110kV变电站刀闸自动分闸原因分析与管控措施

110kV变电站刀闸自动分闸原因分析与管控措施
发表时间：2019-12-17T09:47:25.277Z 来源：《中国电业》2019年17期作者：张志文
[导读] 本文介绍了一起110kV变电站刀闸自动分闸故障的继电保护动作行为情况。

摘要：本文介绍了一起110kV变电站刀闸自动分闸故障的继电保护动作行为情况。

通过对测控装置、SCADA曲线数据及现场SOE记录数据的详细分析，发现了刀闸自动分闸的原因。

建议重视对二次电缆的绝缘试验、定期维护、刀闸电机操作电源空开规范等，根据试验数据和巡视结果，运用风险矩阵对设备健康度和重要度进行定级。

关键词：刀闸；电缆；电机操作电源空开
目前变电站运行管理模式为“调监控一体+多巡维中心”，调控中心负责辖区变电站的调度、监视和远方控制；巡维中心隶属于变电管理所，负责变电站现场控制和巡维。

除了有人值守变电站外，对其余无人值守站的刀闸，调度中心实施常态化调度端远方操作，针对无人值守模式，本文将介绍一起110kV变电站刀闸自动分闸故障的继电保护动作行为，分析保护动作原因及应采取的对应管控建议，为类似故障的分析与处理提供借鉴。

1 故障情况
故障前，110kV甲变电站35kV甲乙线运行方式为314、3141、3143、0354均处于合闸状态，31417、31437、31438均处于分闸状态。

线路对侧35kV乙变电站35kV甲乙线开关处于热备用状态，甲乙线电容电流为2A，无功功率为0.1Mvar，有功功率为0。

35kV乙变电站负荷全部由110kV丙变电站35kV丙乙线供电。

8月13日凌晨01时15分，系统监控画面提示“110kV甲站35kV甲乙线314间隔没有负荷电流”。

在110kV甲站现场检查发现线路侧3143刀闸处于“半分半合”状态，3143刀闸电机操作电源空开处于“断开”状态；而314、3141、0354刀闸处于“合闸”状态。

当调度远控断开了314开关，准备再合上3143刀闸，然后恢复送电时，刚把3143电机操作电源空开合上，3143刀闸就从“半分半合”状态继续分闸，分到位之后又继续合闸。

对于高压输电线路，五防有严格规定：只有当开关分开之后，才可以操作断开开关两侧相应的刀闸。

而3143刀闸“半分半合”与314开关闭合的现状，完全不符合电气闭锁原理。

同时合上3143刀闸的电机操作电源空开之后，在没有遥控命令的情况下，3143刀闸自动分合闸的现象，也属于设备缺陷。

2 处理结果与原因分析
将314开关端子箱到3143刀闸机构箱的控制回路二次电缆解开后，检查并确认从314开关端子箱到3143刀闸机构箱控制回路二次电缆正常，3143刀闸机构内部正常。

从主控室“35kV甲乙线线路保护测控柜”内端子排处解开3143刀闸外部控制回路二次电缆，检查确认3143刀闸的测控装置接点也正常。

然而，检查还发现3143刀闸从“35kV甲乙线线路保护测控柜”到“35kV甲乙线开关端子箱”之间的3根控制回路二次电缆芯绝缘值为O欧（合格值≥1MΩ），此值不满足合格值大于1兆欧的标准，因此，该电缆绝缘测试不合格。

2.1处理结果
针对3143刀闸从“35kV甲乙线线路保护测控柜”到“35kV甲乙线开关端子箱”之间的控制回路二次电缆绝缘值为O欧的故障缺陷，将甲站内二次电缆沟盖板翻开，逐一对控制回路二次电缆进行排查，检查发现在314开关端子箱正下方电缆沟处3143刀闸控制回路二次电缆已经腐蚀损毁，导致一根电缆中所有电缆芯短接在一起。

检查还发现3143刀闸的控制回路共用一根4*1.5的电缆：3143刀闸三根电缆芯——L（火线）、YF（分闸）、YH（合闸），零线（N）是端子箱处公共零线，还剩余1根备用芯，其控制回路如图1所示。

图1 3143刀闸控制回路图
2.2原因分析
（1）二次电缆损坏直接导致了刀闸控制回路接通。

3143刀闸控制回路二次电缆损坏，导致3143刀闸二次控制回路不经过测控装置的分、合闸接点而直接导通。

在二次电缆损坏处，3143刀闸控制回路的3根电缆芯L（火线）、YF（分闸）、YH（合闸）已经短接在一起，由于存在314、31417、31427三个闭锁回路（其中31417、31427接地刀闸在分位，31417、31427闭锁接点已导通），只有314开关在运行状态，其闭锁接点断开，导致3143刀闸二次控制回路未达到导通条件，因此3143刀闸一直未动作。

然而，00时59分，35kV甲乙线线路瞬时故障，314开关跳闸，2S后重合。

也就在314开关跳闸时，其闭锁接点导通，3143的电气闭锁被解除。

而3143分闸回路早已被接通，导致3143刀闸出现了2S的分闸。

因此，出现了3143刀闸在“半分半合”状态。

由于瞬时故障消失，2S后重合闸动作，314开关电气闭锁回路被再次断开，3143刀闸因电气闭锁而突然停止，导致了3143刀闸电机操作电源空开跳开，因此，出现了3143刀闸的电机操作电源空开在“断开”状态。

表1 35kV。