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6kV开关拒动引发220kV开关失灵保护动作

2002-03-17T05:08,某电厂1号联变220 kV避雷器发生爆炸,虽然1号联变差动保护正确动作,跳开220,110 kV侧开关并切除故障点,但由于
6 kV侧开关拒动,引发220 kV断路器失灵。
1 事故前工况

事故前系统出力为375 MW,周波50.26 Hz,该电厂1,2号机备用,5号机大修,4,6,7号3台125 MW机组并网运行,各带95,90,98 MW有功,4,6机、1号联变、220 kV马永玉线在220 kV正母上运行,7号机、220 kV马永线、马洛线在220 kV负母上运行,母联开关在合闸位置(见图1)。

2 事故经过

2002-03-17T05:08,该电厂1号联变220 kV侧B相避雷器发生爆炸,运行人员听到一声爆响,1号联变方向有闪光,同时主控室喇叭响,联变差动保护动作,只跳220 kV侧与110 kV侧开关,6 kV侧开关未跳,1号联变失灵保护动作,跳掉220 kV母联开关、正母上的220 kV马永玉线及4,6机开关,系统稳控装置FWK动作,切除220 kV某变电站的5条110 kV线路,系统周波降至47.78 Hz,4,6号机在主开关跳开后各带本机厂用电运行,事故造成某地区大面积停电,省内其它地区部分线路低周动作停电。
3 事故原因分析

3.1 事故发生原因
1号联变220 kV侧B相避雷器瓷瓶表面脏污,长时间放电,加上当时大雾,因而发生避雷器上节外绝缘闪络击穿,全部运行电压加在下节避雷器上,导致B相避雷器全部击穿接地,1号联变差动保护动作,跳开1号联变220 kV侧与110 kV侧开关,但未能跳开6 kV侧开关(原因在于该开关机构卡涩,并导致跳闸线圈烧坏)。
3.2 事故扩大原因
当B相接地时,1号联变差动电流继电器2CJ动作,常开接点2CJ(见图2)闭合,出口继电器CKJ励磁,其常开接点闭合,6 kV开关跳闸线圈3TQ导通带电,但开关拒动,辅助接点3DL仍然闭合,3TQ一直带电,出口继电器CKJ一直励磁并自保持,图3中的常开接点CKJ一直闭合,启动失灵保护的第1个条件满足。
事故后检查发现,1号联变失灵保护电流判别元件C相极化继电器LJc存在缺陷,长时间以来一直在接通状态(事故后试验,其返回性能不好,需人工敲打方返回)。在这次事故中,故障消失后一直在未返回状态,常开接点LJc一直闭合(图3中LJc仅为示意,实际为LJc直接启动的从动继电器LCJc接点,图中未画出),启动失灵保护的第2个条件满足。
至此,联变起动失灵回路导通,从而跳开220 kV正母上的所有开关,导致事故扩大。
在220 kV侧开关跳开后,已将220 kV侧故障点与运行的220 kV系统隔离,但因6 kV开关拒动而启动220 kV开关失灵保护(尽管不是失灵保护动作的唯一条件),这显然与失灵保护的设计原意相违背。因此,该失灵保护设计存在缺陷。
此外还发现,LJc动作时按照设计回路应该发出报警信号,但当初建设时漏安装该信号回路,而且联变失灵保护已超期未校验,以致LJc的缺陷没能及时发现,也是事故扩大的原因之一。

4 防范对策

(1) 改进1号联变开关失灵保护回路设计。可单独将失灵保护中的CKJ规定为220 kV侧开关的出口继电器(此继电器能在220 kV开关经保护启动跳闸后由开关辅接点返回),为此在联变差动保护回路中增设(并联)一个出口继电器,原出口继电器只跳220 kV侧开关,增设的出口继电器只跳110 kV侧及6 kV侧开关。
(2) 根据电厂环境,重新制定避雷器及其它电气主设备的清扫周期,增加定期或不定期清扫的次数。并坚持“应修必修,修必修好”的原则,及时消除设备缺陷。
(3) 全面检查继电保护和自动装置的检验情况,有逾期未做或漏项的,尽快安排补做。并安装1号联变失灵保护电流判别元件动作信号回路。
(4) 对1号联变6 kV开关及同类型开关(同一供货商供应的)进行技术改造,消除机构卡涩开关拒动、拒合现象。

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