電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，直接影響著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，所以電網(wǎng)的可靠性就要求越來(lái)越高了，一旦電網(wǎng)的誤動(dòng)或據(jù)動(dòng)就會(huì)給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)很大的損失。某年,鳳城變電站發(fā)生了一起斷路器單相拒動(dòng)的事故。導(dǎo)致啟動(dòng)了斷路器的失靈保護(hù)，兩套母線保護(hù)均啟動(dòng)并出口跳閘，跳開(kāi)了220kV母線上面的所有的斷路器，一號(hào)主變壓器跳開(kāi)母線的重大的事故。

1事故前運(yùn)行方式

220kV鳳城變電站主設(shè)備：1號(hào)、2號(hào)主變并列運(yùn)行，中性點(diǎn)采用一個(gè)接地點(diǎn)，1號(hào)主變中性點(diǎn)地刀2010、1010在合位，2號(hào)主變中性點(diǎn)地刀2020、1020在斷位。220kV南北母經(jīng)母聯(lián)260斷路器并列運(yùn)行，202、262、263斷路器上南母運(yùn)行， 201、261斷路器上北母運(yùn)行。運(yùn)行的一次接線如圖1。

圖1 220 kV 電氣一次設(shè)備聯(lián)絡(luò)圖

2 設(shè)備配置情況

該組合斷路器為河南平高電氣有限公司生產(chǎn)的ZF11-252型GIS組合電器（斷路器機(jī)構(gòu)為ABB機(jī)構(gòu)），220kV東鳳線路261保護(hù)為南瑞繼保RCS-931AM光差和國(guó)電南自 PSL-602GC光距保護(hù)。開(kāi)關(guān)防跳使用的是開(kāi)關(guān)匯控柜內(nèi)配置的施耐德公司生產(chǎn)的CAD-32MDC型中間繼電器。母線差動(dòng)保護(hù)使用的是：南京南瑞繼保電氣有限公司生產(chǎn)的RCS-951AB母差保護(hù)和深圳南瑞科技有限公司生產(chǎn)的BP-2B母差保護(hù)裝置。故障濾波器使用的是成都府和電氣有限公司的FH-3000電力故障濾波監(jiān)測(cè)裝置。

3 保護(hù)裝置動(dòng)作分析

某年12月5日03時(shí)03分39秒915毫秒，261東鳳線線路出線單相永久接地故障，雙套保護(hù)均：南瑞繼保的RCS-931A光纖差動(dòng)保護(hù)和國(guó)電南自的PLS-620G光纖距離保護(hù)雙套縱聯(lián)保護(hù)C相均動(dòng)作，03時(shí)03分39秒930毫秒C相斷路器跳閘，由于是投單跳單重。03時(shí)03分40秒475毫秒重合閘動(dòng)作。開(kāi)關(guān)合與永久性故障，03時(shí)03分40秒532毫秒斷路器再次動(dòng)作，03時(shí)03分40秒549毫秒加速三相跳閘。跳開(kāi)261的三相開(kāi)關(guān)。

跳開(kāi)后，沒(méi)有原因的開(kāi)關(guān)C相出現(xiàn)再次重合，開(kāi)關(guān)連續(xù)動(dòng)作，故障相斷路器動(dòng)作次數(shù)達(dá)到四次，超出了斷路器機(jī)構(gòu)壓力正常能保證動(dòng)作三次要求，壓力降低閉鎖跳閘回路，由于C相發(fā)生永久性的接地故障電流依然存在，故障沒(méi)有消除。

03時(shí)03分40秒475毫秒，線路失靈保護(hù)裝置動(dòng)作，即有“保護(hù)動(dòng)作信號(hào)”及“故障相電流”，而母線在發(fā)生線路單相接地故障，而A 、B相跳開(kāi)非全相運(yùn)行條件下，母線負(fù)序和零序電壓超過(guò)閉鎖值，解除對(duì)失靈保護(hù)的復(fù)合電壓閉鎖，根據(jù)故PSL-602GC光距保護(hù)障動(dòng)作及濾波圖２、圖３的記錄，一號(hào)線斷路器在C相重合不成功后，經(jīng)70毫秒，又再次重合于故障線路，由于分閘壓力閉鎖，Ｃ相不能分閘，500毫秒后引起失靈保護(hù)動(dòng)作。

03時(shí)03分40秒882毫秒200kV RCS 951母差失靈保護(hù)動(dòng)作跳斷路器。跳開(kāi)北母母線上201，260，261斷路器致使整條母線失電。

失靈啟動(dòng)后，跳開(kāi)了北母上所有的斷路器，由于261的開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)動(dòng)作壓力不夠，C相斷路器一直在合位，啟動(dòng)了非全相保護(hù)，03時(shí)03分42秒495毫秒非全相保護(hù)動(dòng)作，此時(shí)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作能量不夠，不能動(dòng)作，開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)進(jìn)行儲(chǔ)能，03時(shí)04分01秒105毫秒，能量達(dá)到動(dòng)作要求，B相跳位動(dòng)作，非全相保護(hù)返回。

從濾波圖可以看出故障后220KV C相母線電壓降低（二次為15伏），正常值為59伏，261開(kāi)關(guān)C相有故障電流，C相最大故障電流為3.62A（二次值）CT變比為1600/1，一次故障電流為5792A，零序電流3I0與C相故障電流大小接近，相位相同，11毫秒開(kāi)關(guān)跳開(kāi)，554毫秒開(kāi)關(guān)重合上，601毫秒開(kāi)關(guān)三跳再次切除故障。

圖２ PSL602GC數(shù)子保護(hù)裝置故障濾波圖(時(shí)間一段)

圖３ PSL602GC數(shù)子保護(hù)裝置故障濾波圖(時(shí)間二段)

4 事故情況分析

通過(guò)對(duì)斷路器廠家、保護(hù)廠家的斷路器及保護(hù)分別進(jìn)行檢查后，都未發(fā)現(xiàn)異常，專業(yè)人員在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)用RCS-931AM保護(hù)做永久性故障試驗(yàn)時(shí)會(huì)發(fā)生開(kāi)關(guān)第二次合閘，而PSL-602GC保護(hù)做永久性故障試驗(yàn)時(shí)開(kāi)關(guān)不會(huì)第二次合閘。調(diào)看了濾波圖進(jìn)行分析。

初步判斷為RCS-931AM保護(hù)與斷路器機(jī)構(gòu)配合有問(wèn)題，一種可能就是開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)內(nèi)防跳繼電器的動(dòng)作情況有問(wèn)題，防跳回路未起到防止開(kāi)關(guān)跳躍的作用。隨后用常規(guī)的防跳回路試驗(yàn)方法對(duì)防跳回路進(jìn)行試驗(yàn)（開(kāi)關(guān)在分位時(shí)長(zhǎng)時(shí)間短接合閘接點(diǎn)，讓合閘脈沖一直存在，再短接跳閘接點(diǎn)）開(kāi)關(guān)跳開(kāi)，開(kāi)關(guān)不會(huì)進(jìn)行第二次合閘，防跳能起到作用。

專業(yè)人員又對(duì)機(jī)構(gòu)內(nèi)的防跳繼電器單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其動(dòng)作時(shí)間約50毫秒（時(shí)間過(guò)長(zhǎng)）。隨后在斷路器現(xiàn)場(chǎng)安裝了便攜式錄波器，對(duì)斷路器的跳、合閘電壓脈沖及斷路器的位置、防跳繼電器的長(zhǎng)閉接點(diǎn)接入錄波器進(jìn)行錄波，從錄的波形分析發(fā)現(xiàn)在模擬單相永久性故障的情況下，斷路器故障相在故障發(fā)生后跳開(kāi)，重合到永久性故障加速?gòu)?fù)跳開(kāi)三相后，由于故障相斷路器機(jī)構(gòu)內(nèi)防跳繼電器未動(dòng)作，致使故障相斷路器又進(jìn)行了第二次合閘。

在整個(gè)動(dòng)作過(guò)程中，故障相斷路器動(dòng)作次數(shù)已達(dá)到四次，超出斷路器機(jī)構(gòu)壓力正常時(shí)能保證動(dòng)作三次（包括合閘、跳閘）的要求，所以當(dāng)故障相斷路器第四次動(dòng)作后（即第二次合閘），機(jī)構(gòu)壓力降低閉鎖了跳閘回路，如果線路此時(shí)仍有故障，故障相斷路器將會(huì)拒動(dòng)。

下面以斷路器A相為例，見(jiàn)下圖４，分析防跳的動(dòng)作原理：從A相經(jīng)-X2：19發(fā)出合閘信號(hào)，經(jīng)過(guò)常閉通路遠(yuǎn)近控開(kāi)關(guān)-SK1（11/12）、防跳繼電器-K12接點(diǎn)（21/22）、合閘閉鎖繼電器-K9接點(diǎn)（21/22）、合閘線圈-Y1A（1/2）、輔助開(kāi)關(guān)-QFA1（10/12并6/8）接點(diǎn)后，斷路器由分閘向合閘動(dòng)作，同時(shí)帶動(dòng)輔助開(kāi)關(guān)動(dòng)作。

-QFA1（7/8）閉合后，合閘信號(hào)依然存在時(shí)，防跳繼電器K12受電，線圈動(dòng)作，觸點(diǎn)K12（13/14）動(dòng)作閉合并通過(guò)本身保持K12，K12（21/22）接點(diǎn)斷開(kāi)，斷路器跳開(kāi)后，合閘脈沖還存在時(shí)，K12靠自己接點(diǎn)保持一直動(dòng)作，K12（21/22）接點(diǎn)斷開(kāi)合閘回路，斷路器不會(huì)再次合閘，起到防跳作用。

圖4 斷路器防跳動(dòng)作原理圖

通過(guò)分析由于RCS- 931AM 保護(hù)重合閘動(dòng)作后脈沖展寬時(shí)間為120MS，602GC重合閘保護(hù)動(dòng)作脈沖展寬時(shí)間為60—80MS，PSL-602GC保護(hù)合閘脈沖在開(kāi)關(guān)第二次跳開(kāi)后已經(jīng)消失，而故障相第二次跳開(kāi)后，RCS931保護(hù)的合閘脈沖還存在，致使故障相開(kāi)關(guān)造成第二次合閘。

對(duì)于非故障相由于一直在合位，當(dāng)重合閘動(dòng)作后發(fā)出合閘脈沖時(shí)，經(jīng)過(guò)常閉通路遠(yuǎn)近控開(kāi)關(guān)-SK1、輔助開(kāi)關(guān)-QF1長(zhǎng)開(kāi)接點(diǎn)（開(kāi)關(guān)合位時(shí)閉合），防跳回路接通，防跳繼電器在50ms后就會(huì)動(dòng)作并通過(guò)自己動(dòng)合接點(diǎn)保持，同時(shí)通過(guò)防跳繼電器的動(dòng)斷接點(diǎn)斷開(kāi)本相的合閘回路，從而在保護(hù)后加速動(dòng)作跳開(kāi)三相開(kāi)關(guān)后，非故障相的防跳起到了作用，RCS-931AM保護(hù)重合閘脈沖還在的情況下，非故障相開(kāi)關(guān)不會(huì)進(jìn)行第二次合閘。

5 整改措施

根據(jù)ABB機(jī)構(gòu)的相應(yīng)資料和繼電器的動(dòng)作時(shí)間參數(shù)要求，對(duì)防跳回路進(jìn)行整改，措施如下：

1）建議將220千伏組合電器斷路器機(jī)構(gòu)內(nèi)防跳閘回路的斷路器輔助開(kāi)關(guān)接點(diǎn)，更換為轉(zhuǎn)換時(shí)間較長(zhǎng)的特殊接點(diǎn)接點(diǎn)，防跳繼電器更換為動(dòng)作時(shí)間小于20毫秒的快速中間繼電器，如果暫時(shí)沒(méi)有更換原件的要求，使用斷路器的操作箱內(nèi)的防跳回路；

2）對(duì)于組合開(kāi)關(guān)和保護(hù)裝置的配合使用問(wèn)題，使用斷路器機(jī)構(gòu)內(nèi)的防跳回路要對(duì)防跳繼電器的動(dòng)作時(shí)間、動(dòng)作電壓，從重合閘壓板的投退、重合閘時(shí)間的整定等方面采取措施，是開(kāi)關(guān)和保護(hù)裝置能夠配合得當(dāng)， 這樣就可以達(dá)到開(kāi)關(guān)的動(dòng)作可靠性要求；

圖5 斷路器動(dòng)作正常時(shí)候各原件動(dòng)作配合圖

3）對(duì)于新投運(yùn)220千伏SF6設(shè)備機(jī)構(gòu)的組合電器變電站，要求二次回路中分配原件的質(zhì)量、選型和技術(shù)要求越賴越高，必須加大二次回路的試驗(yàn)深度，提高現(xiàn)場(chǎng)的全面的驗(yàn)收管理工作，避免類似的情況發(fā)生；

4）建議廠家選用的ABB液壓機(jī)構(gòu)的合閘閉鎖值進(jìn)行調(diào)整，使斷路器能夠按照出廠說(shuō)明的要求做到執(zhí)行一個(gè)操作循環(huán)后，能閉鎖分合閘操作回路。

6結(jié)論

文中由于開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作特性和開(kāi)關(guān)的一些輔助繼電器的動(dòng)作時(shí)間與保護(hù)的配合出現(xiàn)了一些問(wèn)題，就要求組合ＧＩＳ電氣機(jī)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)二次回路中分立配合元件的質(zhì)量、選型和技術(shù)要求也越來(lái)越高,為此必須加大二次回路的試驗(yàn)深度，對(duì)回路的每一個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行性、量試驗(yàn)。

對(duì)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)的一些控制回路繼電器要進(jìn)行動(dòng)作電壓、動(dòng)作時(shí)間試驗(yàn)，做到符合規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)。防跳繼電器的參數(shù)選用必須和操作機(jī)構(gòu)的參數(shù)匹配，其動(dòng)作時(shí)間應(yīng)不大于斷路器輔助觸點(diǎn)的切換時(shí)間和保護(hù)的動(dòng)作脈沖時(shí)間，這樣防跳裝置才能工作可靠，才能起到防止開(kāi)關(guān)跳躍的作用。

在對(duì)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)的防跳時(shí)間繼電器更換為動(dòng)作時(shí)間短的ABB生產(chǎn)的KC6型繼電器更換后，把斷路器輔助接點(diǎn)更換為動(dòng)作時(shí)間較長(zhǎng)的接點(diǎn)后，做線路永久故障試驗(yàn)，保護(hù)動(dòng)作后重合閘動(dòng)作保護(hù)后加速動(dòng)作就正常，開(kāi)關(guān)不會(huì)進(jìn)行第二次合閘，開(kāi)關(guān)防跳起到了作用。

（本文選編自《電氣技術(shù)》，原文標(biāo)題為“某220kV線路故障引起的母差動(dòng)作事故分析”，作者為王晉、郭慧鋒。）