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技術(shù)資訊
一、故障簡述
2007年7月14日,福建某220kV變電站110kV某線路遭雷擊短路故障跳閘。故障引發(fā)該站兩臺站用變壓器跳閘、充電裝停止工作、蓄電池開路、直流母線失壓、兩條20kV線路跳閘,該地區(qū)電網(wǎng)與主網(wǎng)解列。
二、故障原因分析
經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查、試驗(yàn)檢測和技術(shù)分析,導(dǎo)致事故發(fā)生的主要原因如下:
(1)站內(nèi)兩臺站用變壓器同時失電原因。根據(jù)故障錄波資料分析,在110V某線路三相近區(qū)故障期間,220kV母線電壓下降到65%,110kV母線電壓下降到2%,35kV側(cè)電壓下降到21%~24%,造成站用變壓器400V側(cè)的電壓低于斷路器脫扣電壓(斷路器性能65%以上確保吸合,小于30%失壓脫扣,30%~65%不確定區(qū)間),導(dǎo)致兩臺站用變壓器斷路器都啟動失壓脫扣,低壓電源消失
()1號直流系統(tǒng)失電原因。逐個檢查蓄電池組單體電池的電壓和內(nèi)阻,查出55號電池內(nèi)阻滿刻度無法測試,測單體電壓為21V。做蓄電池帶負(fù)荷放電試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)蓄電池整組端電壓立刻降為0,實(shí)測55號電池電壓為-23V,蓄電池組處于開路狀態(tài)。
7月23日對55號蓄電池進(jìn)行了解剖檢查,發(fā)現(xiàn)蓄電池正極鉛焊有嚴(yán)重缺陷,極柱開裂且有嚴(yán)重的燒熔現(xiàn)象,是55號蓄電池開路的重要原因。
(3)繼電保護(hù)分析。該站220kV線路保護(hù)屏一、二的直流電源分別取自1、2號直流電源系統(tǒng)。由于第1組蓄電池處于開路狀態(tài),1號直流電源系統(tǒng)失電,造成保護(hù)屏一上的直流電源消失,110kV線路1在18時35分5秒280毫秒故障跳閘時,220kV線路1與220kV線路Ⅱ保護(hù)同時受到故障電流而啟動,因1號直流電源消失導(dǎo)致220kV電壓公用回路中采用典型的隔離開關(guān)GWJ切換繼電器失磁,保護(hù)TV電壓回路失壓,最終造成兩條220kV線路(I、Ⅱ)的距離保護(hù)Ⅲ段出口跳閘。
(4)綜自監(jiān)控后臺異常分析。兩臺站用變壓器跳閘后,逆變電源(一)的交直流輸入電源同時消失,導(dǎo)致接在逆變電源(一)上的監(jiān)控機(jī)(一)掉電關(guān)機(jī),同時,因站用變壓器跳閘,逆變電源(二)裝置由逆變切換到旁路,旁路無輸出導(dǎo)致監(jiān)控機(jī)(二)掉電關(guān)機(jī)。當(dāng)計(jì)算機(jī)斷電時,監(jiān)控主機(jī)無法完成數(shù)據(jù)寫入歷史庫,造成歷史庫異常,監(jiān)控主機(jī)無法正常工作。
(5)就地?zé)o法同期合閘的原因。由于綜自后臺機(jī)異常,只能在就地測控屏上進(jìn)行同期操作,但測控裝置在檢無壓同期方式,無法在綜自后臺機(jī)將檢無壓方式切換成檢同期方式,而運(yùn)行人員沒有修改測控裝置參數(shù)權(quán)限,不能更改測控裝置的同期方式,開關(guān)檢同期條件不滿足,無法就地同期合閘
綜上分析,110kV線路1三相近區(qū)故障,造成系統(tǒng)電壓下降,站用變壓器400V側(cè)低壓脫扣動作,兩臺站用變壓器失電,充電裝置停止工作。因蓄電池開路,直流母線失壓,造成接于1號直流母線上的負(fù)荷失電,使得220kV電壓公用回路中電壓切換繼電器失磁,220V保護(hù)TV電壓回路失壓,最終造成兩條220V線路(I、Ⅱ)的距離保護(hù)Ⅲ段出口跳閘。
故障處理與防范措施
1.故障處理
(1)該220kV變電站已出現(xiàn)110kV線路故障引起35kV兩臺站用變壓器跳閘失電、1號直流屏失電現(xiàn)象,經(jīng)簡單檢測電池電壓,又將1號直流屏按正常方式運(yùn)行,導(dǎo)致18時35分該20kV變電站又出現(xiàn)同樣故障時,由于直流電源消失原因,造成電網(wǎng)解列的事故。
(2)站用變壓器開關(guān)低壓脫扣裝置配置不當(dāng),在系統(tǒng)瞬間故障電壓出現(xiàn)較大擾動時,站用變壓器將發(fā)生跳閘。
(3)對蓄電池的檢測、監(jiān)控手段不足。
(4)變電站監(jiān)控系統(tǒng)異常后,無法在間隔層對設(shè)備實(shí)現(xiàn)控制
2.防范措施
(1)解除站用電失壓脫扣跳閘功能,對設(shè)備自投裝置的站用電系統(tǒng),應(yīng)全面檢查備自投裝置的功能,保證備自投裝置的各項(xiàng)功能完善、可靠,站用電系統(tǒng)保護(hù)裝置、備自投裝置要按照規(guī)程要求,進(jìn)行定期檢驗(yàn)。
(2)立即對所有變電站的蓄電池組普測一次單體蓄電池內(nèi)阻和端電壓,做好普測記錄和保存,發(fā)現(xiàn)內(nèi)阻或電壓異常,應(yīng)立即進(jìn)行核對性放電試驗(yàn),若容量不合格或失效,必須更換電池。
(3)若直流電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障,影響直流電源系統(tǒng)的正常工作時,應(yīng)及時處理,待查明原因、故障處理好后,方可恢復(fù)正常的運(yùn)行方式。
(4)嚴(yán)格按照直流電源系統(tǒng)相關(guān)規(guī)程要求進(jìn)行充電裝置定期檢驗(yàn)和蓄電池組定期全核對性放電檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)缺陷應(yīng)及時處理。若蓄電池組經(jīng)過三次全核對性放充電,其容量均達(dá)不到其額定容量的80%以上,應(yīng)安排更換。
(5)建議對蓄電池內(nèi)阻進(jìn)行定期測試,測試周期為每季度一次。
(6)逆變電源屏柜要保持良好的通風(fēng)散熱效果,屏柜后門整面設(shè)計(jì)百葉窗散熱孔并加防塵網(wǎng),5kVA及以上的逆變電源屏柜頂部設(shè)計(jì)四個熱風(fēng)扇,3kVA及以下的逆變電源屏柜頂部設(shè)計(jì)散熱孔并加防塵網(wǎng)。不滿足以上要求的逆變電源屏柜要安排整改。