220 kV 主變差動保護誤動故障分析

唐明淑，錢永亮

(云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司文山供電局，云南 文山 663000)

0 主變差動保護原理

主變差動保護作為變壓器的主保護，能反映變壓器內(nèi)部相間短路故障、高壓側(cè)單相接地短路及匝間層間短路故障，差動保護是輸入的各側(cè)TA電流矢量差，當(dāng)各側(cè)TA 電流矢量差達到設(shè)定的動作值時啟動動作元件。差動保護是保護各側(cè)TA之間的故障，正常情況流進的電流和流出的電流在保護內(nèi)大小相等，方向相反，相位相同，兩者剛好抵消，差動電流等于零;故障時各側(cè)電流向故障點流，在保護內(nèi)電流疊加，差動電流大于零。驅(qū)動保護出口繼電器動作，跳開各側(cè)的斷路器，使故障設(shè)備斷開電源。

1 故障情況

1.1 電網(wǎng)運行方式

M 變電站1 號、2 號主變并列運行供110 kVⅠ、Ⅱ組母線，MN 線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ回并列運行供N 變電站負(fù)荷;NKⅠ、Ⅱ回線靠N 變電站側(cè)斷路器運行、靠K 變電站側(cè)斷路器處熱備用狀態(tài);M、N 變電站110 kVⅠ、Ⅱ組母線均通過母聯(lián)112 并列運行。系統(tǒng)接線如圖1 所示:

圖1 系統(tǒng)接線圖

電站2 號主變保護動作情況:220 kV 2 號主變第二套保護縱差比率差動58 ms 動作跳主變?nèi)齻?cè)開關(guān)。

1.2 保護動作分析

調(diào)取了220 kV M 變主變故障錄波信息、對比分析發(fā)現(xiàn)，在220 kV M 變主變故障同一時間，110 kV NKⅡ回線也發(fā)生B 相故障，110 kV MNⅠ、Ⅱ、Ⅲ回線B 相有較大故障電流流過。初步判斷:由于區(qū)外故障引起主變穩(wěn)態(tài)比率差動保護動作。如圖2 所示:

圖2 第二套保護中壓側(cè)電流

從電流波形的角度分析，2 號主變中壓側(cè)B 相電流曲線呈鋸齒波形，A、C 兩相電流波形平滑，進一步判斷區(qū)外故障引起B(yǎng) 相TA 飽和，TA 飽和后導(dǎo)致變壓器穩(wěn)態(tài)比率差動保護動作。第二套保護的錄波分別如圖3 和圖4，故障時高壓側(cè)三相電流分別為1.96 A、8.8 A 和0.94 A;中壓側(cè)三相電流分別為5.03 A、14.10 A 和7.34 A;低壓側(cè)三相電流基本為0;三相差流分別約為1.65Ie、3.37Ie 和1.71Ie。A 相和C 相TA 有不同程度的飽和，B 相TA 嚴(yán)重飽和，導(dǎo)致產(chǎn)生很大差流。

RCS－978YN 無飽和判據(jù)的比率差動動作方程和動作特性見圖5，無TA 飽和判據(jù)區(qū)只經(jīng)過TA斷線判別(可選擇)，勵磁涌流判別即可出口，不經(jīng)TA 飽和判別。它利用其比率制動特性抗區(qū)外故障時TA 的暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)飽和，而在區(qū)內(nèi)故障TA 飽和時能可靠正確動作。

圖3 第二套保護各側(cè)電流波形

圖4 第二套保護中壓側(cè)電流電壓波形

圖5 穩(wěn)態(tài)比率差動保護的動作特性

由于區(qū)外故障時中壓側(cè)TA 飽和，導(dǎo)致主二保護RCS－978YN 感受到很大差流(見圖3 和圖4)。起動約10 ms 后，B 相差流達到2Ie，制動電流約2Ie (計算差動制動門檻為1.92Ie)，進入無TA 飽和判據(jù)區(qū)，此時差流中的二次諧波含量約47%，涌流判別元件閉鎖比率差動保護。故障持續(xù)期間，B 相差流約3.35Ie，制動電流約2.68Ie，始終在無TA 飽和判據(jù)區(qū)。當(dāng)差流中的諧波含量下降后，涌流判別元件開放比率差動保護，比率動保護動作。

2 故障分析及處理

2.1 故障處理

造成此次事件的主要原因:從主變中壓側(cè)套管TA 接線盒至主變本體端子箱的接線為變壓器廠家配線，導(dǎo)致了接線錯誤?，F(xiàn)場對TA 接線盒內(nèi)接線進行改接，改接完成后，進行伏安特性試驗，ABC 三相電流互感器的伏安特性拐點電壓均為229 V－241 V 之間，具有一定的抗飽和能力，滿足保護運行要求。

2.2 改進建議

1)提高驗收質(zhì)量。

2)110 kV 系統(tǒng)為雙母線帶旁路接線方式，建議主變第二套保護中壓側(cè)電流也取自中壓側(cè)進線斷路器TA，110 kV 旁母可以帶線路運行，但不建議帶主變運行。

3)改進識別各繞組的方法

改進識別保護繞組、測量繞組及計量繞組的方法，可以用高精度的萬用表測量二次繞組的阻值大小，一般而言，保護繞組的電阻值比測量計量繞組的電阻值大1 Ω 左右，通過這種方法可以快速識別繞組的用途。

3 結(jié)束語

綜上所述，引起差動保護異常的還有很多因素，需要進一步完善繼電保護監(jiān)督制度，在設(shè)計、設(shè)備選型、安裝調(diào)試、驗收投運、維護檢驗等各個環(huán)節(jié)都加強技術(shù)監(jiān)督。使各種隱患消滅在萌芽狀態(tài)，保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

［1］南京南瑞繼保電氣有限公司.RCS－978YN 變壓器成套保護裝置技術(shù)和使用說明書［Z］.南京.

［2］高亮.電力系統(tǒng)微機繼電保護［J］.中國電力，2007.

［2］王維.電力系統(tǒng)微機繼電保護［J］.中國電力，2007.