110kv线路断线缺相运行后果（220kV线路故障引起的母差动作事故分析）

110kv线路断线缺相运行后果（220kV线路故障引起的母差动作事故分析）03时03分40秒882毫秒200kV RCS 951母差失灵保护动作跳断路器。跳开北母母线上201，260，261断路器致使整条母线失电。03时03分40秒475毫秒，线路失灵保护装置动作，即有“保护动作信号”及“故障相电流”，而母线在发生线路单相接地故障，而A 、B相跳开非全相运行条件下，母线负序和零序电压超过闭锁值，解除对失灵保护的复合电压闭锁，根据故PSL-602GC光距保护障动作及滤波图２、图３的记录，一号线断路器在C相重合不成功后，经70毫秒，又再次重合于故障线路，由于分闸压力闭锁，Ｃ相不能分闸，500毫秒后引起失灵保护动作。该组合断路器为河南平高电气有限公司生产的ZF11-252型GIS组合电器（断路器机构为ABB机构），220kV东凤线路261保护为南瑞继保RCS-931AM光差和国电南自 PSL-602GC光距保护。开关防跳使用的是开关汇控柜内配置的施耐德公司生产的CAD

在变电站的运行过程中，母线的差动保护优为重要，一次误动都会使一条母线失电，造成变电站停电，对电网造成不稳定运行带来了隐患。本文针对某220kV线路的一次故障使得一条母线停电的原因进行了认真的分析，找出故障的的动作原因，并提出了相应的解决措施。

电网的稳定运行，直接影响着经济的发展，所以电网的可靠性就要求越来越高了，一旦电网的误动或据动就会给国民经济带来很大的损失。某年 凤城变电站发生了一起断路器单相拒动的事故。导致启动了断路器的失灵保护，两套母线保护均启动并出口跳闸，跳开了220kV母线上面的所有的断路器，一号主变压器跳开母线的重大的事故。

1事故前运行方式

220kV凤城变电站主设备：1号、2号主变并列运行，中性点采用一个接地点，1号主变中性点地刀2010、1010在合位，2号主变中性点地刀2020、1020在断位。220kV南北母经母联260断路器并列运行，202、262、263断路器上南母运行， 201、261断路器上北母运行。运行的一次接线如图1。

图1 220 kV 电气一次设备联络图

2 设备配置情况

该组合断路器为河南平高电气有限公司生产的ZF11-252型GIS组合电器（断路器机构为ABB机构），220kV东凤线路261保护为南瑞继保RCS-931AM光差和国电南自 PSL-602GC光距保护。开关防跳使用的是开关汇控柜内配置的施耐德公司生产的CAD-32MDC型中间继电器。母线差动保护使用的是：南京南瑞继保电气有限公司生产的RCS-951AB母差保护和深圳南瑞科技有限公司生产的BP-2B母差保护装置。故障滤波器使用的是成都府和电气有限公司的FH-3000电力故障滤波监测装置。

3 保护装置动作分析

某年12月5日03时03分39秒915毫秒，261东凤线线路出线单相永久接地故障，双套保护均：南瑞继保的RCS-931A光纤差动保护和国电南自的PLS-620G光纤距离保护双套纵联保护C相均动作，03时03分39秒930毫秒C相断路器跳闸，由于是投单跳单重。03时03分40秒475毫秒重合闸动作。开关合与永久性故障，03时03分40秒532毫秒断路器再次动作，03时03分40秒549毫秒加速三相跳闸。跳开261的三相开关。

跳开后，没有原因的开关C相出现再次重合，开关连续动作，故障相断路器动作次数达到四次，超出了断路器机构压力正常能保证动作三次要求，压力降低闭锁跳闸回路，由于C相发生永久性的接地故障电流依然存在，故障没有消除。

03时03分40秒475毫秒，线路失灵保护装置动作，即有“保护动作信号”及“故障相电流”，而母线在发生线路单相接地故障，而A 、B相跳开非全相运行条件下，母线负序和零序电压超过闭锁值，解除对失灵保护的复合电压闭锁，根据故PSL-602GC光距保护障动作及滤波图２、图３的记录，一号线断路器在C相重合不成功后，经70毫秒，又再次重合于故障线路，由于分闸压力闭锁，Ｃ相不能分闸，500毫秒后引起失灵保护动作。

03时03分40秒882毫秒200kV RCS 951母差失灵保护动作跳断路器。跳开北母母线上201，260，261断路器致使整条母线失电。

失灵启动后，跳开了北母上所有的断路器，由于261的开关机构动作压力不够，C相断路器一直在合位，启动了非全相保护，03时03分42秒495毫秒非全相保护动作，此时开关机构的动作能量不够，不能动作，开关机构进行储能，03时04分01秒105毫秒，能量达到动作要求，B相跳位动作，非全相保护返回。

从滤波图可以看出故障后220KV C相母线电压降低（二次为15伏），正常值为59伏，261开关C相有故障电流，C相最大故障电流为3.62A（二次值）CT变比为1600/1，一次故障电流为5792A，零序电流3I0与C相故障电流大小接近，相位相同，11毫秒开关跳开，554毫秒开关重合上，601毫秒开关三跳再次切除故障。

图２ PSL602GC数子保护装置故障滤波图(时间一段)

图３ PSL602GC数子保护装置故障滤波图(时间二段)

4 事故情况分析

通过对断路器厂家、保护厂家的断路器及保护分别进行检查后，都未发现异常，专业人员在试验中发现用RCS-931AM保护做永久性故障试验时会发生开关第二次合闸，而PSL-602GC保护做永久性故障试验时开关不会第二次合闸。调看了滤波图进行分析。

初步判断为RCS-931AM保护与断路器机构配合有问题，一种可能就是开关机构内防跳继电器的动作情况有问题，防跳回路未起到防止开关跳跃的作用。随后用常规的防跳回路试验方法对防跳回路进行试验（开关在分位时长时间短接合闸接点，让合闸脉冲一直存在，再短接跳闸接点）开关跳开，开关不会进行第二次合闸，防跳能起到作用。

专业人员又对机构内的防跳继电器单独进行试验，发现其动作时间约50毫秒（时间过长）。随后在断路器现场安装了便携式录波器，对断路器的跳、合闸电压脉冲及断路器的位置、防跳继电器的长闭接点接入录波器进行录波，从录的波形分析发现在模拟单相永久性故障的情况下，断路器故障相在故障发生后跳开，重合到永久性故障加速复跳开三相后，由于故障相断路器机构内防跳继电器未动作，致使故障相断路器又进行了第二次合闸。

在整个动作过程中，故障相断路器动作次数已达到四次，超出断路器机构压力正常时能保证动作三次（包括合闸、跳闸）的要求，所以当故障相断路器第四次动作后（即第二次合闸），机构压力降低闭锁了跳闸回路，如果线路此时仍有故障，故障相断路器将会拒动。

下面以断路器A相为例，见下图４，分析防跳的动作原理：从A相经-X2：19发出合闸信号，经过常闭通路远近控开关-SK1（11/12）、防跳继电器-K12接点（21/22）、合闸闭锁继电器-K9接点（21/22）、合闸线圈-Y1A（1/2）、辅助开关-QFA1（10/12并6/8）接点后，断路器由分闸向合闸动作，同时带动辅助开关动作。

-QFA1（7/8）闭合后，合闸信号依然存在时，防跳继电器K12受电，线圈动作，触点K12（13/14）动作闭合并通过本身保持K12，K12（21/22）接点断开，断路器跳开后，合闸脉冲还存在时，K12靠自己接点保持一直动作，K12（21/22）接点断开合闸回路，断路器不会再次合闸，起到防跳作用。

图4 断路器防跳动作原理图

通过分析由于RCS- 931AM 保护重合闸动作后脉冲展宽时间为120MS，602GC重合闸保护动作脉冲展宽时间为60—80MS，PSL-602GC保护合闸脉冲在开关第二次跳开后已经消失，而故障相第二次跳开后，RCS931保护的合闸脉冲还存在，致使故障相开关造成第二次合闸。

对于非故障相由于一直在合位，当重合闸动作后发出合闸脉冲时，经过常闭通路远近控开关-SK1、辅助开关-QF1长开接点（开关合位时闭合），防跳回路接通，防跳继电器在50ms后就会动作并通过自己动合接点保持，同时通过防跳继电器的动断接点断开本相的合闸回路，从而在保护后加速动作跳开三相开关后，非故障相的防跳起到了作用，RCS-931AM保护重合闸脉冲还在的情况下，非故障相开关不会进行第二次合闸。

5 整改措施

根据ABB机构的相应资料和继电器的动作时间参数要求，对防跳回路进行整改，措施如下：

1）建议将220千伏组合电器断路器机构内防跳闸回路的断路器辅助开关接点，更换为转换时间较长的特殊接点接点，防跳继电器更换为动作时间小于20毫秒的快速中间继电器，如果暂时没有更换原件的要求，使用断路器的操作箱内的防跳回路；

2）对于组合开关和保护装置的配合使用问题，使用断路器机构内的防跳回路要对防跳继电器的动作时间、动作电压，从重合闸压板的投退、重合闸时间的整定等方面采取措施，是开关和保护装置能够配合得当， 这样就可以达到开关的动作可靠性要求；

图5 断路器动作正常时候各原件动作配合图

3）对于新投运220千伏SF6设备机构的组合电器变电站，要求二次回路中分配原件的质量、选型和技术要求越赖越高，必须加大二次回路的试验深度，提高现场的全面的验收管理工作，避免类似的情况发生；

4）建议厂家选用的ABB液压机构的合闸闭锁值进行调整，使断路器能够按照出厂说明的要求做到执行一个操作循环后，能闭锁分合闸操作回路。

6结论

文中由于开关机构的动作特性和开关的一些辅助继电器的动作时间与保护的配合出现了一些问题，就要求组合ＧＩＳ电气机开关机构二次回路中分立配合元件的质量、选型和技术要求也越来越高 为此必须加大二次回路的试验深度，对回路的每一个环节进行性、量试验。

对开关机构的一些控制回路继电器要进行动作电压、动作时间试验，做到符合规程标准。防跳继电器的参数选用必须和操作机构的参数匹配，其动作时间应不大于断路器辅助触点的切换时间和保护的动作脉冲时间，这样防跳装置才能工作可靠，才能起到防止开关跳跃的作用。

在对开关机构的防跳时间继电器更换为动作时间短的ABB生产的KC6型继电器更换后，把断路器辅助接点更换为动作时间较长的接点后，做线路永久故障试验，保护动作后重合闸动作保护后加速动作就正常，开关不会进行第二次合闸，开关防跳起到了作用。

（本文选编自《电气技术》，原文标题为“某220kV线路故障引起的母差动作事故分析”，作者为王晋、郭慧锋。）