一起直流接地现象引起的5OOkV断路器跳闸原因分析.pdf

2 0 0 8年 4月 第 3 6卷 第 2期( 总第 1 9 5 期) 吉 林 电 力 J i l i n El e c t r i c P o we r Apr 2 0 0 8 Vo 1 3 6 No 2( S e r No 1 9 5 ) 一 起直流接地现象引起 的 5 0 0 k V 断路器 跳 闸原 因分 析 Re a s o ns Ana l y s i s f o r 5 0 0 kV Br e a k e r Tr i p pi n g Ca u s e d by DC Ea r t h i ng 孟凡星 ， 姜 轩 ， 李巍璐 ( 1 长春供 电公 司， 吉林长春1 3 0 0 2 1 ； 2 国电吉林龙华 白城热电厂， 吉林 白城1 3 7 0 0 0 ) 摘要 ： 针对某 5 0 0 k V 变 电站 由于 2 2 0 V直 流系统接地引起 的 5 0 0 k V断路器无 故障跳闸实例 ， 详 细介绍 了故 障 的查找过程 ， 经 分析是 由于变电站监控系统 GP S装置内部输出方式设置错误及 5 0 0 k V 三串联络 5 0 3 2断路 器操 作 屏存在寄生 回路等导致断路器无故障跳闸 ， 为避免再次发生同类事故提供 了借鉴 。 关键词 ： 直流 系统 ； 控制 回路 ； 5 0 0 k V 断路器 中圈分类号 ： T M5 6 1 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 9 5 3 0 6 ( 2 0 0 8 ) 0 2 0 0 4 7 0 2 随着 5 0 0 k V 变电站规模 的不断扩大， 自动化 程度的不断提高， 其二次回路接线也越来越复杂 ， 相 关专业间的联系也越来越紧密， 因此 ， 加强专业间协 调就显 得尤 为重要 。2 0 0 6年 6月 1 4日 7：2 9 ， 某 5 0 0 k V 变电站2 2 0 V直流系统接地， 运行人员进行 拉路查找接地点。7： 5 7 ， 当运行人 员进行到某线 5 0 3 3断路 器控制直流 的排查 时， 取下 5 0 3 3断路器 1 F U (I组 直流 正 ) 一 2 F U(I组 直 流 负 ) 一 3 F u ( 组直流正) 一4 F U( I组直流负) 直流控制熔断器 后 ， 直流接地现象未消失 。按 4 F U一3 F U一 2 F U一 1 F U 的顺 序， 在装上 5 0 3 3断路器 “ 3 F U” 直流控制 熔断器时， 听到某线 5 0 3 3断路器操作屏有较大的继 电器动作声音 ， 同时事故信号警报响， 检查发现 ： 某 线 5 0 3 3断路器无故障跳闸 ， 当时系统无冲击 ， 保护、 自动装置及故 障录波器未动作 。 1 一次系统及保护 自动装置运行方式 a 5 0 0 k V 系统 ： 为 3 2断路器接线方式， 共有 5 回5 0 0 k V线路 、 1回主变压器( 以下简称主变) ， 其中 主变和 1条线路构成 1个完整串 2条线路构成 1 个 完 整 串， 另 外 2条 线路 分 别构 成 不完 整 串运 行 ， 5 0 0 k V I、 段母线正常运行 。 b 2 2 0 k V 系统 ： 为双母线带旁路接线方式 ， 共 收稿 日期 ： 2 0 0 7 1 2 2 6 作者简介 ： 孟凡星( 1 9 7 2 一) ， 男， 从 事变电运行技 术管理工作 。 计 7条 2 2 0 k V线路均正常运行 ， 母联开关在合位。 旁路及旁路母线备用 。 C 3 5 k V 系统： 1 号主变三次 1 0 0 1 断路器、 甲乙 隔离开关在合位 ， 3 5 k V母线和联络母线并列运行， 1号电容器组备用， 1号、 2号电抗器组投入 ， 3号 电 抗器组热备用。 d 直 流系统： 2 2 0 V 直流 I、I段母线分段运 行 。1号高频开关电源屏充电装置与 I组蓄电池在 I段母线运行 ，I段母线切换把 手切 至“ 电池投入 侧” 。 2号高频开关电源屏充电装置与 I 组蓄电池在 I段母线运行 ，段母线切换 把手切至“ 电池投入 侧” 。4 8 V 直流 I、 I段母线分段运行 ， 1号充电机 与 I 组蓄 电池在 I段母线运行 ， 2号充 电机与 I组 蓄电池在 段母线运行 。 e 保护和 自动装置运行及变更情况： 按正常方 式运 行 。 2 故障查找 a 首先检查 2 2 0 V绝缘监察装置， 发现直流馈 电屏 I “ 绝缘继电器告警” 信号显示 。查阅绝缘监察 装 置 中信 息 ， 电压 显 示 I段 直 流 母 线 “ +” 对 地 +2 3 V， “ 一” 对地-2 0 3 V。 无 段直流母线绝缘情 况的信息 。 I 段、 段直流母线所代的 4 2个支路均 4 7 维普资讯 2 0 0 8年 4月 第 3 6 卷 第 2 期( 总第 1 9 5 期) 吉 林 电 力 J i l i n El e c t r i c Po we r Apr 2 0 08 Vo 1 3 6 No 2 ( S e r No 1 9 5 ) 无接地现象， t 段直流母线“ +” 对地为 0，I 段“ 一” 对地 为 1 1 k Q( 正常 时“ +” 、 “ 一” 对地 绝缘 电阻均为 9 9 9 9 k Q) 。对地用万用表直流电压档对地测量直 流 系 统 电 压 结 果 为 ：I段 直 流 母 线 “ + ” 对 地 +2 4 V， “ 一” 对地 一2 0 3 V。 段 直流母 线“ +” 对地 +2 4 V， “ 一” 对地 一2 0 3 V。 b 采用拉路选线法进行直流接地排查 ， 直流控 制 熔 断 器 取 下 时 的 顺 序 为 1 F U一 2 F U一 3 F U一 4 F U， 装上时的顺序为 4 F U一3 F U一2 F U一1 F U。 C 按“ 先次要、 后主要 ， 先室外、 后室内” 的原则 ， 依次进行了事故照明、 监控系统遥信、 试验 电源、 中 央信号屏 、 监控系统逆变电源、 3 5 k V及 6 6 k V所有 断路器控制直流、 2 2 0 k V 系统所有 断路 器控制直 流 ， 1号主 变一次 5 0 2 1断路器 、 5 0 0 k V 二串 5 0 2 2 联 络断路器、 某 线 5 0 2 3断路器 、 某线 5 0 3 1断路器、 5 0 0 k V三 串 5 0 3 2联络断路器控制直 流的排查 ， 直 流接地未消除。 d 7： 5 7 ， 当进行到某线 5 0 3 3断路器控制直流 的排 查 时 ， 取 下 5 0 3 3断 路 器 1 F U一 2 F U一 3 F U一 4 F U直流控制熔断器后 ， 直流接地现象未消失 。按 4 F U一3 F U一2 F U一1 F U 的顺序 ， 在装上 5 0 3 3断路 器“ 3 F U” 直流控制熔断器时， 听到某线 5 0 3 3断路器 操作屏有较大的继电器动作声音， 同时事故信号警 报响， 检查发现 ： 某线 5 0 3 3断路器无故障跳闸， 当时 系统无冲击， 保护、 自动装置及故障录波器未动作。 3 原 因分析 经检查发现 ， 造成某线 5 0 3 3断路器跳闸有以下 原 因 。 a 变 电站监 控 系 统 G P S装 置 内部输 出方式 设 置错误。 现在运行的保护装置 G P S时钟对时方式共 有两种 ： 一种为保护本身提供+2 4 V 电源接入 GP S 装置的无源空接点 ； 另一种为保护本身利用 2 2 0 V 正电源接人 GP S装置的无源空接点通过光耦进行 工作。GP S装置共为 6个扩展板 ， 每个扩展板有 1 6 路输出。 其中， 1 3号扩展板( 共 4 8 路) 给监控系统 测控装置使用 ， 输出方式由厂家按照2 4 V有源输 出 设置 ， 2 4 V 电源由 G P S装置提供； 4 6号扩展板 ( 共 4 8 路) 给保护装置使用 ， 输出方式应按照无源输 出设置 ， 电源由保护装置提供。检查发现 4 6 号扩 展板( 共 4 8 路 ) 的输 出方式不是按照无源输出设置 ， 而是按照2 4 V有源输出设置 ， 造成 GP S装置 的 0 V 4 8 为公共端 ， 内部将端子 1 、 3 、 5 、 7 、 9 连在一起 ， 导致 外部接人的保护装置 +2 4 V、 +2 2 0 V( 1 0 1 、 2 0 1 ) 都 连 在一起 。 b 5 0 0 k v 三串 5 0 3 2联络断路器操 作屏存在 寄生 回路 。至某线 5 0 3 3断路器操作屏 3 D1 0 6 ( 0 1 9 线 ) 和 3 D1 0 5 ( 重合 闸和断路器辅助保护 C S C 1 2 1 A 装置的开关量输人端子的输入) 连在一起 ， 实际上二 者一个为开入量 、 一个为开 出量 ， 之间没有任何联 系， 由于厂家配线失误将二者连在一起 。 该开关量输 入端子 3 D1 0 5的光隔并联一个反相的二极管， 用来 防止光隔被反相击穿， 由于此反相二极管的存在导 致 了 5 0 0 k V 三 串联络 5 0 3 2断路器操作屏 3 D1 0 6 ( 0 1 9 ) 对地有+2 2 4 V 电压( 实际测量数据) ， 其原 因是+2 4 V经过对时光隔和开关量输入光隔并联 的反相二极管有压降造成的。 引起 2 2 0 V I 、 段直 流同时接地并且正极对地表现为+2 4 V 的原 因， 一 是 由于 GP S装 置按照 2 4 V 有源输 出设 置方式 ， GP S装置 的 0 V 为公共端， 内部将端子 1 、 3 、 5 、 7 、 9 连接在一起 ， 导致外部接人的保护装置 +2 4 V、 +2 2 0 V( 1 0 1 、 2 0 1 ) 都连在一起 。二是 X X线电抗器 保护 GP S开入+2 4 V 电源的负端不是悬 浮的( 其 他 所有 保 护 的开入 +2 4 V电源 的负 端都 是悬 浮 的) ， 是和屏体共地的， 造成 GP S装置的公共端对地 电压 为 +2 4 V， 外 部 接 人 的保 护 装 置 +2 4 V、 +2 2 0 V( 1 0 1 、 2 0 1 ) 对地电压都被钳制为+2 4 V。 这 样 ， 5 0 3 3断路器操作屏上正电源 2 0 1和 0 1 9 线通过 三 串 5 0 3 2联 络 断 路 器 操 作 屏 上 的 寄 生 回路 ( 3 D1 0 5 、 3 D1 0 6 ) 相当于连在一起 ， 变成 1个点， 即都 对 地呈 现 +2 4 V。 C 当拉开全部直流后，2 Y J J ( 电压监视 中间继 电器) 失去电压， 常闭接点接通 ， 在恢复 5 0 3 3断路器 操作直流时， 再合上 4 F U一3 F U 时， 通过 2 YJ J的常 闭接点接通 2 TJ R( 快速 中间继 电器) 和 2 T J R