一起500kV交流滤波器小组开关拒动导致大组交流滤波器跳闸事件分析及建议

摘要：从一次设备和保护装置两个方面，分析了换流站500kV交流滤波器，在正常运行时发生的一起小组开关拒动导致大组交流滤波器跳闸的事故原因，指出故障原因为开关机构元件之间发生卡滞，导致开关拒动，扩大事故范围，在此基础上给出了运行维护上优化措施与建议，可有效提高系统运行可靠性。

关键词：交流滤波器；开关拒动；扩大事故；建议

中图分类号： TM531 文献标识码：A 文章编号1672-3791（2016）07（b）-0000-00

楚穗直流是我国西电东送工程的主干道之一，也是世界上第一条特高压直流输电工程，设计输送容量为5000MW，其安全稳定运行，对南方电网乃至南方五省的经济发展有着举足轻重的作用。

2015年9月27日，在楚穗直流功率调整过程中，穗东换流站发生一起500kV交流滤波器小组开关拒动，导致越级跳开本大组所有交流滤波器的事件，严重威胁楚穗直流的安全稳定运行。本文详细分析了此次拒动事件中，交流滤波器小组保护配置情况、该小组开关拒动的原因，并对暴露出的问题提出相关建议。

1 事故概况

某日，楚穗直流进行功率调整，系统自动将500kV 593小组交流滤波器退出，此时593开关B相分闸不成功，500ms后593开关保护三相不一致动作，3s后593交流滤波器两套小组保护系统内零序过流保护动作，3.2s后593开关失灵保护动作，跳开本大组所有交流滤波器。

2 保护动作分析

该站交流滤波器正常运行时，小组保护配置有差动保护、三相不一致保护、零序过流保护及小组开关失灵保护，其中小组开关失灵保护可启动大组母线差动保护。图1为事故发生时，593小组交流滤波器首尾端电流波形。

2.1 差动保护分析

当三相最大差动电流大于差动额定电流的0.18倍时，差动启动元件动作，动作后开放保护装置的出口继电器正电源。根据如图2可知，593小组交流滤波器自动退出时，A、C相开关正常断开且电流变为零，而B相电流一直存在，电流大小为正常投运时的负荷电流，可以判断出593开关B相未跳开。而差动保护分相配置，差流为首端电流T1与尾端电流T3之差，由图2可知593小组交流滤波器三相均不存在差流，因此差动保护正确不动作。

2.2 三相不一致保护分析

开关三相不一致保护投入时，任一相开关动作跳开，且该相无电流时，确认该相开关在跳闸位置，当任一相在跳闸位置而三相不全在跳闸位置时，则确认为开关三相不一致，不一致可经零序电流或负序电流开放，满足不一致动作条件后，经整定的动作时间，出口励磁本开关两组跳闸线圈，跳开本开关。593开关B相分闸不成功而保持在合闸位置，A、C相在跳闸位置，满足三相不一致保护动作条件，经500ms动作延时，三相不一致保护动作，因此本小组开关三相不一致保护正确动作。

2.3 零序过流保护分析

零序过流保护检测尾端三相电流在装置外部合成的零序电流，其动作公式为 ， ， 为定值。根据如图2可知，593小组开关A、C相跳开后，尾端电流T3为零，B相开关未跳开，尾端电流T3为0.6A，则保护装置接收到的零序电流约为0.6A，超过零序过流定值0.1A，经3000ms动作延时，零序过流保护正确动作。

2.4 小组失灵保护分析

小组交流滤波器开关失灵保护投入时，保护装置持续收到保护跳闸命令，且失灵过流元件动作，则失灵保护动作，先延时跳开本小组开关三相，再经失灵出口延时跳开相邻断路器。上述零序过流保护动作后，发出保护跳闸命令，此时启动小组开关失灵保护，由于零序电流一直存在，失灵过流元件动作，约140ms动作延时后，小组开关失灵保护正确动作，跳开本大组所有交流滤波器。

综上所述，本次事故，差动保护正确不动作，三相不一致保护、零序过流保护、失灵保护均正确动作，保护无异常。

3 一次设备分析

现场开关本体检查发现，593开关A、C相在分闸位置，B相在合闸位置，且开关B相机构内两路分闸线圈均有烧焦痕迹，分闸线圈电阻无穷大。现场处理时，运维人员通过故障分闸线圈手动推操作机构的杠杆部件，发现分闸1的分闸脱扣器铁芯杆不能被推动；分闸2的分闸脱扣器铁芯杆能被推动，但操作机构不能进行分闸操作，且推动的铁芯杆无法正常回弹。在拆除故障分闸线圈后，手动推顶杠杆部件，操动机构可以完成分闸操作。拆卸操作机构的杠杆部件，未见异常。

593开关进行分闸操作时，励磁分闸脱扣器，使分闸棘爪经棘爪杠杆和杠杆释放，操动杠杆和转动杠杆经连杆，被分闸弹簧拉至分闸位置，同时灭弧单元中的触头由操动杆拉至分闸位置，最终完成开关的分闸过程。对593开关A、C相的分闸时间进行测量，结果均在厂家要求值21±2ms的标准范围内。而B相分闸1的时间为23.4ms，分闸2的时间为23.9ms，均超出标准值的上限。

经过对开关机构进行拆解检查，最终查明，故障原因是593开关机构的分闸棘爪与棘爪杠杆等部件之间发生了卡滞，故障相B相的分闸脱扣器推力不够，导致线圈顶杆无法带动分闸棘爪，无法完成开关分闸操作，使得三相不一致保护动作。

4 优化措施及建议

此次事件，暴露出开关一次设备存在运行维护不当的问题，导致小组交流滤波器开关拒动，造成本大组交流滤波器全部跳闸，扩大了事故范围，严重威胁楚穗直流的安全稳定运行。对此，提出以下建议：缩短开关一次设备的预试周期，对即将达到运行周期的开关设备进行更换，定期检查开关三相不一致继电器，优化保护配置，加强设备巡视。采取相应对策后，提高楚穗直流的安全稳定运行水平。

参考文献

[1] 赵畹君，谢国恩，曾南超，等.高压直流输电工程技术.北京：中国电力出版社，2004.

[2] 许继电气.SDR-100A系列微机型交流滤波器成套保护装置技术说明书.2008.

[3] 崔家佩.电力系统继电保护与安全自动装置整定计算[M].北京：中国电力出版社，1993.