在供配電系統中,繼電保護是電網的重要環節,是電網安全穩定運行的可靠保證,在電網中具有舉足輕重的作用。對于繼電保護,其二次回路的接線,以及保護裝置的特性必須符合規程。在實際的電網運行中,一個小小的疏忽所造成的隱患往往會給電網的安全穩定運行帶來很大的危害。
軋板變電所110kV正母線停役進行擴容改造工作,整個變電所采用付母單母線運行。
某日9:14,軋板變電所新板1402線路因接地保護動作跳閘導致軋板變電所停電,引起該變電所供電的二煉鋼變電所、電爐變電所等區域停電。事故發生后,立即按照事先制定的應急預案組織復電處理。
9:19 合上由寶能變電所送軋板變聯絡線的能板1500開關,恢復軋板變電所110kV付母送電,逐步恢復用戶送電。
9:24-10:19 能板1500線路(軋板變電所側)開關跳閘,期間三次送電,均因接地過流保護動作沒有成功,隨即決定對已停役110kV正母進行緊急恢復處理。
10:27通過新板1401線路向軋板變電所110kV正母送電,至此軋板變電所恢復供電。其后逐步恢復用戶供電,10:28二煉鋼變電所送電,10:31二連鑄送電,10:32電爐連鑄送電,至11:15 基本恢復對用戶的送電。
2.1 保護動作情況
①1402線路跳電后,現場保護動作掉牌情況如下:軋板變電所接地過電壓繼電器發信;1402線路標有“67G”的保護裝置(該保護裝置含67G功能,并有接地過電壓保護延時20秒直接出口跳閘功能)動作掉牌。
②1500聯絡線跳電時,其接地過流保護(用接地過電壓閉鎖)裝置動作。
③軋板變上級變電所(1402線路來自新寶變,1500線路來自寶能變)在此過程中無任何信號和異常。
2.2 動作情況分析
①新寶變無接地過電壓信號,表明110kV系統一次設備無接地故障;
②送1500聯絡線時,確實發生了接地過流保護動作的情況。為查明付母一次設備是否存在接地故障,現場于第二晚進行了付母空送試驗,運行正常。由此,排除了一次設備故障的可能。
③分析焦點集中在二次系統,經現場反復核對二次回路圖紙和實物,發現付母線的GPT二次端子排上有一處接線和圖紙不符合,正是這處接線問題,引發了軋板變接地過電壓信號的出現和1402線路跳電。
圖1 一次系統圖
3.1 GPT接線問題
110KV付母GPT二次、三次繞組的零線引出線錯接到空端子造成未直接接地,而是通過正母GPT的零線間接接地。這次技改需要將正母母線GPT移位,在移位時需要拆除正母線GPT的所有二次出線。在拆除了正母GPT的零線后,付母GPT的零線處于懸空(未接地)狀態。
圖2 GPT接線圖
3.2 接地保護裝置中電壓的產生
電壓互感器的二次繞組側,如果二次繞組三相負載不對稱,N線和地之間就會出現一定數值的電壓?,F以三相四線制供電系統來說明。在三相四線制系統中,只要負載不平衡,負載相電壓就會不平衡;各相負載阻抗差值越大,相電壓相差就越大。
不論有無中性線,只要三相負載不平衡,中性點都會偏移。一般來說,偏移量都不太大,不會影響設備的正常使用。在中性線斷開的情況下,負載端中性點電位的偏移量比中性線不斷時的偏移量要大得多。
圖3 三相四線制供電系統圖
3.3 保護動作原因
為驗證上述分析,現場在做好各項安全措施后,進行了1500線路帶付母(空母線)的試驗,當N線被懸空后,1500線路接地過電壓保護裝置動作,實測電壓數值達到了23V左右。
1402線路標有“67G”的保護裝置中有接地過電壓保護直接出口跳閘的功能,當N線被懸空,只要上述電壓值達到保護設定(20V,20秒),接地過電壓保護就會動作,出口跳閘。至此,已經找到了1402線跳電的原因。
用1500聯絡線恢復送電過程中,1500線路接地過流保護裝置動作(用接地過電壓閉鎖)。接地過流保護動作和當時系統恢復送電過程有關。在對變壓器恢復送電的過程中,因合閘時刻不同、變壓器涌流大小、電流互感器特性差異及飽和程度的不一致,在二次產生了一個大于保護整定的電流,保護動作跳開關,導致送電失敗。
3.4 事故啟示
①要重視繼電保護二次回路的設計、現場實際接線的檢查工作。按照相關標準要求,電壓互感器二次引出線中的零線和電壓互感器三次的引出線中的N線必須分開,不得共用。
②低壓三相四線制供電系統中,要保證三相相電壓在允許的電壓范圍內,必須對中性線給予重視。中性線斷開后,部分相電壓升高,部分相電壓降低,可能會造成用電設備損壞、不能正常工作。
冶金企業供配電系統有其自身的特點,當發生供配電設備事故,專業技術人員應根據事故不同性質處理好“安全、恢復送電、排除故障”以及“整體與局部”、“主要和次要”之間的各種關系。采取可能的措施確保企業主要生產線、主要生產設備的用電。
本文編自《電氣技術》,標題為“一起110kV進線跳閘事故分析與啟示”,作者為陸曉彤、滑祥、成善武。