〔摘要〕介绍了事故发生的经过、产生的影响及调查过程，着重分析研究了4号机正母刀闸自行断开的原因及防范措施。〔关键词〕正母刀闸自行断开事故分析1事故经过1.1事故前状况与运行方式　　2001年7月13日，全省电网总负荷为560MW，海口市电网负荷为235MW，占电网总负荷的41.96。当时海口火电股份有限公司有1台50MW机组挂在110kV母线运行，有功功率42MW，无功功率28Mvar，有3台125MW机组挂在220kV母线上运行。其中4，5，6号机的有功和无功功率分别为100，100，90MW和58，56，40Mvar，电网周波50.36Hz，220kV母线的运行方式为1号联络变与4，5号机和马永玉线在正母上运行，6号机与马永线、马洛线在付母上运行，母联开关合，双母并列运行方式。1.2事故发生过程及影响　　当日23:37，电气控制室内事故喇叭响，接在220kV正母上的所有开关动作跳闸，4号机有功功率0MW、无功功率0Mvar，5号机有功功率10MW、无功功率10Mvar(自带本机厂用电运行)。电网周波47.66Hz，保护动作信号有220kV母差R、S、T、V掉牌，Ⅰ、Ⅱ母线低电压，220kV母线失灵掉牌。马永玉线控制回路断线，出口跳闸，4号机厂主变差动及高厂变备用分支过流，低电压。　　6kV段甲/乙备用自投成功，4号机正母刀闸操作把手指示灯闪光。　　此次事故，造成本公司对电网减负荷184MW，占全电网当时负荷的32.8。　　由于220kV马永玉线全线跳闸，电网中的分布式系统稳定控制装置(FWK)动作，切除了220kV永庄变电站内的6条110kV线路，造成减去海口市供电负荷136MW，占当时海口市电网负荷的58，给居民生活和企业经营带来严重影响。2相关设备简介　　本公司220kV母线及相应的隔离开关和断路器及控制设备，为瑞士ABB公司生产的分2期安装的不同型号SF6组合开关　装置(GIS)，其中马永线、马永玉线、马洛线6，7，5号机为220kV-ELLK-1型(1989年投运)。4号机、1号　联变为220kV-ELK14型(1999年投运)，其中220kV-ELLK-1型为卧式布置，220kV-ELK14型为立式布置。3事故调查及分析3.1事故调查(1)对线路的事故录波进行分析和计算，其结果为：事故发生时，在本公司220kV正母线上的马永玉线、4，5号机的故障电流方向全部是流向该正母线的。可以初步确认事故当时的故障点应在220kV正母线上，但220kV正母线上并未有异常现象，且正在运行中。(2)运行人员当时在处理事故时，发现4号机正母线22041刀闸的操作把手指示灯有闪光现象，有人复归过。说明该刀闸有可能已断开，即有可能出现带负荷分刀闸事件发生。(3)停运4号机检查220kV刀闸的SF6气室中的气体，发现该气室中的SF6气体的电弧分解产物超标，说明该刀闸可能出现过电弧放电过程。(4)解体4号机22041刀闸，发现触头及触头罩损伤烧黑，且该刀闸的外壳内壁处亦有烧黑痕迹。由此可以确认22041刀闸确实曾带负荷断开过，且产生了电弧放电，引起220kV正母线接地，并造成触头和触头罩的损伤，即可以确认此次事故的故障点为22041刀闸。(5)经查7月13日10:00，本公司运行人员根据中调指令，曾进行过4号机刀闸操作，操作22041刀闸不能断开后就将此刀闸恢复成原状，并未发现明显的异常。(6)事故后公司有关人员对22041刀闸操作回路中的K1Z1、K1Z2继电器进行检查，发现继电器K1Z1有卡涩现象。3.2事故的原因分析　　根据事故调查，可以明确地确认此次事故是由于22041刀闸在运行中自行断开引起电弧对外壳放电，造成本公司220kV正母短时间接地，引起母差保护动作，切除220kV正母所有设备的运行，即　220kV正母线上的马永玉线　、4号机、5号机、母联开关跳闸，并可确认此次母差保护动作是正确的。但为何会出现22041刀闸带负荷自行断开呢？现对此着重分析如下。(1)应排除运行人员误操作的可能，因为ABB公司的220kVGIS的刀闸操作系统有非常严密的防止误操作的逻辑回路，从根本上保证了运行人员在任何情况下都无法进行误操作的可能。(2)由于22041刀闸未设计有任何保护和联动功能使其自行断开或合上，也应排除保护或联动功能使其自行断开。故22041刀闸在此事故中自行断开，应系操作回路中存在的设计问题所致。(3)根据220kV-ELK14型的刀闸操作工作原理图(见图1)可知，当刀闸在合上状况下运行人员进行分刀闸操作时，LQ1A5接通正电源，使K1A0继电器带电动作，并使合刀闸回路中的K1A0常闭接点打开，使合刀闸回路无法执行任何合刀闸的操作指令。同时由于a处的刀闸辅助接点在接通状态，使K1A1继电器带电，K1A1常开接点接通，刀闸的分闸回路在刀闸的辅助接点不断开时，始终处于带电状态(即自保持)。K1A1常开接点的接通，使K1Z1、K1Z2继电器带电，通过K1A1、K1Z1、K1Z2启动刀闸的执行马达进行操作，达到分闸的目的，同时由于刀闸的辅助接点断开使K1A1继电器失电，K1A1常开接点断开，使刀闸的分闸回路失电，即完成一个操作过程。当刀闸在断开状态下，进行合闸操作时的执行过程反之。　　从表面上看并无明显的设计问题，按照ABB公司专家讲此为经典设计不应有设计问题。但经与其原220kV-ELLK-1型的刀闸操作回路原理图(见图2)比较，发现其除了刀闸的马达执行回路和方式不同外，在控制回路中增加了2个扩展继电器即K1Z1、K1Z2。　　在220kV-ELLK-1型和220kV-ELK14型的刀闸操作回路中，假设在刀闸的分闸操作回路中，当继电器K1A0卡涩或损坏时，220kV-ELK14型的分闸操作将无法进行，因为K1A0常开接点不接通，K1Z1、K1Z2继电器不带电，刀闸的执行马达不能启动，并在执行恢复性操作后，刀闸的分闸回路中的K1E0常闭接点打开，该回路断电(即失去自保持状态)，不会出现自动分闸的可能，而对于220kV-ELLK-1型的分闸操作仍是可以执行的，只是对合闸回路没有闭锁作用。当继电器K1A1卡涩或损坏时，两种型号的刀闸的分闸回路将无法保持分闸回路带电，K1A1继电器不带电，K1A1常开接点不能接通，亦就无法使刀闸的执行马达回路带电，也不会出现自动分闸的可能。如上分析，在刀闸的合闸回路中的K1E0、K1E1继电器出现问题时，同样不会出现自动合闸的可能。图1220kV-ELK14型刀闸操作原理　　但在220kV-ELK14型的刀闸操作回路中存在2个扩展继电器即K1Z1、K1Z2，当进行分闸或合闸操作时，同样假设K1Z1、K1Z2中的任何一个继电器出现卡涩或损坏时，虽无法使刀闸的执行马达启动去执行刀闸的分、合，但都将使分闸回路或合闸回路处于带电自保持状态，即分闸或合闸的操作回路的电源始终保持，且即使进行恢复性操作，也将无法断掉已执行的操作回路中的自保持电源，并且对于运行人员来讲，进行恢复性操作后亦不能发现有任何的明显异常(刀闸的位置与操作把手的位置相同无闪光)。也就是说当故障的继电器(K1Z1、K1Z2)何时恢复正常，刀闸的执行马达将在此时启动去执行先前操作的分闸或合闸指令使刀达到分闸或合闸的状态。图2220kV-ELLK-1型刀闸操作原理　　根据以上的分析不难看出发生22041刀闸自行断开或合上是有可能性的，也就是说，ABB公司的220kV-ELK14型的刀闸操作回路的设计，没有做到刀闸的任何情况下，都不允许自行断开或合上的要求，当出现K1Z1或K1Z2有卡涩时，就会出现刀闸自行断开或合上的可能。　　结合事故调查中发现的问题，可以确认，事故发生的原因为：事发当日10:20左右，本公司运行人员对22041刀闸进行了分闸操作，由于K1Z1和K1Z2继电器其中有一个卡涩，没有启动刀闸的执行马达，即没有执行分闸操作使刀闸达到分闸状态。该刀闸的分闸控制回路却处于带电自保持状态，虽然运行人员进行了恢复性操作，但仍未使其失去自保持状态。事发当日23:37，K1Z1的卡涩状态消失，同时22041刀闸的执行马达启动进行了分闸，造成了22041刀闸带负荷自行断开，引起电弧对刀闸外壳放电，酿成了此次事故的发生。4防范措施及改进意见4.1在没有对220kV-ELK14型刀闸的操作回路改进前，在对220kV-ELK14型的刀闸进行操作时，如出现不能合或分情况，应停止操作，并将该刀闸的操作回路电源断开，使其控制回路失电，并失去自保持状态后再恢复操作电源，同时检查被操作刀闸的实际位置后再进行其它操作。4.2对GIS开关的继电器进行全面检查，尽快购置备品将检查中发现的不正常继电器更换掉，特别是K1Z1、K1Z2继电器要加强检查，防止类似事故的重复发生4.3建议ABB公司更改设计，取消扩展继电器K1Z1、K1Z2，从根本上消除刀闸自行动作的可能性。