须开展二次回路螺丝检查，防止二次接线螺丝不到位导致二次线松动发生；二是明确结合设备检修同步开展开关机构箱、开关端子箱(汇控柜)二次线紧固工作；三是明确开关更换时同步开展开关机构箱至端子箱二次电缆更换，保护更换时同步开展保护回路二次电缆更换。

(3)加强老旧设备技改和运维。一是对运行超过或接近30年老旧变电站，制定整体改造方案，彻底消除一二次设备运行整体不稳定问题；二是一次设备超过一定运行年限，要对设备机械传动分、开关机构二次部件进行检查，开展关键部件的大修或更换。

(4)完善备品备件应急储备。对各专业现有备品备件进行全面梳理，及时储备缺少的备品备件，尤其是二次专业的备品备件。

(5)立即开展同类型电缆使用情况排查、更换。

(6)开展专业管理自查。开展生产、运行、一次、二次专业管理横向到边、纵向到底自查。重点自查专业间管理是否有真空地带，专业管理是否有薄弱环节。

5　结束语

由于绝缘不良造成断路器偷跳的事件在运行中时有发生，运维人员应从中吸取教训，不断提高自身运维水平，增强自身责任意识，在新设备验收调试或例行校验时不能缺项漏项，应将绝缘测试和螺丝紧固工作列为验收和校验中的重要一环。保证设备质量可靠，回路运行正常，确保电网的安全可靠运行，减少同类事件的发生。

参考文献：

[1] 吴院生.断路器偷跳原因分析及反思[J].贵州电力技术，2015，19(3)：72-73.

[2] 秦文廷，甄利.断路器非全相保护误动作原因分析及改进措施[J].河北电力技术，2009，28(6)：9-10.