一起变电站三相跳闸故障暴露出的问题及处理措施

高 宏，史红洁，赵华林

（1.国网山西省电力公司电力科学研究院，山西 太原 030001；2.国网山西忻州供电公司，山西 忻州 034000）

0 引言

某次由于开关设备制造厂安装人员安装错误，生产运行人员按操作票操作过程中发生一起断路器保护三相跳闸故障，事故暴露出制造、安装、调试、验收各方存在的问题。制造厂结构设计欠合理、外壳标识不清楚不规范、质量把控不严，为事故发生埋下了隐患；安装、调试单位措施不到位、业务不精准，将设备带缺陷移交生产单位；生产单位在前期基建阶段生产技术人员介入深度不够，重要环节上验收乏力，导致隐患一直未被发现，设备带严重问题运行了近两年。本文主要分析事故暴露出的交接验收方面的问题，并提出相关建议。

1 基本情况

1.1 故障设备基本情况

某220 kV变电站220 kV设备为某开关电气有限公司生产ZF9-252户外分箱式GIS，2008年6月出厂，2009年4月9日投运。本次220 kV东母PT间隔为投运后首次进行单独PT停电检修。

1.2 故障情况

按照停电计划安排，3月24日07：00—25日20：00某站东母PT转检修，进行吸附剂罩更换工作。当日07：10接中调令开始进行“220 kV东母电压互感器停电，电压互感器由运行状态转换为检修状态”操作。

07：17执行操作票最后一项，在合上东母电压互感器2东90（PT侧接地刀） 时，发生GIS内部异响，断路器保护三相跳闸。

2 现场检查情况

2.1 操作票检查

操作票现场检查，执行正确，整个操作过程全部符合倒闸操作规程要求。

2.2 GIS现场检查情况

根据故障发生情况，重点对220 kV东母2东9隔离开关、母线侧地刀2东10、PT侧地刀2东90进行详细检查，发现2东10与2东90地刀操动连杆与操作机构装反。具体参看图1、图2。

图1 220 kV东母至PT现场实际图

图2 220 kV东母PT地刀现场实际图

由上述2图可以看出母线侧接地刀2东10（ES63） 的操动机构连杆实际控制的是PT侧地刀，同样标识为PT侧接地刀2东90（ES64） 的操动机构连杆实际控制的是母线侧地刀。

从图3可以看出，实际标注为“ES63”的地刀连杆装配在标注为“ES64”的地刀操动机构上，没有对应安装。

图3 连杆编号与操作结构编号不符

根据上述检查结果可以得出结论，由于制造厂安装人员将PT侧地刀与母线侧地刀操动连杆装反，导致运行人员在按照既有标志操作PT侧地刀（2东90） 时，实际为母线侧地刀（2东10） 动作合闸，从而引起母线三相短路接地故障的发生。

连杆安装错误及安装正确示意图参看图4、图5。

图4 故障前东母PT

图5 处理后东母PT

2.3 保护动作情况

3月24日07 时18分，220 kV某变电站发生220 kV东母母线三相故障，保护快速动作，故障持续时间A相32.4 ms，B相52.2 ms，C相40.2 ms；故障电流见表1。

表1 某变电站220 kV东母母线三相故障电流 A

故障点电流16000+16000+1856+1856=35712A=35.712 kA（计算母线短路电流34.58 kA），2套母差保护均快速动作，切除故障；向赵I线291线路保护母差远跳赵家山侧2032、2033断路器。由故障点可以看出2套母差保护正确动作，跳东母线所带断路器；断路器保护联跳并启动失灵；向赵I线纵联保护在向阳侧母线保护动作后向赵家山发直跳和允许命令，远方启动跳赵家山侧断路器。

2.4 其他检查事项

对220 kV东母PT间隔以外的所有GIS一次设备进行了全面检查，未见异常；检查继电保护装置未见异常；检查东母PT母线侧地刀闭锁回路未见异常。

2.5 故障点开仓检查

回收气体后打开220 kV东母PT隔离开关仓室手孔，发现母线侧地刀动静触头、均压罩严重烧损，仓室内严重污染，由于烧灼母线侧地刀再次合闸时已合不到位。如图6所示。

图6 220 kV东母PT母线侧接地刀起弧情况

3 故障原因分析及暴露出的问题

3.1 故障原因

故障的直接原因是制造厂安装人员错误地将PT侧地刀与母线侧地刀操动连杆装反，导致母线三相短路接地故障。本文对制造厂、施工、调试单位的问题不做具体分析，重点分析生产运行单位在交接验收时，如何识别这种一次设备的安装错误，避免此类带病设备入网运行，以提高电网的运行安全水平。

3.2 交接验收方面暴露出的问题

a） 没有严格把关：主动工作热情不够，过分依靠厂家和施工单位，对设备调试过程、高压试验程序没有深入了解认知。厂家、施工单位、调试单位提供的图纸、报告在分公司变成一种形式，没有对其合理性深入研究，没有尽到设备运行单位应尽的职责。

b） 管理积弊很深：对于工作界面间的衔接存在死区，推责心态和懈怠做法在管理的各个层面普遍存在。特别是和基建等上道工序配合与主动融合上有差距，对别人要求多，对自身放松要求，造成工作上存在真空地带，影响工作的效果和效率。

c）验收流程混乱：在基建设备安装、调试、试验等重要环节上安排生产人员介入深度不够，整体验收流程不清晰，人员到位不明确。没有形成从设计到投产全过程的到位验收管理模式，造成多道环节失控。

d）验收项目不全：对封闭式设备的验收这一关键环节，没有结合内外部结构、运行原理、动作性能进行深入了解，验收项目粗浅，缺乏针对性和有效性，该发现的问题没有发现；习惯性承继固有验收项目，造成验收项目不全、疏漏等问题得不到改进，容易发现缺陷的关键环节失控。具体到该设备，验收环节就未从设备根部进行一、二次整体回路验证，造成设备带缺陷移交生产单位。

e） 专业配合不力：在安装结束后调试、验收人员一方面验证整体回路的完整性和逻辑闭锁关系；另一方面检查了设备的密封、开距等技术要求，一、二次人员未会同安装人员共同对开合类设备从本体、机构到后台整体回路进行核对验收。

f） 运维手段不多：该类型地刀与刀闸间只存在电气闭锁，但由于仅操动连杆装反，操作机构、二次回路、逻辑关系等均正确，因此无法在常态“一值一票两逻辑”中验证发现；日常巡视偏重气体压力等数值型项目，忽视最基本的设备连接状态，导致了设备带严重问题运行了近2年。

g） 人员素质不高：运维人员在接手新设备后没有针对性对所管辖设备进行认真学习和领会，尤其是紧凑型设备的指认、原理结构等了解不深入，用经验主义去指导工作，主观上盲目相信制造厂安装人员。比如本次故障暴露出验收环节过分相信制造厂，验收不细不实，未对照图纸认真检查出厂家的安装错误。

h）在耐压试验时曾发现母线存在接地异常情况，但未引起重视和全程缺陷处理跟踪，仅依靠制造厂处理。试验单位试验方案片面、试验流程不清晰，现场发现问题未解决就搁置一边，继续进行后续环节。对GIS这种封闭设备，一次接线应按照图纸用电阻类设备进行一一核查，正确无误方可进行交接试验。

4 处理方案及下一步措施

4.1 故障处理

更换220 kV东母受损隔离开关、母线侧地刀，清洁处理相连接的2个盆式绝缘子之间母线立筒、PT侧地刀、仓室（红圈内部分），如图7。后于3月28日23时恢复供电，送电带电局放测试正常。

4.2 下一步措施

a） 整体排查：故障当日安排对本站以及同厂家出厂的某220 kV变电站GIS所有隔离开关、接地刀位置、连杆对应情况进行专业巡检无异常。3月25日至4月2日对其余4座220 kV变电站、21座110 kV变电站412组隔离开关、388组隔离开关地刀、66组母线地刀、74组线路地刀进行了排查，未发现问题。

图7 故障部位现场实际图

b） 加强培训：一是提高运维人员专业理论知识的学习和巩固，对设备构造、原理、运行特性的掌握程度，开展GIS、PASS等紧凑型设备的专业培训，重点是各类隔离开关、接地刀的结构、连动、回路等专业知识培训；二是提高运维人员对GIS各设备的认知能力，开展GIS本体上标注相应设备实操训练；三是加强人员素质提升建设，探索新的运维手段，借鉴先进规范的标准化作业指导，在运行维护各个环节，杜绝缺陷，实现零事故运行新常态。

c）完善新设备投运前的制造、安装、调试、验收把关手段。一是梳理验收流程，明确设备投运前各环节的验收内容、责任范围及人员到位，尤其是耐压试验等关键环节监控到位；二是补充细化验收项目，对所有输变电设备验收项目进行细化、补充、完善，覆盖所有关键重要环节；三是加强专业配合，避免造成工作上的真空地带，尤其针对开合类设备，各方相关技术人员要协同作战完成整体回路验证。

d）完善标准：编制GIS现场安装标准工艺作业指导书和GIS验收作业指导书。