330?kV線路電抗器匝間保護誤動作原因分析

周少兵

（安康水力發電廠，陜西 安康 752000）

330?kV線路電抗器匝間保護誤動作原因分析

周少兵

（安康水力發電廠，陜西 安康 752000）

1 概述

安康水力發電廠的總裝機容量為4×200 MW+ 1×5.25 MW，主要擔負著系統的調峰、調頻和事故備用任務。電廠發變組采用單元接線方式，主接線采用雙母接線方式(通過母聯斷路器使2組母線并列運行)。安康電廠電氣一次主接線示意如圖1所示。

圖1 電氣一次主接線示意

2006-05-20，出線3(安喜線)投運。在安喜線安康電廠側并聯3臺單相330 kV 1號電抗器，電抗器型號為BKD-2000/300，作用是無功補償。安喜線投運啟動前按照要求對330 kV 1號電抗器安裝2套保護，一套為南瑞廠生產的RCS-917B型電抗器保護，另一套為許繼廠生產的WKB-801型電抗器保護。

2013-07-03，安喜線發生A相單相接地故障，線路保護正確動作跳開故障A相開關，此時卻發生線路電抗器匝間保護動作出口，跳開線路三相開關并閉鎖重合閘，造成線路停電。

2 跳閘前運行方式

110 kV、330 kV雙母線按固定接線方式運行，1F帶180 MW負荷，2F帶180 MW負荷，3F帶184 MW負荷，4F帶186 MW負荷，跳閘前機組總出力為730 MW，330 kV 3條線共送出功率650 MW，供出線3(安喜線)，110 kV大南線、安蒿線、安紫線運行。

3 跳閘經過

2013-07-03T14：11，安喜線“光差保護”動作、“高頻距離保護”動作、“電抗器保護裝置Ⅱ”動作，3306開關跳閘。檢查各保護裝置發現：安喜線光差保護WXH-803液晶屏顯示，縱差出口，故障測距為71.99 km，差動出口時間為21.66 ms，盤面TA紅燈亮，保護錄波圖顯示故障A相差動電流為1.71A(對應一次值2 052A)；安喜線高頻距離RCS-902B液晶屏顯示， 縱聯零序方向，縱聯距離動作，故障測距為74.3 km，零序方向出口33 ms，縱聯距離出口53 ms，盤面TA紅燈亮，保護錄波圖顯示故障相電流為2.52A(對應一次值3 024A)，故障零序電流1.91A(對應一次值2 292A)；安喜線RCS-923型輔助保護裝置顯示，A相失靈啟動，A相過流紅燈亮，CZX-12操作箱盤面TA、TB、TC燈亮；電抗器保護WKB-801液晶屏顯示，CPU1匝間保護動作，CPU2匝間保護動作，動作出口時間為107 ms，跳閘燈亮；電抗器保護RCS-917B型裝置上顯示，匝間保護啟動，但沒有出口，遠跳保護Ⅱ遠方信號傳輸裝置CSY-102A發令2、發令3紅燈亮。

此外，330 kV線路故障錄波器圖顯示，安喜線A相電流明顯增大，最大故障電流瞬時值為4.2A(對應一次值5 040A)，且330 kV母線I母、II母A相電壓降低。

16：06，依省調令，330 kV安喜線強送電成功，一、二次設備檢查無異常。

4 原因分析

4.1 保護動作評價

事故發生后，運行人員對330 kV電抗器外觀進行檢查，發現無異常。由故障測距71.99 km(安喜線路全長75.7 km)初步分析認為，330 kV安喜線路發生區內A相接地故障，安喜線光差保護WXH-803裝置、高頻距離RCS-902B裝置動作正確，3306開關A相跳閘。電抗器保護WKB-801裝置匝間保護107 ms動作出口，跳開3306三相開關，安喜線投單相重合閘方式，開關三跳不重合，同時啟動遠跳保護信號傳輸裝置CSY-102A發信，跳開線路對側三相開關。分析認為WKB-801裝置匝間保護屬于保護誤動作。

4.2 WKB-801裝置匝間保護原理

高壓并聯電抗器采用分相式結構，因此電抗器的主要故障形式為單相接地或匝間短路。該裝置采用比幅式零序方向原理構成的匝間保護。

電抗器匝間保護動作方程為：

式中：3U0為TV自產零序電壓；

3I0為電抗器首端TA自產零序電流；

XL0為電抗器零序電抗；

XS0為系統零序電抗。

當裝置取自母線電壓時，線路發生單相接地故障，保護切除故障后，裝置三相電壓恢復正常，此時線路非全相運行，裝置有零序電流，無零序電壓。由電抗器匝間保護動作方程可知，當3U0＝0時，電抗器保護的動作量

4.3 誤動作原因

根據WKB-801電抗器保護配置說明書的規定，匝間保護電流輸入量應取自電抗器首端TA，電壓量應取自電抗器首端母線TV。電抗器首端母線TV是指最靠近電抗器的安喜線路電壓互感器。2006-05-20，330 kV 1號電抗器保護WKB-801型保護安裝時，保護施工人員沒有按照設計要求配線，誤將電抗器匝間保護電壓量取自330 kV母線電壓互感器TV，誤認為安康水力電廠高壓線路上的主保護電壓量均取自330 kV母線電壓互感器TV，線路電壓互感器只用于開關同期回路，所以就把電抗器保護中的匝間保護電壓量接線接到母線電壓互感器上，即誤接線。

5 整改及防范措施

(1) WKB-801裝置匝間保護暫時退出運行。另一套南瑞廠生產的RCS-917B型電抗器匝間保護因其電壓也未按要求接自線路TV，在線路非全相運行時也存在誤動的可能，電抗器匝間保護亦暫時退出運行。在2套裝置匝間保護退出的情況下，應確保電抗器非電量重瓦斯保護投入運行，并加強電抗器油色譜監視，加強對其溫度的檢查與巡視。

(2) 按照保護設計要求將電抗器WKB-801型保護裝置中的電壓量接入由330 kV母線TV電壓改接至安喜線路TV電壓。

(3) 將南瑞廠生產的電抗器保護RCS-917B型裝置，也按照保護設計要求將裝置電壓量接入由330 kV母線TV電壓改接至安喜線路TV電壓。

(4) WKB-801電抗器保護沒有相阻抗輔助判據功能，不能保證線路在暫態情況下電抗器匝間保護不誤動。應將WKB-801型電抗器保護升級為WKB-801A型保護，A型的相阻抗輔助判據可保證線路暫態過程中匝間保護不誤動作。

(5) 加強對繼電保護人員的安全技術培訓，提高其技術素質和責任心，嚴肅技術紀律。國家電網公司《電力安全工作規程》規定：繼電保護及安全自動裝置的二次回路變動時，應按照經過審批后的圖紙進行。《繼電保護現場標準化作業管理規定》明確指出，任何工作人員不得私自更改保護裝置二次回路接線。這些規定應嚴格執行，以防止繼電保護人員發生誤碰、誤接線、誤整定等人為責任事故。

2013-09-02。

周少兵(1972-)，男，工程師，從事電廠運行工作。