1.事故經過
某變電站220 kV一次接線為雙母線帶旁路方式,事故前為正常運行方式,220 kV 4682線在正母線運行,工作任務為4682線正母線刀閘檢修,如圖1所示。
運行值班人員根據操作任務(220 kV正母線檢修,4682開關由正母線運行倒至副母線運行)操作,在操作至將220 kV母線電壓切換開關由“斷開”位置切換至“投入”位置,拉開母聯開關時,220 kV正、副母線PT二次空氣開關跳開,220 kV保護裝置交流二次回路全部失壓,并造成了2條220 kV線路誤動作跳閘,使得2臺135 MW機組與系統解列。
2、事故原因分析
手動進行電壓切換有2種方式:
(1) 在切換開關過程中,保護裝置將瞬間失去電壓,在切換前,應先停用該線路上所有電壓保護。這種切換方式不會造成反充電,但需要停用保護,在實際生產中已不使用。
(2) 在切換開關過程中,保護裝置不會失去電壓,保護不停用。但是兩組PT二次回路要并聯。
PT二次回路并聯同樣有2種形式: (1) 電壓切換開關由“斷開”打至“投入”位置,因母聯開關及其兩側刀閘在合閘位置,其相應輔助接點在閉合狀態,則切換繼電器勵磁,其常開接點閉合后,兩組PT二次回路電壓并聯;
(2) 雙母線運行的開關的兩側母線刀閘同時運行時(刀閘雙跨),刀閘輔助接點動作,使1YQJ、2YQJ勵磁,其常開接點閉合使兩組PT短時并聯,也可以保證保護裝置不失電,如圖2所示。
一定要注意這2種形式的PT二次回路并聯,必須保證2組PT都帶有正常電壓。如果一組帶電,一組不帶電,則不允許二次回路并聯,否則要造成反充電。
那么2種PT二次回路并聯怎樣操作呢?由于正、副母線PT的實際特性不完全一致,致使二次回路電壓有壓差,如果靠刀閘輔助接點或電壓切換繼電器的接點來切換二次回路電壓,頻繁操作可能使其接點燒損,導致接觸不良或粘連,發生設備事故。而電壓切換開關接點容量大,不會發生接點燒損現象,二次回路并聯后,刀閘輔助接點或電壓切換繼電器的接點在等電位上并聯,不存在接點燒損或粘連現象。所以在倒母線操作之前,應先將電壓切換開關由“斷開”打至“投入”位置。
在這起事故中,220 kV 4682線正母線刀閘檢修,值班員按照如下順序操作:
(1) 將220 kV母線運行切換開關從“固定”位置切至“破壞固定”位置;
(2) 檢查220 kV母聯開關三相確在合閘位置;
(3) 取下母聯開關操作保險;
(4) 合上4682線2G刀閘;
(5) 拉開4682線1G刀閘;
(6) 放上母聯開關操作保險;
(7) 將220 kV電壓切換開關從“斷開”位置切至“投入”位置;
(8) 拉開220 kV母聯開關;
(9) 拉開母聯IG刀閘;
(10) 拉開母聯IIG刀閘;
(11) 分開正母線壓變二次回路空氣開關;
(12) 拉開正母線壓變IIIG刀閘。
從以上分析可以看出,電壓切換開關應在熱倒前置于“投入”位置,在倒排結束、母聯開關斷開之前投至“斷開”。但值班員在倒排后將PT二次回路并聯,此時拉母聯開關,正母線PT失電,由于母聯開關輔助接點斷開要滯后于母聯開關,也就是在母聯開關輔助接點斷開之前,正母線PT已經失電,這樣就造成副母線PT通過二次并聯回路對正母線PT反充電。由于電流非常大,副母線PT二次回路空氣開關跳開,造成2條母線二次電壓全部失去,致使220 kV線路跳閘(因交流失壓時,有區外故障,保護啟動,導致保護誤動出口跳閘)。
3、如何應對電壓互感器反充電事故
(1) 當分別控制兩組母線電壓的切換繼電器同時動作時,應發出信號。在發出信號期間,運行值班人員嚴禁斷開母聯開關,以防止PT二次回路反充電。當切換繼電器工作不正常,1YQJ、2YQJ處于失磁狀態,應發出“交流電壓回路斷線”信號,此時運行值班人員應立即將與電壓有關系的保護退出運行,在保護回路電壓恢復正常后,才允許將保護裝置重新投入運行。
(2) 運行值班人員在投入PT二次空氣開關前,應檢測空氣開關下口。在確認下口不帶電后,方可投入PT二次空氣開關,否則有可能造成PT二次回路反充電。
(3) 在倒母線操作時要規范操作順序,在將一條母線線路全部倒至另一母線后,應首先拉開母線壓變二次回路空氣開關,然后才能拉開母線壓變刀閘。
(4) 運行中的刀閘,在不停用相關保護的情況下,不得進行刀閘輔助接點的檢修工作。
(5) 刀閘輔助接點控制的1YQJ、2YQJ電壓繼電器,在斷電時應保證可靠失磁復歸。同時,其觸點容量應保證在電壓回路故障通過短路電流時,不致發生粘連現象,以防止造成通過PT二次側向一次側母線反充電。目前使用的操作箱一般采用自保持的電壓切換繼電器,目的是確保在一次刀閘輔助接點接觸不良的情況下,保護裝置不會失壓。但同時在復歸圈動作不可靠的情況下,若繼電器自保持,則PT將出現二次回路并聯現象。因此,在繼電器校驗完畢后要求繼電保護人員測量2組帶自保持的1YQJ、2YQJ電壓繼電器,確保只有一組電壓切換繼電器動作。
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