倒闸操作引起220kV母线PT二次交流失压的原因分析及控制措施

摘要:220kV ××变电站在母线停电倒闸操作过程中,发生保护装置电压切换插件烧毁故障,针对故障情况,从运行技术和管理方面进行分析探讨,从中找出故障原因和防范措施。

关键词: 电气操作；电压切换插件烧毁；二次交流失压；防范措施

0前言

×月×日。运行人员在进行220kV母线停电倒闸操作过程中，发生了母线二次电压失压的故障。通过对故障情况进行综合分析，找出故障的原因，总结事故处理经过以及设备现场运行情况，提出了有效的防范措施。

1事故前运行方式

220kV××变电站220kV母线主接线方式为双母带旁路。正常情况下， 220kV母联2012开关合闸运行；220kV 1M母线带1M母线221PT、#1主变压器变高2201开关、#3主变压器变高2203开关、丹雷甲线2868开关、雷平甲线2374开关在运行， 220kV旁路2030开关热备用于220kV 1M；220kV 2M母线带2M母线222PT、#2主变压器变高2202开关、丹雷乙线2869开关、雷平乙线2375开关在运行，双母线并列运行。（接线情况见图1一次接线图）

2 故障经过

*月*日，运行值班人员进行220kV I母停电操作，当将220kV I母负荷均倒换至II母后，断开母联2012开关时，220kV旁路电压切换插件冒烟烧毁, 220kVII母PT二次电压失压。中央信号控制屏 “掉牌未复归”、“220kV录波器”光字牌亮，220kV 2M母线电压表电压异常；220kV线路控制屏“呼唤值班”光字牌亮、220kV 母联控制屏：“220kV母差保护交直流电压消失” 光字牌亮，“主变运行异常”“主变高侧PT回路断线”、“安稳装置交直流电压消失”、220kV线路PT断线告警。

故障导致运行中的220kVII母所有保护及安全自动装置无法采样电压，失去电压判据，严重影响继电保护装置动作的可靠性和准确性，危及设备的安全运行。

3 原因分析

对故障现象和电压切换装置插件损坏的部位和程度分析后初步认为，电压切换装置插件烧毁及PT二次失压的主要原因是220kV I、II母电压二次回路存在环路。在母线停电操作时，断开母联2012开关后，220kV I母本应失电，但是由于I、II母PT电压二次回路存在环路，220kVII母PT二次回路电压通过环路引入到220kV I母电压小母线，又通过I母PT返送到220kV I母上，即220kVII母二次回路电压通过环路由I母PT低压二次侧向一次侧反充电，瞬间产生很大的励磁电流，从而烧毁部分保护装置的电压切换插件及损坏PT二次回路。

对220kV II 母PT二次回路进行检查,发现220kV II 母PT刀闸辅助接点有损坏。对220kV旁路电压切换箱二次电压回路检查发现，220kV旁路1母侧隔离开关虽然拉开，但91D1与91D3接线端子仍然导通(即I母侧隔离开关常开辅助接点未断开)，致使I母电压切换继电器1YQJ不返回，而此时由于220kV旁路已倒换至II母，其II母侧隔离开关常开辅助接点是闭合的，故II母电压切换继电器2YQJ带电动作，这样220kV I母PT二次电压UA630I、Ub630I、Ue630I、UL630I和II母二次电压Ua640I、Ub640I、Ue640I、UL640I通过I母电压切换继电器常开接点和II母电压切换继电器常开接点并联在一起，在220kV旁路电压切换装置内形成环路，当母联2012开关断开后，虽然220kV I母一次失电，但是220kVII母PI二次回路电压由220kV旁路电压切换装置通过220kV I母PT低压二次侧返送到一次侧，致使220kV I母带电，瞬间产生很大的励磁电流，从而烧毁220kV旁路电压切换插件,同时造成运行中的220kV II母PT二次回路上的PT刀闸辅助接点发热,该辅助接点接触不良,导致220kV II母PT二次小母线失压。

（接线情况见图2220kV旁路CZX-12型操作箱电压切换插件内部回路）

4 事故处理

根据分析情况，进行现场检查，发现故障点有三处：220kV旁路1M母线刀闸辅助接点、220kV旁路CZX-12电压切换插件、220kV2M PT二次回路中的PT刀闸辅助接点接触不良。

针对220kVII母所有保护装置无法采用电压，有多个间隔失去主保护的情况，经研究后，采取了快捷有效的处理方案：先处理220kV旁路1M刀闸辅助接点接触不良故障，更换220kV旁路1M刀闸辅助接点，然后更换220kV旁路CZX-12电压切换插件。合上母联2012开关,进行220kV1M、2M电压并列，断开220kV2M母线电压空气开关1ZKK、2ZKK、3ZKK，拉开222PT刀闸后，对220kV2M PT二次回路中的PT刀闸辅助接点进行故障处理，待222PT刀闸辅助接点故障处理完成，投入222PT, 220kV1M、2M电压分列运行，断开母联2012开关。

5 防范措施

5．1将220kV线路I、II母线侧隔离开关辅助接点由一对接点改为双接点并联接线(即常开、常闭接点均改为双接点并联)，以增加其动作的可靠性，从而避免由于接点接触不良发生类似故障。

5．2将只采用母线侧隔离开关的常开接点用于电压切换启动的CZX-12型操作箱更换为同时采样母线侧隔离开关常开接点和常闭接点用于电压切换的CZX-12R2型操作箱,提高电压切换插件动作正确性。

5．3根据220kV PT二次负载电流的大小，配置容量匹配的PT二次侧空气

开关，在发生上述故障时，PT二次侧空气开关能够及时动作跳闸，从而切断PT由低压侧向高压侧返充电时产生的励磁电流，可以有效避免人身伤亡和设备损坏事故。

5．4运行人员在母线倒闸操作时，停母线前，先断开停电母线PT二次侧空气开关，测量停电母线PT二次负荷侧电压是否为零，如果电压显示到零，则说明电压二次回路切换正常，I、II母PT二次回路电压没有并联，可以进行母线停电操作。否则，则说明PT二次回路电压存在并联，应查明原因并处理，故障消除后再进行操作。

5．5加强对设备母线侧刀闸辅助接点的检查维护，重点检查接触部分,检查接点接触良好。母线侧刀闸辅助接点作为电压切换装置的启动接点，其动作正确性，对于二次设备能否正确采样到相对应的一次设备的状态和电气量至关重要。尤其对于失灵保护、母差保护而言，如果母线侧刀闸辅助接点不能正确动作，其后果将是极其严重的。

5．6加强对电压并列的中间继电器检查与维护。保证中间继电器在断电时应保证可靠失磁复归。同时，其触点容量应保证在电压回路故障通过短路电流时，不致发生粘连现象，以防止造成通过电压互感器二次侧向一次侧母线反充电。

5.7完善电压切换继电器监视回路。当两组电压互感器二次电压切换继电器，出现同时动作或同时失磁时，要发出报警信号。

6 结束语

本文对一起典型的因母线刀闸辅助接点故障,造成PT二次侧非正常并列,将二次电压返送到一次侧,导致电压切换插件烧毁事故的起因、经过、原因进行了详细的分析，并提出了可行的防范措施。电压切换回路虽然原理简单，但只有在平时运行中切实加强检查与维护，改进相关技术，才能从根本上防止类似事故的再次发生，保证保护装置安全可靠

工作。

参考文献

[1]朱宝林编。变电运行值班技能考核问答北京：中国电力出版社，2008

[2]张全元主编。变电运行现场技术问答北京：中国电力出版社，2003

[3]国家电力调度通信中心编。电力系统继电保护使用技术问答（第二版）

[J].北京:中国电力出版社，1999: 109-119.

图1 一次接线情况

图2220kV旁路CZX-12型操作箱电压切换插件内部回路