一起母線二次電壓消失故障的分析及防范措施

梁桂新

（廣東電網公司云浮供電局，廣東 云浮 527300）

1 一起母線二次電壓消失故障

2 20kV天馬變電站，操作人員執行“將220kV 1M母線上所有設備倒至2M母線，1M母線由運行轉檢修”的倒母線操作任務，當執行到“斷開220kV母聯2012開關”的時候，隨即引起220kV 2M母線二次電壓消失。由于該起故障發現及時、處理得當，2M母線二次電壓很快得到恢復，操作人員亦順利完成了余下的倒閘操作任務。整個過程未出現保護誤動情況，未造成經濟損失。

2 揭示該故障的原因

運行人員日常巡視時未能及時發現#2主變高22021刀閘分閘不到位引起的二次電壓未切換，為后來的母線二次電壓消失故障留下隱患。由于#2主變高22021刀閘分閘不到位，使兩路母線的電壓互感器二次長期并列運行，當操作到“斷開220kV母聯2012開關”時候，220kV 1M母線突然失壓，運行中的220kV 2M母線的電壓互感器二次向220kV 1M母線的電壓互感器反充電，反充電的大電流瞬間使2M母線的電壓互感器二次空氣開關跳閘，造成2M母線二次電壓消失。

為了更直觀地表述上述問題，引用#2主變高壓側交流電壓切換回路圖，如圖1所示，圖中左上方的1G為#2主變高22021刀閘的輔助接點，2G為#2主變高22022刀閘的輔助接點，圖中右上方 的 1YQJ1、1YQJ2、1YQJ3、2YQJ1、2YQJ2、2YQJ3為電壓切換繼電器，圖中左側的UAI、UBI、UCII、ULI連接到1M母線電壓互感器的二次側，UAII、UBII、UCII、ULII連接到2M母線電壓互感器的二次側。正常情況下#2主變高掛2M母線運行，即22021刀閘在拉開狀態，常開輔助接點1G在拉開位置，常閉輔助接點1G在閉合位置；22022刀閘在閉合狀態，常開輔助接點2G在閉合位置，常閉輔助接點2G在拉開位置（見圖1）。

由于22021刀閘分閘不到位，即使常開輔助接點1G已打開，但是常閉輔助接點1G未閉合，造成電壓切換繼電器1YQJ1不能復歸，也就是說電壓切換繼電器1YQJ1的常開接點是閉合的，那么2M母線上的電壓互感器二次側電壓UAII、UBII、UCII、ULII就會先后經過電壓切換繼電器2YQJ1的常開接點、電壓切換繼電器1YQJ1的常開接點到達1M母線電壓互感器的二次側，然后通過空氣開關反充電到1M母線電壓互感器一次側，反充電的大電流瞬間使2M母線的電壓互感器二次空氣開關跳閘，造成了2M母線二次電壓消失。

3 分析該故障的原因

圖1 #2主變高壓側交流電壓切換回路圖

當分、合母線側刀閘后，需要全面檢查二次電壓切換指示是否正常。習慣上我們檢查了母差保護裝置刀閘位置指示燈的變化是否正確，檢查了該間隔電壓切換裝置上二次電壓切換指示燈變化是否正確。但這兩種檢查只是針對刀閘的常開輔助接點的檢查，卻忽略了刀閘常閉輔助接點的檢查。同時檢查刀閘的常閉輔助接點控制的電壓切換繼電器是否復歸，才是二次電壓回路切換成功的關鍵。

我們不能直觀地觀察到刀閘的常閉輔助接點的位置，但是我們可以從監控機“切換繼電器同時動作”光字牌間接地同時判斷刀閘的常開、常閉輔助接點是否切換到位。圖二為切換繼電器同時動作的信號回路。結合圖一和圖二分析以下問題：圖二中常開接點1YQJ3、2YQJ3為圖一中兩個電壓切換繼電器1YQJ3、2YQJ3的常開接點。當同時合上母線側兩把刀閘，圖一中的常開輔助接點1G、2G同時閉合，電壓切換繼電器1YQJ3、2YQJ3動作，圖二中的常開接點1YQJ3、2YQJ3閉合，回路導通，監控機“切換繼電器同時動作”光字牌亮；當拉開其中一把刀閘后，例如拉開1母刀閘，圖一中的常開輔助接點1G打開，常閉輔助接點1G閉合，電壓切換繼電器1YQJ3復歸，圖二中的常開接點1YQJ3打開，回路斷開，監控機“切換繼電器同時動作”光字牌滅（見圖2）。

圖2 切換繼電器同時動作的信號回路

所以，母線側刀閘分、合閘不到位引起的輔助接點不切換易被忽視。在倒母線過程中，如果不注意檢查母線側刀閘輔助接點的切換，會影響正常的運行。最壞的情況是中斷母線上所有設備的保護、儀表、自動裝置的交流電壓，可能造成一些保護如阻抗保護、低電壓保護產生誤動。

4 防范類似故障的措施

4.1 組織措施

(1)每次倒母線操作時要認真組織全班人員進行危險點討論與分析，并安排熟悉倒閘操作的人員擔任操作人和監護人。填寫好操作票后，嚴格執行三次審核程序后并簽字，并將寫好的操作票與主接線圖仔細核對。(2)對于這類大型的倒母線操作，操作人員宜由原來的2人增加到4人。新增的兩人負責監視主接線圖上運行方式的變化并監視各電壓切換繼電器的動作情況。兩組人之間用工作手機溝通。當發現某一刀閘合上而其輔助接點控制的電壓切換繼電器未啟動或刀閘斷開而其輔助接點控制的電壓切換繼電器未復歸，應立即通知操作人員。

4.2 技術措施

(1)改進電壓切換箱上二次電壓切換指示燈回路。如圖一所示，L1YQJ、L2YQJ為兩盞監視母線二次電壓的指示燈。當常開輔助接點1G或2G閉合時，回路導通，該指示燈亮。但是，該指示燈只能反映刀閘常開輔助接點是正常的，不能反映刀閘常閉輔助接點是正常的。因此，我們將該二次電壓切換指示燈回路作以下變更：將電壓切換繼電器的常開接點1YQJ1與指示燈L1YQJ串聯后接于直流電源的正極與負極之間，將電壓切換繼電器的常開接點2YQJ1與指示燈L2YQJ串聯后接于直流電源的正極與負極之間，即用電壓切換繼電器的常開接點控制指示燈。這樣，只有刀閘的常開輔助接點與常閉輔助接點同時切換正常后該指示燈才點亮或熄滅。(2)修改操作票，將停用母線電壓互感器的操作提前。具體提前到“斷開220kV母聯2012開關”之前。停用母線電壓互感器的同時要將其二次側空氣開關斷開，有效地防止了母線電壓互感器二次側向一次側反充電；我們知道，通常情況下，電壓互感器二次側串有一次側刀閘的常開輔助接點。我們可以利用“拉開電壓互感器一次側刀閘時，同時斷開電壓互感器二次回路”這個道理，將停用母線電壓互感器提前，即使2條母線電壓互感器的二次側在并列位置，由于母線電壓互感器的二次側被斷開，亦有效地防止了母線電壓互感器二次側向一次側反充電。(3)修改操作票，增加對監控機“切換繼電器同時動作”光字牌的檢查。倒完一個間隔后，發現“切換繼電器同時動作”復歸就說明這個間隔的二次電壓回路已經完成由一路母線倒至另一路母線；若發現“切換繼電器同時動作”未復歸，就說明該間隔的二次電壓回路未能倒至另一路母線，兩路母線上的電壓互感器二次側此時并列運行，這時候操作人員應該中斷操作。

[1]倒閘操作中的幾個問題分析[J].山西電力.

[2]35-110kV變電站仿真培訓教材[M].廣州：廣東電力出版社.