工艺设备 中国化工贸易 Ｃｈｉｎａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｒａｄｅ ２ 一起典型的变电站跳闸事件分析 刘建军 （内蒙古超高压供电局，内蒙古呼和浩特０１００８０； 内蒙古工业大学电力学院，内蒙古呼和浩特０１００５１） 摘要：由于２２０ｋＶ线路有雷电侵入，天气情况为大雨，导致线路断路器Ａ相外绝缘闪络，弧光引起母线侧Ａ、Ｂ相短路。引起了５００ｋＶ某变电 站２２０ｋＶ １号母线双套母差保护动作出口，切除１号母线，１号主变中压失灵保护出口，１号主变三侧跳闸。２２０ｋＶ ２、３、４号母线因所接线路全部为 风电场线路，１号主变跳闸后，电能无法送出，对侧失电，导致２２０ｋＶ ２、３、４号母线全部失电，３５ｋＶ ０号、１号站用变失电，导致全站失电。此次事 件为非常罕见的变电站跳闸事件，本文介绍了事件的发生情况，分析了原因与处理过程，并总结了故障处理的经验和防范措施以供参考。 关键词：母差保护变压器跳闸运行 近年某５００ｋＶ变电站２２０ｋＶ １号母线双套母差动作出口，切除 ２２０ｋＶ １号母线，１号主变中压失灵保护出口，１号主变三侧跳闸。 ２２０ｋＶ ２、３、４号母线因所接线路全部为风电场线路，ｌ号主变跳闸 后，电能无法送出，对侧失电，导致２２０ｋＶ ２、３、４号母线全部失 电，３５ｋＶ ０号、ｌ号站用电失电。 一路器确在分位，六氟化硫气体压力正常，弹簧储能正常；１号主变间 隔及２２０ｋＶ母线间隔一次设备外观无异常；全站的站用电全部失去电 源，主变冷却器全停；直流系统、ＵＰＳ系统、通讯系统运行正常。 （４）在现场一次设备检查后，当值值班长将某变电站２２０ｋＶ系统、１ 号主变三侧、３５ｋＶ系统和站用电系统失电情况汇报中调和局调，同时 申请拉开跳闸范围内所有失电后在合位的断路器。 （５）当值值班长将 二次设备详细检查和故障录波情况汇报中调和局调。 ３．站用电恢复过程 站内保护用１组蓄电池容量不合格．在站用电全停后，运行人员 无法估计ｉ号蓄电池及其所带负荷能正常运行多长时间，所以必须快 一、事件的发生及过程 １．本次故障涉及线路的一次主接线图 本次故障涉及的某变电站一次设备简图如图１所示。 １ 二 ｝算穗尊： 速恢复站用电供电。 （１）启动发电机带站用电负荷运行：站用电全停 后，现场启动站内的１０ｋＷ汽油发电机带站用电重要负荷，但是 １０ｋＷ汽油发电机不能稳定带负荷运行，发电车短时间内不能赶到。 （２）恢复站用电方案：ａ、恢复ｌ号主变运行，进而恢复３５ｋＶ１号站 用变和站用电系统运行。首先由于站用电全停，在主变风冷无法恢复 送电的情况下，是不可能恢复主变运行的；其次，根据保护动作情况 分析，故障点在２２０ｋＶ １号母线间隔，当时由于天气为雷雨天气，现 场没有发现故障点，要恢复ｌ号主变送电必须要将２０１断路器转冷备 用，使ｌ号主变和２２０ｋＶ１母线隔离，雷电天气不具备现场就地操作 隔离开关的条件。 （锡盟供电局发电车在１８：５０赶到站内）；ｂ、恢复 ２２０ｋＶ华腾线２５９运行（３５ｋＶ某线，取自２２０ｋＶ国华风电场），由 图ｌ某变电站一次主接线简图 ２．故障前后的运行情况 故障前运行方式：５００ｋＶ系统、ｌ号主变压器、２２０ｋＶ系统、 ３５ｋＶ系统均为正常运行方式。２５１、２６１断路器热备用（这两个断路 器为电磁环网的解环点），３１２断路器热备用。故障前某变电站５００、 ２２０ｋＶ电网运行正常，系统无任何操作和扰动。当时天气情况为雷雨 天气。ｌ号主变故障前负荷为１８１．８９ Ｍｗ，故障后负荷为０。 ３．故障发生过程 近年某日１４时５２分０７秒，２２０ｋＶ腾元Ｉ线２５１线路发生Ａ相 接地故障，故障电流持续３３０ｍｓ，由于腾元Ｉ线２５ｌ处于热备用状态， ２２０ｋＶ国华风电场给站内３５ｋＶ某线送电，进而恢复站用电运行。此 方案风险小、操作步骤少，能快速的恢复站用电系统供电。 运行人员依调度令进行如下操作，进行恢复站用电送电。 （１） ２２０ｋＶ腾锡Ｉ线２６１断路器由热备用转运行给２２０ｋＶ４号母线充电， 充电正常。 （２）２３４断路器由热备用转运行给２２０ｋＶ３号母线充电， 充电正常。 （３）２２０ｋＶ华腾线２５９断路器由热备用转运行。 （４） ３５ｋＶ某线带电（此线路由国华风电场接入）。 （５）站用电恢复供电。 ４．站内设备恢复正常运行方式过程 在天气好转后，运行人员再次检查２２０ｋＶ ｌ号母线间隔一、二次 设备，发现２２０ｋＶ腾元Ｉ线２５１断路器Ａ相支持瓷套顶部接线板有放 电痕迹。当值值班长迅速将情况汇报局调和中调值班员，并将故障点 照片传送到局调和中调。 运行人员和局调沟通后，向中调调度员申请将２２ Ｖ腾元Ｉ线 ２５１断路器转冷备用，恢复２２０ｋＶｌ、２号母线运行。中调值班员同意 后，运行人员依调度令进行如下操作： （１）２５１断路器由热备用转冷 备用（隔离故障点）。 （２）合上２２４断路器给２２０ｋＶ２母线充电，充 电正常。 （３）合上２１２断路器给２２０ｋＶｌ母线充电，充电正常。 （４） 开关处于分位，两套线路保护距离加速及零序加速保护动作，故障测 距１３８．３９千米。故障持续到３５０ｍｓ时，腾元Ｉ线故障发展到母线侧 Ａ、Ｂ两相相问短路，双套母线保护动作，切除２５３、２５５、２５７、 ２ｌ２、２ｌ３断路器及１号主变三侧５０２１、５０２２、２０１、３０１断路器。 二、故障处理过程 １．事故现象 近年某日１４：５２，监控警铃、警笛响，监控显示内容如下：２５３、 ２５５、２５７、２１２、２１３断路器及ｌ号主变三侧５０２ｌ、５０２２、２０１、３０１ 断路器由红色变成绿色。２２０ｋＶ１、２、３、４号母线电压为零，３５ｋＶ１ 号母线电压为零，２２０ｋＶ所有线路电压、有功、电流为零，１号主变 三侧电压、有功、电流为零。 合上２１３断路器。 （５）中调下令恢复ｌ号主变运行。２ｌ：５２ ｌ号主变 由热备用转运行。 （６）２２０ｋＶ风电场线路恢复运行。中调值班员下令 将２２０ｋＶ腾锡Ｉ线２６１断路器由运行转热备用（解电磁环网），然后 依次恢复中调调度的２２０ｋＶ风电场线路运行，最后地调下令恢复地调 调度的２２０ｋＶ风电场线路运行。全部１ｌ条风电线路恢复供电。 （７） 站用电系统恢复正常运行方式，至此５００ｋＶ某变电站恢复跳闸前的运 行方式。 ２．跳闸后运行人员汇报检查情况 （１）当值值班长记录时间、象征、复归音响，复归警铃、警报音 响。迅速将监控显示跳闸情况汇报中调调度值班员、局调值班员，同 时联系局生产技术处调派发电车支援。 （２）迅速组织人员参加事故处 理，检查人员分工合作：检查了一次设备运行情况，保护动作情况， 直流系统、通讯系统、站用电系统情况，同时立即启动汽油发电机。 （３）现场设备检查情况：１号主变５０２１、５０２２、２０１、３０１断路器确 在分位，２２０ｋＶ １号母线跳闸，２２０ｋＶ ２５３、２５５、２５７、２１３、２１２断 三、事件原因分析 １．２２０ｋＶ １号母线和ｌ号主变跳闸原因 经雷电定位系统定位，发现故障时间内，２２０ｋＶ腾元Ｉ线线路３５ 至４２号杆塔范围内遭遇落雷，由于２２０ｋＶ腾元Ｉ线线路有雷电侵入， 此时５００ｋＶ某变电站大雨，２２０ｋＶ腾元Ｉ线２５１断路器Ａ相外绝缘闪 络，弧光引起母线侧Ａ、Ｂ相短路，２２０ｋＶ １号母线母差动保护动作， １８２ Ｉ中国化２１２贸易 豫嚣 Ｊ聋。翼嚣麓 ０蠢 ３ ２０１ —年１肯 １月 Ｃｈ中国化工贸易 ｉｎａ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｒａｄｅ 叁远备 切除２２０ｋＶ １母所带断路器，同时跳１号主变三侧。２２０ｋＶ腾元Ｉ线 因为解电磁环网的原因处于热备用状态，如果处于冷备用或运行状态 就不会造成母线跳闸了。 ２．站用电全停原因 ５００ｋＶ某变电站站用电源有两路，一路取自１号主变低压侧，另 路为３５ｋＶ某线，取自２２０ｋＶ国华风电场（２２０ｋＶ２５９华腾线）。１ 号主变跳闸后，同时２２０ｋＶ ２５９华腾线失电，所以导致站用电全停。 一能打印保护动作报告和故障录波图，小室里只有事故照明，不利因素 非常多，对及时查找故障点和信息汇总带来很大的困难。另外平时要 对运行人员对保护信息如何查询，故障录波图如何打印，如何快速的 找到有用的保护报文加强训练。 （４）运行人员还要加强对事故处理能 力的学习，提高现场的组织、协调、分析能力以及和调度员沟通的 能力。 ３．故障处理过程中的危险点和注意事项 站用电全停后，要加强直流系统、ＵＰＳ系统、通讯系统、监控系 统等的巡视。随时关注蓄电池的电压，时间太长时要做好应急准备。 某变电站保护用１组蓄电池容量不合格，在站用电全停后，运行人员 无法估计ｌ号蓄电池及其所带负荷能正常运行多长时间。在事故处理 ３．风电场失电和２２０ｋＶ ２、３、４号母线失电原因 ５００ｋＶ某变电站２２０ｋＶ出线共计ｌ３回，其中２２０ｋＶ腾元Ｉ线 ２５ｌ和２２０ｋＶ腾锡Ｉ线２６１为电磁环网的解环点，长期处于热备用状 态。其余ｌｌ条线路都是风力发电场，只能通过ｌ号主变外送，ｌ号主 变跳闸后，除２２０ｋＶ ｌ号母线上２５３、２５５、２５７线路是因为母线保护 动作跳开，其余的风电场线路对侧风机因为无法送出而全部失电，导 致本站２２０ｋＶ ２、３、４号母线失电。 ４．专家组及检修人员检查情况 保护人员现场检查、调取母线保护、线路保护、故障录波器动作 时刻波形图分析，保护动作行为正确。现场检查２５ｌ电流互感器电流 二次线接线正确、螺丝紧固、电缆绝缘正常。检修人员对２５１断路器 中，指挥人员和现场处理人员一定要以保证人身安全为前提开展工作， 雷雨天气室外工作、启动发电机带站用电系统的操作和站用电恢复供 电的操作是本次事故处理过程中容易发生人身安全的危险点。事故处 理过程中的倒闸操作要严格按照我局倒闸操作标准化规定执行，防止 因操作失误导致人员受伤和事故扩大。 五、防范与应对措施 与断路器厂家沟通２５１断路器放电情况，与设计及施工方沟通， 分析是否存在设计错误或考虑不周造成的失误，在技术上是否有因安 装、施工等工艺不良而留下的隐患【２】，对２２０ｋＶ腾元Ｉ线２５１断路器 进行全面的检查、试验，针对目前断路器瓷瓶烧伤情况是否能投入运 行或需采取的相应措施，厂家出具方案。利用腾元Ｉ线２５１检修机 会，对腾元Ｉ线间隔一、二次设备进行全面的清扫、检查、校验工作。 针对５００ｋＶ灰腾梁变电站３５ｋＶ电源全失的情况，运行人员修编运行 规程和应急预案，并制定应急电源设备维护、保养措施，检修人员修 编事故抢修预案。由于该变电站备用电源来自２２０ｋＶ华腾线，存在不 安全隐患，下一步需加强该变电站的双电源管理，并确定站外风场线 路电源的维护。针对５００ｋＶ该变电站风电接入多，雷电易侵入，系统 ２２０ｋＶ两处合环点为热备用的特殊情况，考虑２２０ｋＶ线路装设避雷器 等防雷措施。 三相本体进行了外观检查，检查中发现Ａ相、Ｂ相瓷套、法兰处有烧 伤放电现象，烧伤部位分别是：Ａ相支持瓷套顶部接线板（靠近ＣＴ 侧）、Ａ相灭弧室瓷套顶部法兰下瓷瓶处、Ｂ相支持瓷套顶部法兰下瓷 套处。试验人员对２５１断路器三相进行了断口绝缘试验，无异常。 四、故障处理的经验和总结 １．本次故障处理的经验总结 （１）要在平时针对各种可能发生情况进行反事故演习。本次事件 同时发生主变跳闸、２２０ｋＶ母线跳闸、站用电全停的情况，情况异常 复杂，处理难度很大。平时多组织进行反事故分析和演练。处理事故 时，应迅速正确，不应慌乱［１】，在发生跳闸处理过程中，运行人员沉 着冷静，思路清晰，能正确科学的进行事故处理。 （２）本次事故发现 故障点比较及时，克服雷雨天气、故障点隐蔽等困难，发现故障点对 跳闸后方式的恢复就起到了很大的作用。 （３）在故障应急处理过程中 要与调度积极的进行沟通，对站内不能进行的工作要及时的做出合理 的解释，出现复杂故障时，问询电话多，对调度下达的操作令要有自 己的判断，汇报时要准确、谨慎。 （４）运行人员要在平时增加自己的 知识储备和事故处理经验学习。每一次发生的事故都不一样，每个岗 位在事故处理中所承担的责任都不一样，站长要对工作分工、事故处 理的正确性负责，值班长要对与调度和上级部门的沟通、事故分析判 断、事故处理的步骤负责，主值班员、副值班员要对现场检查准确性、 迅速性负责。各负其责，任何一个环节都不能脱节。 ２．本次故障处理的不足 （１）平时虽然启动发电机，但是以后要把发电机最好进行带负荷 启动，否则不能保证发电机带负荷后能正常运行。另外站内要计算发 电机的功率能否满足站用电所带重要负荷的要求，而且对于像某变电 站这样的单主变变电站，最好配备大功率发电机。 （２）站内还要继续 修编运行规程和应急预案，应增加站用电全停后发电机不能正常工作 情况下的站用电恢复供电方案，争取把应急预案细化到每一个断路器 和小开关。 （３）本次跳闸后，天气正在下雨，站内没有交流电源，不 六、结束语 电力设备和电力系统，在运行中常常会发生各种异常现象或事故。 熟悉电气设备事故处理的方法是对运行人员的基本要求［３】，也是保证 设备和电网安全的保障。运行人员要经常分析各类事件，尤其是典型 的变电站跳闸事件，这样能够增强对事故处理方法的认识，使真正发生事 故时做到头脑清醒，科学正确迅速地进行事故处理，提高事故处理的效 率。能够将损失降到最低程度，从而保证电网安全稳定长周期运行。 参考文献 …翟耀海浅谈变电站事故处理的原则及对策【Ｊｌ内蒙古： 《中国电子商务》２０１２年： ２２２—２２３ 【２】李昕俊变电站事故分析和反措研究 浙江杭州： 《中国科技纵横》２０Ｉ１年：２８２—２８３ Ｊ３】黄庆键浅谈变电站事故处理的方法［Ｊ】广东： 斛技信启 ２０１１：３５２—３５２ 作者介绍：刘建军，男，生于１９８０年ｇ月，内蒙古超高压供电局工程师，内蒙古工业大学 在读硕士研究生。 上接第１２４页 不要冷却水的使用，也是一种新颖的无水密封技术。但是这种只靠副 叶轮动力来实现密封的技术只适合较低扬程的泵。 在我国有一种背叶片＋无水机械密封的技术，这种技术在停机时 候采用无水机械密封，当机械进行运转的时候，密封腔不存在介质时， 密封端面自动脱开，不会出任何的泄露现象。泵在停机的时候，副叶 现今的磷酸生产企业通用的泵密封技术主要是水冷却的机械密封 和填料密封技术，动力密封技术不够成熟，在实际应用方面存在缺陷。 但是磷酸生产企业有自身的特殊性，冷却水对企业生产的质量和产量 都有极大破坏作用，这需要我们积极进行无水密封技术的开发和利用。 可以大规模推广的无水密封技术一直被磷酸行业迫切期待，这也是磷 酸生产用泵密封技术研发的致力方向。 参考文献 轮失去动力，密封腔内部将充满介质，介质的压力迫使密封断面闭合， 形成密封效果，避免外部冲洗水的流入。副叶轮机械密封技术在使用 寿命和解决介质被冷却水稀释方面起到了良好的效果。 这种密封技术的弊端在于泵的倒灌和高扬程以及介质容易结晶问 题上，而且机械停机密封的寿命较短、可靠性不强。叶轮的惯性下会 【１】袁苏春湿法ｃ半水法）磷酸生产中轴封技术的探讨ｍ中山大学学报论丛２０１０ ２２（３１：２５０—２５２ 【２ｌ张卫红湿法磷酸生产萃取料浆真空冷却轴流泵的技改 硫磷设计与粉体工程２００９１４］ ２４—２６ 使得密封腔形成低压，这使得倒灌的介质难以完全的排出，副叶轮容 易被结晶堵塞，从而使得泄露现象频发。 五、结论 ＷＷＷ．ｃｂｅｍｍｅｄｉａ ＧＯｒｅ ｅｎ事霹他ｊ磐彝 【３】雷建文浅议磷酸料浆泵的选型及轴封改造…贵州化工２００９，３４１４｝：５４—５５ 【４ｌ张福亮 林川Ｌｃ系列泵在磷酸工程中的使用…化工设备设计 ２０ｌ１１５｝：４９—５２ Ｇ 趣 镑翔；。馥； 曩鑫ｄｅ Ｊ中国化工贸易ｌ １ ８３
