升压站GIS SF6气压降低、绝缘击穿导致330kV全站失电案例分析

一、事件经过

（一）事故前工况

330kV系统为双母线固定联结接线方式：1、2号发电机分别经1、2号主变接入330kVⅠ、Ⅱ母;3300母联开关合闸。

330kVⅠ母：XX I线3351开关合闸、1号机组3301开关合闸。（#1机组正在运行）

330kVⅡ母：XX Ⅱ线3352开关合闸。2号机组3301开关分闸，33021Ⅰ母、33022Ⅱ母刀闸分闸，330217接地刀闸分闸。（#2机组正在启动，准备并网）

330kV系统母线保护为双重化配置，分别配置国电南自SGB750和深圳南瑞BP-2B母线保护各一套。

4月12日16:30，1号机组负荷198MW，AGC、AVC投入，ABCD磨煤机运行，煤量90T/H、主汽压力13.81 MPa、主汽流量640T/H，发生跳闸；因此#2机组停止并网。

（二）事故详细经过

20XX年4月12日16:35:49，1号发电机出口开关3301跳闸，“3301开关跳闸、汽机负荷小于10％”光字发出。NCS盘面“SGB750装置母差动作”、“BP-2B装置母差动作”、“母联3300开关跳闸”、“XXⅠ线3351开关跳闸”、“XXⅡ线3352开关跳闸”信号发出，330kVⅠ、Ⅱ母线失压。

汇报省调并询问情况回复称：电网无异常。

根据母线保护动作报告，初步判断故障点在330kV GIS母线系统，组织检修和运行人员对GIS区域所有刀闸、开关状态进行检查，同时联系XX省电科院、XXXX所试验人员和GIS厂家西开公司来厂进行技术支持。

经对GIS站气体组分检查时发现XX I线33512刀闸A相六氟化硫气室压力显示为0.07Mpa（正常值不小于0.45Mpa），现场组织人员联合进行分析，初步判断为该气室SF6气体压力降低，绝缘能力下降，导致33512刀闸A相对壳体放电，母差保护动作。

采用2号机零起升压对Ⅰ母进行试验，判断I母是否存在故障。向省调申请2号发电机零起升压判断母线故障点，做相关措施后，省调同意做2号发电机零起升压。

4月13日01:20，2号发电机组向330kVⅠ母零起升压试验正常。

03:04，XXⅠ线3351开关由冷备用转检修。

04:40，330kVⅡ母母线由冷备用转检修。

07:30，合XXⅡ线3352开关向330kVⅠ母倒送电成功。

07:53，2号发电机组与系统并列。

二、原因分析

（一）直接原因

330kV母差保护动作，跳开1号机组出口3301开关，造成１号机组非停。

（二）主要原因

330kV母差保护动作，目视检查现场设备（套管、电缆头、避雷器、悬式瓷瓶）外观未见异常，联系XX电科院、XXXX所试验人员来厂对330kV GIS进行六氟化硫气体分析，因故障录波、母线保护动作显示为A相接地故障，对330kV I、Ⅱ母线上所有设备A相气室均进行气体分析，检查发现3351开关A相有微量SO2成分（1.9ppm），同时发现33512刀闸气室压力显示为0.07MPa，其它气室检查均正常。现场组织XX电科院、XXXX所试验人员和西开公司联合进行分析，初步判断为该气室SF6气体压力降低，绝缘降低，导致33512刀闸A相对壳体放电，母差保护动作，以上判断需解体33512刀闸A相气室后进一步确认。

三、暴露问题及处理措施

1.巡回检查未发现：六氟化硫气室压力低。

2.主观重视不够，认为GIS属于免维护设备，忽视了对该设备的管理，将设备安全依赖于设备本身的可靠性，盲目认为设备检修周期为12年，存在麻痹大意的思想。

34.计划2019年安排1、2号机组全停，对GIS进行大修，严格按照设备说明书和检修规程管控检修质量。

附件1：330kV电气一次接线图

附件3：330kV母线保护分析报告（国电南自SG-B750）2.原因分析

通过装置内部故障录波（图2）可以看到：

图2 故障录波图

I母：I母小差电流在第1个过零点（12ms）和第2过零点（22ms）时，因电流波形条件不满足，无法满足动作条件，在第3个过零点（32ms）时，I母所有差动条件满足，保护正确出口；

II母：II母小差电流在第1个过零点（10ms）、第2个过零点（21ms）和第3个过零点（32ms）附近，差电流波形均不满足动作要求，而故障后42ms时II母差动电流消失，因此II母差动一直没有动作。

因为计入差流的支路电流不同，以及母联电流流向的不同，导致母联电流的畸变对于I母和II母差电流的影响不同，所以两段母线保护动作行为不同。

附件4：330kV母线保护分析报告（深圳南瑞BP-2B）

2018年04月12日16时29分44秒50毫秒， 330kV母差保护装置Ⅱ母A相差动保护动作出口，将母联及Ⅱ母上联接的元件切除，经过40ms后，Ⅰ母A相差动保护动作出口，将及Ⅰ母上联接的元件切除。（时钟为BP-2B母线保护装置本身时间）

图2 母线保护装置录波波形

动作行为分析：

故障发生后，调取保护动作录波数据及事件记录进行分析，根据保护装置录波及记录分析如下:

20XX年4月12日16时29分44秒左右，330kV母线上发生故障，故障发生时刻A相和电流（所有支路电流绝对值之和）均发生突变，均满足突变量启动门槛定值（0.24A），母线保护装置保护启动。根据母线保护装置调取的录波分析可知，录波显示Ⅱ母上的A相差电流先出现，且大于差电流门坎值，电压开放，满足差动动作条件，母线保护Ⅱ母差动动作出口，将母联及Ⅱ母上联接的元件切除。紧接着Ⅰ母上的A相差电流出现，同时大于差电流门坎值，电压开放，满足差动动作条件，母线保护Ⅰ母差动动作出口，将Ⅰ母上联接的元件切除。

分析结论：

根据母线故障波形及动作行为分析可知，本次故障属于母线区内故障，且Ⅰ、Ⅱ母A相均有较大的差电流，差电流远大于差电流门坎值，电压开放，保护满足动作条件，差动保护动作出口，迅速将母联及Ⅰ、Ⅱ母上联接的元件切除。