某110 kV變電站1號主變中后備保護越級動作分析

韋廣

摘 要：文章主要介紹某110 kV變電站35 kV線路故障引起1號主變中后備保護越級動作分析處理過程。通過對動作報告和錄波進行分析，確定原因是35 kV系統母線出線遭受雷擊造成瞬時三相短路故障，而線路保護定值與1號主變中后備保護定值失配，導致1號主變中后備保護越級動作跳閘。

關鍵詞：中后備保護；線路故障；變電站

中圖分類號：TM774 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）30-0080-02

隨著電網結構的復雜化，對繼電保護定值整定工作提出了更高的要求。在正常方式運行下，保護定值不會有問題，但在特殊運行方式下應重新整定設備定值，才能保障電網安全穩定運行。

2013年5月25日13時10分30秒，天氣多云轉雷雨，某110kV變電站35 kV××線310開關跳閘后重合閘成功，與此同時，1號主變中后備保護動作跳開35 kV母聯300開關、接著又跳開1號主變中壓側301開關，導致35 kV系統失壓。

1 現場的檢查情況

1.1 故障前運行方式

事故發生前，某110 kV變電站1號主變運行供35 kV系統，2號主變熱備用，35 kV母聯300開關正常運行，35 kVI、II段母線并列運行，35 kVI段母線帶××線311、××線307、××線305、××線303線路運行，35 kVII段母線帶××線310線路運行。

1.2 故障經過及處理情況

13時18分，值班員發現35 kV1、2號母線電壓為零，35 kV母聯300開關、1號主變35 kV 301開關跳閘，立即通知巡檢班下站核實情況，調度值班員遠方將35 kVI段母線所帶××線311，××線307、××線305、××線303間隔開關斷開，并從××線310線路倒送電至35 kVII段母線系統，恢復35 kVII母線系統正常供電。

14時50分，巡維人員到站對設備檢查，發現35 kV1號母線電壓為零，301、311、307、305、303、300開關在分閘位置。35 kVII號母線電壓正常，2號主變35 kV中壓側302開關在分閘位置；310開關在合閘位置，隨后調度下令將2號主變由熱備用轉為運行，合上2號主變35 kV中壓側302開關供35 kVII段母線系統出線間隔負荷。

15時40左右，檢修人員到站對35 kVI段母線系統設備檢查，未發現異常，保護人員對保護裝置動作情況檢查，1號主變中后備保護與35 kV××線310保護動作，其他保護裝置無動作及啟動信息，后臺監控系統保護動作信息。

35 kV××線310保護裝置動作情況：13時10分30秒988毫秒，35 kV××線310開關電流Ⅱ段動作跳閘（動作電流：A相：6.72 A；B相：10.49 A；C相：7.04 A）。

13時10分33秒082毫秒，35 kV××線310開關重合閘動作，重合成功。

1號主變中后備保護動作情況：13時10分30秒219毫秒，1號主變中后備保護裝置復合電壓保護動作。

13時10分30秒983毫秒，1號主變中后備保護裝置復壓方向過流一段t1C相動作跳開35 kV 母聯300開關。

13時10分31秒286毫秒，1號主變中后備保護裝置復壓方向過流一段t2C相動作跳開1號主變35 kV側301開關（動作電流：A相：8.62 A；B相：8.72 A；C相：10.34 A；負序電壓：4.96）。

檢修人員檢查均未發現一次設備短路等異常情況和檢查保護無異常動作情況后，向地調申請將35 kV1號母線及線路由熱備用轉為冷備用狀態，對35 kV1號母線三相及35 kV××線303、××線305、××線307、××線311間隔電流互感器用2 500 MΩ搖表進行絕緣測試，絕緣正常。23時，值班員向地調申請試送 35 kV1號母線，試送成功，恢復35 kV1號母線系統正常運行。

2 保護動作情況分析

2.1 保護動作解析

通過錄波分析報告及保護動作分析報告可知，13時10分30秒219毫秒，1號主變中后備保護裝置復合電壓保護動作，故障開始；13時10分30秒983毫秒1號主變中后備復壓方向過流一段t1C相動作跳開35 kV母聯300開關，但故障未隔離（故障電流A相：8.79 A；B相：8.97 A；C相：10.22 A；AB相電壓：44.69 V；BC相電壓：39.89 V，CA相電壓：33.47 V中后備復壓方向過流一段t1段定值9.8 A，0.8 s）；13時10分30秒988毫秒，35 kV××線310保護過流II段動作跳開35 kV××線310開關（故障電流：A相：6.72 A；B相：10.49 A；C相：7.04 A，II段定值7.6 A，0.4 s，重合閘時間2 s，變比300/5），300與310開關是同時跳開，但故障仍然未隔離；13時10分31秒286毫秒1號主變中后備復壓方向過流一段t2C相動作跳開35 kV中壓側301開關，故障隔離（故障電流A相：8.62 A；B相：8.72 A；C相：10.34 A；AB相電壓：47.68 V；BC相電壓：43.66 V，CA相電壓：32.89 V中后備復壓方向過流一段t2段定值9.8 A，1.1 s，變比600/5），隨后，13時10分33秒82毫秒后35 kV××線310保護重合閘出口，重合閘成功但此時35 kVII段母線已無電源。

2.2 故障原因推斷

13時10分30秒983毫秒，1號主變中后備保護動作時，1號主變35 kV中壓側301開關流過的最大故障電流約為1 240 A，而35 kV××線310保護過流II動作的電流僅有630 A，而檢查當天負荷電流最大不過80 A，因此不存在功率倒向影響保護誤動的可能，或推斷出除了35 kV××線310線路出現故障外還存在另一個故障點，當35 kV母聯300開關跳開后，1號主變35 kV中壓側301開關流過的最大故障電流約為1 268 A，則表明I段母線上的出線間隔還存在有故障，另外從110 kV故障錄波器打出的錄波報告看出：1號主變中后備復壓方向過流一段t1動作跳開35 kV母聯300開關后故障電流仍然存在，所以再次中后備復壓方向過流一段t2跳開35 kV中壓側301開關，故障電流消失，因此再次表明I段母線上的出線間隔還存在有故障且故障電流存在超過計劃1 S以上。

某110 kV變電站35 kVI段母線出線及××線310線路計算出短路電流情況，見表1。

從表1可看出母線不可能存在故障的，僅有線路故障時無法及時隔離才導致越級跳閘，從表1看出35 kVI段所有線路中僅35 kV××線303、××線307存在線路上三相短路故障時，電流可達1 200 A左右。某110 kV變電站35 kV線路過流保護定值整定情況，見表2。

1號主變中后備復壓方向過流一段t1動作跳開35 kV母聯300開關后故障電流仍然存在，301開關流過的最大故障電流約為1 260 A，可判斷出此時故障電流不會超過1 260 A，且時間持續為1.1 S左右；從以表2中可得出僅有35 kV××線307線路存在這種可能，因故障電流未達到I段保護定值，而過流II段時限未到，僅有1號主變中后備保護復壓方向過流一段t2跳開35 kV中壓側301開關，才能隔離故障。后與35 kV××線307線路對側電廠值班員核實廠站端線路保護13時左右時動作跳開了35 kV××線3233開關，但25日23時左右恢復線路供電時線路未發現異常，可判斷35 kV××線307線路13時10分時的故障應為瞬時故障。

2.3 小 結

2013年5月25日13時10分30秒左右35 kV××線310線路、××線307線路同時遭受雷擊造成三相短路，35 kV××線310線路保護正確跳閘且重合成功，但由于此時35 kVII段母線已失壓，幫無法恢復線路正常供電。35 kV××線307線路保護因故障電流未達過流I段電流定值，也未達過流II段動作時限而未動作，無法隔離35 kV××線307線路故障，而此時1號主變中后備保護復壓方向過流一段t1滿足動作條件跳開35 kV母聯300開關，因35 kV××線307線路是掛在35 kVI段母線上運行，故障依然存在，1號主變中后備保護復壓方向過流一段t2滿足動作條件跳開35 kV中壓側301開關，將故障隔離，造成了35 kVI、II段母線系統失壓。

3 暴露的問題及防范措施

①某110 kV變電站35 kV××線307線路保護整定不合理，過流II、III段定值一樣無選擇性，對管轄的變電站35 kV線路保護定值重新梳理，要確保定值滿足繼電保護的“四特性”要求。

②某110 kV變電站35 kV××線307線路保護與1號主變中后備保護定值失配，過流II動作時間大于1號主變中后備保護復壓方向過流一段動作時間，要根據《3～110 kV電網繼電保護裝置運行整定規程》要求，對線路保護與主變保護定值進行重新核算。

參考文獻：

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