PT空开跳闸引起备自投误动作的事故案例分析

复位PT二次开关引起备自投误动作事故案例分析

0引言

近年来，随着用户对供电可靠性的不断提高以及电网规模的不断扩大，电网结构多采用环形电网，由于电磁环网运行对电力系统的安全稳定运行有一定的威胁[1,2]，所以对于110KV及以下电压等级的系统，多采用环网结构开环运行的方式保证安全稳定，同时采用备用电源自动投入装置（以下简称备自投）来提高系统的供电可靠性。如果备自投工作原理或者动作判据对运行中可能的情况考虑不足，就会导致备自投的不正确动作，从而对电网的安全稳定运行造成不良影响[3]。本文的目的主要是通过总结本公司二期总变6KV电压等级备自投运行经验及误

动作原因进行分析，指出了现有备自投存在的缺陷，并提出了相应的技术解决措施。

1.备自投原理

备自投有分段备自投、进线备自投、变压器备自投，中海化学二期总变6KV 配电系统采用的是单母线分段备自投。其主接线图如图 1，正常运行时分段运行，1#进线带I段母线，2#进线带II段母线，当某路进线失电时，跳开相应的进线开关，合母联开关。该6KV系统进线和母联柜采用的都是厦门ABB产的REF 542 plus 继电保护器，通过在进线继电器里编写相应的备自投逻辑来实现备自投动作。

图 1 6KV主接线图

1)1#进线继电保护器中备自投跳进线逻辑翻译成中文如图2，即当备自投开关

投入、PT完好、1#进线断路器合位、1#失压、2#进线电压正常都成立时，延时20ms,跳1#进线；其中PT完好信号连接的是PT小车空开辅助触点，1#失压的判据是当PT二次三相电压都小于30%额定值时动作。合母联逻辑翻译成中文如图3，即备自投开关投入、PT完好、1#失压、1#进线断路器分位、无备自投闭锁信号、2#进线电压正常都成立时，母联合闸；其中闭锁信号为手动分进线断路器、远控分断路器、保护跳闸及保护器内部故障跳闸信号。

图2 备自投1#进线跳闸逻辑图3 备自投1#进线合母联逻辑2)备自投2#进线跳闸逻辑及合母联逻辑与1#进线逻辑类似，分别如图4和图5。

图4 备自投2#进线跳闸逻辑图5 备自投2#进线合母联逻辑

2 事故经过

1)2012年7月4日 11点整，总变当班作业监督在拆除6KV 某馈线柜继电保护

器背后端子PT二次线时，线头碰到了保护器的外壳，导致6KV I段PT二次

开关跳开。

2)11点09分，在继电器二次线全部拆除并包好情况下，将6KV I段PT二次开

关进行恢复，在未合到位时，6KV 1#进线断路器跳开，操作人员松手，PT二次开关分开，引起6KV I段母线失电，母联未动作。

3)11点27分，再次合6KV I段PT二次开关，在未合到位时，6KV 母联断路器

合上，操作人员松手， PT二次开关分开。

4)11点31分，备自投开关退出，合上6KV I段PT二次开关。12点16分，合

上6KV 1#进线，分开母联，恢复正常运行方式。

3 事故分析

3.1故障录播分析

11点09分，6KV 1#进线断路器跳闸故障录波如图6，该录播对应事故经过（2），从录播可以看出在11:09:14.929+280ms=11:09:15.209时刻三相电流从正常变为0，说明1#进线跳闸。从-100ms到280ms三相电压正常，说明跳闸前三相电压至少建立了100ms+280ms=380ms。电压从280ms时刻衰减，说明进线跳闸后，PT二次开关尚未分开，现场电机产生的失电残压经PT二次开关送到了综合保护器。

三相电流变为0

图6 1#进线断路器跳闸故障录播

11点27分，6KV I段PT未合到位母联断路器自动合故障录波如图7，对应事故详细经过（3)，该录波显示了PT二次开关送上又分开的整个过程,三相电压从无到有，再从有到无，整个过程持续820ms。

图7 母联断路器自动闭合故障录播

6KV 1#进线11点31分故障录波如图8，对应事故详细过程（4）,该录波说明合PT二次开关时存在抖动，电压建立100ms后失去，600ms后电压才真正建立

图 8 11点31分1#进线故障录播

3.2事故原因技术分析

综述：事故原因从PT二次开关跳闸原因、1#进线跳闸原因、母联未合闸、1#PT完好信号报警问题四个方面进行分析。其中1#进线跳闸原因是重点。

3.2.1 PT二次开关跳闸原因

图9 PT原理图

PT二次线接触外壳接地，一点接地不能引起PT二次开关跳开，但出于安全上的考虑，PT一次侧、二次侧绕组中性点接地。这样做的目的是当一次、二次侧绕组间绝缘被高压击穿，一次侧高压窜到二次侧时，能确保人员和设备的安全，图9是PT原理图。所以当PT二次线接触到接地的设备外壳时，导致两点接地短路，PT二次开关断开。

3.2.2 6KV 1#进线跳闸原因

复位PT二次开关，却引起 6KV 1#进线跳闸，经分析跳闸原因为1#进线继电保护器备自投逻辑不严密：在PT二次开关送电瞬间，PT二次开关辅助触点的“PT 完好”与PT二次开关送电后的“1#失压”信号在状态转变上存在快慢，导致1#进线跳闸。将备自投1#进线跳闸逻辑转化为真值表如表1

表1 备自投1#进线跳闸逻辑真值表

根据PT二次开关运行状态，将表1分为四个状态，在理想情况下，PT二次开关合上瞬间，“PT完好”信号从0变1与“1#失压”信号从1变0同步,1#进线跳闸条件不成立，跳闸输出为0。实际情况是，PT二次开关合上瞬间，“1#失压”信号从0变1，而“1#失压”信号一段时间后由1变0，即两个信号不同步，造成与门输入信号存在全部为“1”的时刻，跳闸条件成立，1#进线跳闸。

“1#失压”信号与“PT完好”信号不同步原因：“1#失压”信号是模拟量信号，需经模拟量板卡转化为数字信号后才能运算，模拟量的采集一般是需要几百毫秒的时间；“PT完好”信号是直接光耦转化为数字信号，只有几毫秒的抗干扰延迟。图10是电压的模拟量采集模块界面图。