一起直流接地引起的斷路器跳閘事件分析

胡春林

摘 要：2014-10，500 kV達(dá)州變電站發(fā)生了一起因C相開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)SF6低氣壓閉鎖繼電器信號(hào)及跳閘閉鎖接點(diǎn)間絕緣降低所致的信號(hào)直流正電竄入控制直流，造成2號(hào)主變5033開(kāi)關(guān)跳閘的事件。

關(guān)鍵詞：直流接地；斷路器跳閘；控制電流；故障查找

中圖分類(lèi)號(hào)：TM561 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.19.092

事件發(fā)生前，500 kV達(dá)州變電站所有設(shè)備按標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行方式運(yùn)行。站內(nèi)無(wú)檢修預(yù)試工作， 5033開(kāi)關(guān)跳閘未造成負(fù)荷損失，導(dǎo)致2號(hào)主變高壓側(cè)5032單開(kāi)關(guān)運(yùn)行，降低了2號(hào)主變運(yùn)行可靠性，如圖1所示。

圖1 500 kV達(dá)州變電站故障

1 跳閘簡(jiǎn)要情況及原因分析

2014-10-08T19：02—19：53，達(dá)州站后臺(tái)發(fā)現(xiàn)全站公用直流屏1號(hào)、2號(hào)主饋線柜直流接地信號(hào)和復(fù)歸信號(hào)。巡視發(fā)現(xiàn)，Ⅰ段直流正接地發(fā)生在500 kV5031、5032、5033開(kāi)關(guān)測(cè)控屏回路，Ⅱ段直流負(fù)接地發(fā)生在5033斷路器保護(hù)屏回路上。為了避免出現(xiàn)直流兩點(diǎn)接地造成開(kāi)關(guān)誤動(dòng)或拒動(dòng)，對(duì)500 kV5031、5032、5033開(kāi)關(guān)測(cè)控屏回路進(jìn)行拉路查找，20：01，當(dāng)拉開(kāi)直流分屏上5031、5032、5033開(kāi)關(guān)測(cè)控屏總電源空開(kāi)時(shí)，5033開(kāi)關(guān)跳閘，兩段直流接地信號(hào)均復(fù)歸。

1.1 故障查找和處置過(guò)程

5033開(kāi)關(guān)保護(hù)裝置電源取自II段直流饋線屏，5031、5032、5033開(kāi)關(guān)測(cè)控裝置取自I、II段直流饋線屏經(jīng)切換后的電源，在I、II段直流空開(kāi)均投入的情況下，直流切換裝置默認(rèn)為I段直流供電，在I段直流失電后，切換裝置自動(dòng)切換至II段直流。5031、5032、5033開(kāi)關(guān)測(cè)控直流回路原理圖如圖2所示。

現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，5033開(kāi)關(guān)C相第二組跳閘回路和信號(hào)回路對(duì)地絕緣低（小于5 MΩ）。合上第二組操作電源后，檢查發(fā)現(xiàn)5033開(kāi)關(guān)C相信號(hào)回路帶有正電，且在110 V左右（5033測(cè)控電源空開(kāi)已拉開(kāi)），可以確定5033開(kāi)關(guān)第二組操作電源已竄入到5033開(kāi)關(guān)信號(hào)電源回路中。

對(duì)5033開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)內(nèi)跳閘回路進(jìn)行分析，第二組跳閘回路中串接有“遠(yuǎn)方/就地”切換開(kāi)關(guān)、SF6閉鎖繼電器和BG1輔助接點(diǎn)，解開(kāi)以上三個(gè)元件在機(jī)構(gòu)端子排上的接線，分別對(duì)地?fù)u絕緣，發(fā)現(xiàn)閉鎖繼電器K10外部接線（11、24）對(duì)地絕緣在5 MΩ以下，說(shuō)明K10繼電器及其上下兩端至端子排的接線存在絕緣降低的問(wèn)題。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，K10繼電器底座上中間螺絲處有潤(rùn)滑劑，且底座上有明顯的裂痕，將K10繼電器撥出后，操作回路與信號(hào)回路之間的絕緣恢復(fù)，插上K10繼電器后，操作回路與信號(hào)回路之間的短接現(xiàn)象再次出現(xiàn)（現(xiàn)場(chǎng)反復(fù)試驗(yàn)3次，情況相同）。由此可以斷定K10繼電器或其底座內(nèi)確實(shí)存在操作回路與信號(hào)回路短路的現(xiàn)象。

將K10繼電器拆下，對(duì)其3組接點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，并對(duì)3組接點(diǎn)之間進(jìn)行絕緣檢查，發(fā)現(xiàn)繼電器內(nèi)的3組接點(diǎn)之間絕緣均正常，排除繼電器本身故障的原因。拆開(kāi)K10底座進(jìn)行檢查，并對(duì)各接線座進(jìn)行絕緣檢查，發(fā)現(xiàn)底座上接線端11與接線端21之間絕緣下降到1 MΩ以下，繼續(xù)拆解底座接線連接片，發(fā)現(xiàn)底座內(nèi)部信號(hào)回路用的接點(diǎn)（21、24）與操作回路用的接點(diǎn)（11、12）內(nèi)有污點(diǎn)，但并非灼傷和燒蝕的痕跡。第二組操作回路與信號(hào)回路在K10內(nèi)的聯(lián)系圖如圖3所示。

圖3 第二組操作回路與信號(hào)回路在K10內(nèi)的聯(lián)系圖

K10繼電器底座有裂紋，且信號(hào)回路用的接點(diǎn)與操作回路用的接點(diǎn)之間有污染物存在，11與21之間的絕緣幾乎為零。由此可以確定，K10底座內(nèi)（11、12）與（21、24）兩組接點(diǎn)的絕緣低，導(dǎo)致5033開(kāi)關(guān)信號(hào)回路的直流竄入第二組跳閘回路，是5033斷路器分閘的原因。

更換同型號(hào)K10繼電器，并對(duì)回路絕緣進(jìn)行檢查，分別合上信號(hào)電源、第一組操作電源、第二組操作電源，并測(cè)量回路電壓，測(cè)試結(jié)果正常。對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行了分合閘試驗(yàn)，結(jié)果正常。

1.2 跳閘原因分析

運(yùn)行人員在發(fā)現(xiàn)直流I段有正接地、II段有負(fù)接地現(xiàn)象時(shí)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行拉路操作。在拉開(kāi)51小室直流I段饋線屏上“5031、5032、5033開(kāi)關(guān)測(cè)控柜電源I”總空開(kāi)后，測(cè)控裝置上的電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換地自動(dòng)將信號(hào)電源由Ⅰ段直流切至II段直流上，導(dǎo)致5033開(kāi)關(guān)II段上的信號(hào)直流正極竄入II段上的操作回路，使跳圈動(dòng)作跳閘。

5033開(kāi)關(guān)C相機(jī)構(gòu)內(nèi)閉鎖繼電器K10底座有污點(diǎn)和破裂現(xiàn)象，且在運(yùn)行中，底座上面還有大塊的潤(rùn)滑劑與底座后擋板粘連，導(dǎo)致K10上通過(guò)的信號(hào)回路與操作回路有導(dǎo)通，同時(shí)存在接地現(xiàn)象。如圖4所示，在5033開(kāi)關(guān)處于合位時(shí)，機(jī)構(gòu)內(nèi)的操作回路均帶負(fù)電，此時(shí)回路上的接地均報(bào)負(fù)接地，而此操作回路為II段直流提供，所以報(bào)II段直流負(fù)接地，而信號(hào)回路由I段直流供電。當(dāng)接點(diǎn)24與接點(diǎn)12之間因絕緣降低發(fā)生間歇性短接，此時(shí)信號(hào)回路的接地應(yīng)為正接地，所以報(bào)I段直流正接地。

圖4 5033開(kāi)關(guān)C相機(jī)構(gòu)內(nèi)閉鎖繼電器K10底座的接地和導(dǎo)通現(xiàn)象

5033開(kāi)關(guān)跳閘原因?yàn)橹绷鱅I段的信號(hào)回路正電通過(guò)K10繼電器中的信號(hào)，與跳閘接點(diǎn)竄入到5033開(kāi)關(guān)第二組跳閘回路，5033開(kāi)關(guān)C相跳閘后由機(jī)構(gòu)內(nèi)不一致繼電器動(dòng)作后，再三相跳閘。

跳閘后，K10繼電器中的跳閘回路應(yīng)不帶電，所以直流II段接地應(yīng)復(fù)歸，而信號(hào)回路仍然帶電，如果接地點(diǎn)仍然存在，

則信號(hào)回路應(yīng)報(bào)直流正接地，但通過(guò)分析前期監(jiān)控信息可以看

出，兩段直流接地并非穩(wěn)定的金屬性接地，而是間歇性接地，也可能存在因跳閘時(shí)開(kāi)關(guān)震動(dòng)，使接點(diǎn)對(duì)地阻值發(fā)生變化，而使接地點(diǎn)消失的現(xiàn)象。

2 防范措施

開(kāi)展隱患排查，對(duì)所有同型號(hào)的斷路器機(jī)構(gòu)進(jìn)行排查，檢查其他繼電器是否同樣存在底座破裂的情況，并在機(jī)構(gòu)箱內(nèi)K10、K9等繼電器上加裝擋板，以防此類(lèi)情況再次發(fā)生。

優(yōu)化K10繼電器的接線方式。從本次跳閘可以看出，K10繼電器操作回路使用的是11、12接點(diǎn)，信號(hào)回路使用的是21、22接點(diǎn)，兩對(duì)接點(diǎn)相距較近，如果將信號(hào)接點(diǎn)改用31、32接點(diǎn)，則信號(hào)與操作兩組接點(diǎn)之間距離增大，則發(fā)生兩組使用中的接點(diǎn)短接的概率就大大減小，避免事故的發(fā)生。

明確直流接地故障查找的基本原則、方法、主要危險(xiǎn)點(diǎn)，明確請(qǐng)示匯報(bào)的流程，并開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)，提高運(yùn)行人員的處置技能。

〔編輯：王霞〕

Analysis of a Tripping Event of Circuit Breaker Caused by DC Grounding

Hu Chunlin

Abstract： 2014-10， 500 kV reached state substation occurred because the C phase switch mechanism box SF6 low pressure latching relay signal and tripping closedown contact between insulation to reduce induced by DC signal positive fleeing into the control of DC， resulting in 5033 switch of No.2 main transformer tripping event.

Key words： DC grounding； circuit breaker tripping； control current； fault finding

文章編號(hào)：2095-6835（2015）19-0093-02