500kV断路器合闸回路故障引起的保护 误动事故分析

500kV断路器合闸回路故障引起的保护误动事故分析
摘要：本文以一起500kv断路器合闸回路故障引起的保护误动事故为例，探讨保护误动事故发生的故障原因，进一步检查变电站故障信息，并检查合闸连锁回路设计是否存在问题，为
解决故障提出电路系统改进方案。

关键词：重合闸；回路故障；误动事故
引言
我国电路系统再防止误动事故制订了“五防”总则规定：一是防止误分、误合断路器；二是防
止带负荷拉、合刀闸；三是防止带地刀送电；四是防止误入带电间隔。

我国在维护电力系统
安全过程中针对第一条一般通过规范操作流程和操作人员行为来实现，针对后三条一般通过
电器二次闭锁回路减少事故，针对第五条一般通过设置悬挂机械锁或遮拦来实现[1]。

但是在
实际的电力系统维护过程中也会出现短路合闸回路故障引起的保护误动事故。

1 保护误动事故案例介绍
某地500kv变电站采用三分之二电器主线接线方式，在二次回路500kv甲1线和2线时与该
地发电厂衔接。

发电厂使用的发电机装机容量为2×600万伏，同样采用三分之二电器主接线
方式。

此次故障发生的甲2线所在的变电站在5021和5022断路器与1M和2M衔接，然后
于发电厂的5031和5032断路器1M和2M衔接。

故障出现前，电力系统和发电厂运行正常。

故障发生后，变电站甲2线双套怒保护出现差错，在0.8s后5021断路器发射出B相重合闸
指令，2.5s后断路器三相不一致保护均跳开三相，5031和5031断路器保护没有发出重合闸
的指令，甲2线停止运行。

图1 500kv断路器甲2线系统图
2 故障信息分析
根据对以上事故进行分析，引发保护误动事故的故障主要为以下几个方面：一是甲2线变电
站侧故障问题。

在变电站运行过程中，值班人员轮流看守甲2线故障录波，当出现断路器发
出B相重合闸命令后而B相重合闸却没有合闸，而0.8秒后甲2线路却没有恢复正常电压。

二是甲2线发电厂出现故障。

发电厂同样有值班人员轮流值守监看甲2线的故障录波，当
0.8秒后甲2线的电压没有恢复正常后，而50.31和5032断路器也没有发出重合闸指令[2]。

3 变电站故障查找
变电站故障查找系统中“控制回路断线”预警命令石油TWJ常闭节电和HWJ常闭节电共同完
成的，其预警命令示意图如图2所示。

当短路控制器回路在正常运行情况下，无论是分闸还
是合闸，断路器控制回路断线的命令也不会发出。

工作人员对发电站侧故障进行现场检查，
发现5021端路线的第一组控制回路电源和第二组控制回路电源没有任务问题。

当B相开关
跳开后，控制回路随后断线，这是由于B向跳位监视回路可能被断开，而TWJb和1HWJb形
成第一控制回路断线，而TWJb与2HWJb形成第二控制回路断线。

从以上的分析可以看出当5021断路器重合失败后，控制回路短线出现的两个故障情况最终
会归咎为一处，那就是5021断路器就地汇控柜内的合闸回路断开。

4 合闸连锁回路设计原理及优缺点分析
4.1 合闸连锁回路设计原理和优点
在上文提到的“五防”总则中，严禁带符合拉合隔离刀闸。

在电
图3 VX合闸联锁
4.2 回路设计的缺点
虽然VX合闸联锁具有一定的优势，但是该项设计仍然存在一定的弊端：一是断路器合闸回
路易断开。

当发生线路任何但想出现故障时，重合闸不成功。

当故障回路先合断路器后，也
不能及时与重合，使得后断路器重合闸出口障碍，进而引发整个电路停电，出现上文提到的
甲2线事故停电。

二是跳位监视回路断来。

当跳位监视回路意识到故障并被断开后，此时
TEJ继电器不能正确识别，断路器断开后不能识别断路器分闸位置，使得对线路和断路器不
能形成保护。

总而言之VX联锁回路易导致三相合闸回路的断开，而集电极无法正确反映断
路器的实际位置，合闸操作和关联的保护装置不能启动。

结束语
针对该起500kv断路器合闸控制回路设计方案出现的问题有以下两种改进措施：一是TWJ继电器是保护装置程序，对其要求尽可能是不受故障印象忠实反映断路器实际位置即可。

为此，可设计合位监视回路，TWJ继电器有断路器的常闭辅助节点气动，与合闸回路形成分散的态势，保证TWJ气动回路后的独立性和安全性。

二是VX联锁继电器的动作信号与监控系统连接，当发现继电器动作后，应立即安排维修人员检查并排除故障。

经过长远而综合的考量，
该地变电站采用第二套方案对电力系统进行改造，效果明显，并及时发现和排除了设备运行
安全隐患。

参考文献
[1]刘涛,王贵山,黄健金,贾颖涛,刘天佑. 500kV断路器合闸回路故障引起的保护误动事故分析[J]. 陕西电力,2014,06:77-80.
[2]蒋苏静,蒋国顺. 220kV断路器操作回路的优化配合研究[J]. 高压电器,2013,11:88-93.。