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断路器误跳闸原因分析

  • 来源: 大唐西北电力试验研究所
  • 作者: 党军
  • 发布时间: 2017-03-30

一、引言

06月07日00时10分, #1机组带320MW负荷。#2机组停运。500KVⅡ母(5023断路器挂接在II母)属春检项目进行停电检查。06月07日00时10分45秒, #2机两套主变差动保护动作、5022、5023间隔(#2主变进)两套短引线保护动作。5022断路器跳闸(5023断路器在停运状态),故障录波器启动。(事后获悉对侧变电站的一条线路在同一时刻发生了A相瞬间一点接地故障,且重合成功,系统恢复正常运行。)

二、现场检查情况

06月07日上午08时始,电厂设备部电气专业人员分成电气一次和电气二次两个工作班组织进行回路检查工作,并对故障时的录波数据及相应参数进行了收集并进行初步分析,未找到故障原因。随后立即组织电气继保人员和电气一次人员展开如下工作:

1、首先对收集的资料和波形图进行分析,发现两套短引线保护中A相电流和线路故障录波器中I、II线电流都有突变,短引线保护A相电流(峰值)高达4 A(二次值),线路电流峰值高达1.2A(二次值),故障保持时间为三个周波;并且与对侧电站的故障线路故障报告相比较,故障时间与波形相一致,可初步判断为本次保护装置动作与对侧变电站故障线路A相瞬间接地故障扰动是相关联的。随后对CT二次回路进行检查,未发现有明显的开路和灼烧的痕迹。

2、对5022、5023断路器间隔短引线保护(RCS-922)进行了校验,确认该保护装置可靠动作。同时,检查保护定值与保护定值通知单定值,保护定值一致。

3、电气一次人员对保护范围内所有间隔:断路器、隔离断路器 、接地刀闸、CT本体及引线等部位进行了详细检查,未发现有放电、击穿、烧损痕迹。随后又对5022、5023断路器进行了绝缘电阻及10kV的耐压试验,未发现设备异常。由于5023断路器当时在断开状态,且两侧接地刀闸在合位,该运行方式下不具备穿越性故障电流从一次侧涌入的条件,可以排除本侧5023断路器间隔接地故障的可能性。

4、对现场二次回路再次进行了全面检查:

4.1对5022断路器及5023断路器CT二次回路进行了校线检查,确认该二次回路接线正确无误;并对5022断路器及5023断路器CT二次回路进行了通流检查,再次确认回路接线正确无误;

4.2对5022断路器及5023断路器CT二次电缆的接地点按照设计图纸进行了核查,确认其正确无误。

4.3对5022断路器及5023断路器CT二次电缆的屏蔽线进行了检查,屏蔽线接地良好。

三、事故分析

基于短引线保护装置的故障录波波形和后来的对两套短引线保护装置的校验。在5023断路器CT 二次回路中串入电流,是造成5022断路器误跳的原因。于是对电流回路进行了检查:

1、首先确认第一套保护CT二次回路电流流向为:5023断路器的第四组CT( 4011)自CT本体端子接线盒到5023断路器就地端子箱,5022断路器的第七组CT(4041)自CT本体端子接线盒到5022断路器就地端子箱,这两组CT共同汇入5022、5023断路器间隔第一套短引线保护(RCS-922)装置,再从第一套短引线保护装置去发变组保护A屏作为主变差动用。

2、确认第二套保护CT二次回路电流流向为:5023断路器的第五组CT 4021自CT本体端子接线盒到5023断路器就地端子箱,5022断路器的4031自CT本体端子接线盒到5022断路器就地端子箱,这两组CT共同进5022、5023断路器间隔第二套短引线保护(RCS-922)装置,再从第二套短引线保护装置去发变组保护 C屏作为主变差动用。

经过检查5023、5022电流回路,回路完好,接线正确,绝缘良好。可以排除因二次线接线错误和寄生回路的存在而造成保护误动的可能性。

对外委维护人员进一步调查取证,发现06月06日下午,5023断路器及CT正处于检修状态。检修人员在做5023 A相CT介损试验前,根据作业要求将5023 A相CT本体接线盒内的二次线端子用保险丝全部短接并接地。由于检修工作未结束,该措施仍保留,直至5022断路器跳闸。由于对侧变电站故障线路瞬时A相接地故障发生时,线路上三相电流中A相电流突然抬高,产生了零序电流,此时#1主变正在运行,主变中性点直接接地,零序电流通过中性点流入地网。此时,5023 CT  A相电流回路存在两个接地点:一处是CT本体接线盒用保险丝连接的接地点,另一处在约380m外的发变组保护柜内。接地线与地网相连接,由于二次电缆敷设比较长及电缆分布电容效应,发变组接地网和升压站接地网处于不平衡电势状态,发变组接地网电势高于升压站接地网电势。CT二次回路和接地网直阻并联在一起。CT二次回路根据调试报告所做二次负担测得直阻为3.2欧姆、地网直阻为0.09欧姆,大部分电流从地网流回,只有小部分电流穿过发变组差动保护、主变差动保护和短引线保护,通过5023CT本体接线盒的接地线流回地网,形成闭合回路,于是在发变组差动保护、主变差动保护和短引线保护装置上产生了接近二次值4A的电流,使得保护装置动作。

具体故障情况如下图所示:

CT流向图:

综上所述,造成本次故障原因如下:

1、电厂按照春检项目进行时,系统运行方式特殊,未做相应方式下的防范措施;

2、外委维护人员做5022 A相CT介损试验时,短接所有二次端子并接地,造成二次回路两点接地。导致本次故障的发生。

四、防范措施

1、特殊运行方式时,检修人员应认真分析被检修设备所做措施是否合适,是否影响运行设备。

2、检修过程的临时措施应尽快恢复,严格防止因外部故障引起的扰动导致本侧保护误动作。

3、检修工作开始前,核实运行方式是否符合现场实际情况。

4、在检修过程中一定要考虑到未带电的设施也不能存在两点接地。

结束语: 反措中已明确规定CT不能存在两点接地。对于此次事故,应该清醒的认识到,CT无论在带电或不带电的情况,都不能存在两点接地的情况。虽做好了一定的防范措施,但不够彻底,应在就地端子箱处把CT连片划开,把保护装置同一次彻底隔离开来。


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