一起小行程开关异常引起变电站10kV母线失压故障的分析.docx

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一起小行程开关异常引起变电站10kV母线失压故障的分析

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邝玉芳周小艺郑卫文

摘要：本文重点分析了中置式高压开关柜VS1（ZN63A）型开关发生拒分引起变电站10kV母线失压故障的原因，提出了针对同型号并采用相同二次接线方式高压开关柜的消缺整改措施，以及今后预防存在类似隐患设备投入电网运行的措施，有效提高配置VS1（ZN63A）型开关中置式高压开关柜的运行可靠性，保证电力系统的安全稳定运行。

关键词：行程开关;母线失压;原因分析;隐患处置及预防

0引言

行程开关又称限位开关或位置开关。它是一种根据运动部件的行程位置而切换电路工作状态的控制电器。行程开关的动作原理与控制按钮相似，在机床、起重设备、电力装置及自动化生产线等自动化装置中应用广泛。在本案例中置式高压开关柜中，微动式行程开关安装在小车开关机构已完成储能行程位置上，当小车开关机构完成储能时，储能部件触压行程开关推杆使触点动作而实现电路的切换，达到控制机构自动储能及在机构未储能时断开开关合闸回路和发出机构未储能信号目的，因此开关机构所配置微动式行程开关是否正确动作对高压开关柜的正常运行带来直接影响。但现实中，行程开关、辅助开关等二次元器件，在电气设备采购技术协议、工程竣工验收，设备日常运维及故障查找中往往被忽视。

一、事件经过及对系统的影响

（一）故障前电网运行方式

某220kV变电站共配置有2台主变，220kV及110kV侧双母结线，10kV侧为单母分段，事件发生前#1主变带10kV1M母运行，#2主变带10kV2M母运行，10kV母联500开关热备用，10kV备自投投入。

（二）故障发生经过

2019年3月12日11时33分，该220kV变电站10kVF8馈电线路发生故障，其线路保护装置动作，开关正确跳闸，经延时后自动重合闸启动，F8开关重合于发生永久故障线路上，期间F8馈线保护装置突然失电，F8开关拒分，导致#2接地变保护动作，跳开#2主变变低侧502开关，造成10kV2M母失压。

（三）缺陷设备信息

拒分开关型号：VS1（ZN63A）

出厂日期：2006-04-01????投运日期：2006-11-27

二、开关拒分原因查找及分析

（一）保护动作及现场设备状态

变电站10kV2M母失压后，现场检查发现10kVF8馈线保护装置黑屏，合闸指示灯亮，开关柜内1DK1保护装置电源空开及开关机构储能电源空开3DK在分位。

#2接地变520开关分闸灯亮，520开关柜保护装置动作信息：000ms整组启动，908ms高压零序过流1时限动作，1209ms高压零序过流2时限动作。

查看变电站后台动作报文如下：

11：33：39：216?F8零序过流Ⅰ段动作

11：33：40：774?F8重合闸动作

11：33：41：735?#2接地变高压零序过流Ⅰ时限动作

11：33：41：751?备自投放电（闭锁10千伏母线备自投）

11：33：42：036?#2接地变高压零序过流Ⅱ时限动作

11：33：42：063?#2接地变520开关分

11：33：42：065?#2主变变低502开关分闸

通过上述保护报文及后台报文分析，判断11时33分39秒216毫秒F8馈线线路发生故障，其线路保护零序I段动作，跳开F8开关。经保护重合閘延时1.5秒，在11时33分40秒774毫秒，F8保护重合闸动作，合上开关，但此时线路故障仍然存在，开关成功重合后保护装置电源空开突然发生跳闸，保护装置失电，没有进入保护重合后加速逻辑。故障线路零序电流流过10kVⅡ段母线520接地变的高压侧零序CT，11时33分41秒735毫秒，#2接地变高压零序过流Ⅰ时限动作闭锁10kV备自投，11时33分42秒036毫秒，#2接地变高压零序过流Ⅱ时限动作跳开接地变520开关和#2主变变低502开关。

（二）故障设备详细检查情况

从保护动作记录判断，F8开关拒动是造成变电站母线失压的直接原因，但经现场详细检查和试验，确认F8开关保护装置正常内部无短路，保护装置电源空开及储能电源空开正常，VS1小车开关各辅助元器件、辅助开关等正常，相关二次回路绝缘电阻合格，小车开关处于试验位置状态下保护各项传动操作正常，小车开关本体及机构未发现机械咔涩等异常情况，其开关特性、分合闸电压试验等结果合格，开关储能电机阻值、储能电机速度以及运转工况均正常，绝缘电阻合格，缺陷原因查找未果。

（三）原因分析

从现场检查结果分析，F8馈线的保护装置电源空开和开关操作机构储能电源空开发生跳闸应该在F8开关成功重合闸后，开关机构储能微动式行程开关出现变位时发生，因此故障查找不能忽略串联在开关机构储能电源回路、保护电源回路起切换功能的微动式行程开关本体的工况。

1、现场核对，VS1开关机构已储能位置与三只微动