一起主變保護拒動事件分析

陳德生 張 敏 彭金龍 張 鐸 王 凱

（許繼電氣股份有限公司，河南 許昌 461000）

1 事故經過

2014年4月11日，該站發生一起10kV母線三相弧光短路故障，當時，1#主變及2#主變均在運行狀態，1#主變保護為微機保護，2#主變保護為電磁型常規保護，故障時，2#主變低壓側保護動作，跳開低壓側斷路器，但1#主變保護未動作，致使該站上一級線路保護動作。事故后，1#主變保護裝置只有復合電壓動作信息，此外無任何故障記錄。

2 事故前運行方式

110kV進線 5023、5083運行，1#主變及 2#主變運行，10kV線路316、332、334等運行。主接線如圖1所示。

圖1 系統主接線圖

母線接線方式為單母分段帶旁母[1]，當時低壓母聯處于合閘位置。

3 事故經過

2014年4月11日，10kV母線三相弧光短路故障，2#主變低壓側保護動作，跳開低壓側斷路器，但1#主變保護未動，致使該站上一級線路保護動作。事故后，1#主變保護裝置只有復合電壓動作信息，此外無任何故障記錄。

2014-04-11 17∶19∶15.844 1#主變保護復壓動作，動作時間100ms，動作值如下。

表1 高壓側動作值

表2 中壓側動作值

表3 低壓側動作值

2014-04-11 17∶19∶15.828 中壓側TV斷線動作，動作時間80ms，動作值見表4。

表4 中壓側TV斷線動作值

2014-04-11 17∶19∶17.699 裝置 0067次上電起動。

2014-04-11 17∶19∶32.786 10kV 316 線裝置，電流III段動作，動作時間502ms，動作值見表5。

表5 316線電流Ⅲ段動作值

4 保護動作分析

4.1 定值整定

表6 1#主變定值

表7 2#主變定值

表8 10kV 316線定值

4.2 保護動作行為分析

17時19分 15秒 828毫秒1#主變保護中壓側TV斷線動作，由于中壓側報TV斷線，所以不再對中壓側復合電壓進行判別，根據復合電壓動作報告，也不是由高壓側起動的（TV斷線閉鎖定值為1，在TV斷線后退出該側復壓動作判別），可以判定是低壓側復合電壓動作，故障時刻保護裝置的復合電壓動作。由復合電壓動作報告可以看出，低壓側也應該發生TV斷線，而低壓側TV斷線未動作，是由于當時故障電流大于低壓側 TV斷線閉鎖電流值5.1A。圖2為TV斷線邏輯圖。

由此可以得出結論：裝置的復壓動作是由主變低壓側起動的，在故障時刻主變低壓側復壓開放。

17∶19∶15.844 1#主變保護復合電壓動作，17∶19∶17.699 1#主變保護裝置 0067次上電起動，根據報文可以判定在復合電壓動作后，保護裝置出現過斷電現象，而且在復合電壓動作1.855s后裝置又重新上電，后經過分析和詢問用戶得知：由于該站正處于改造階段，改造過程中，直流屏未能及時接入，而是采用將所用變的交流整流為直流的方式供電，所以，當旁母發生弧光短路時，電流增大，所用變電壓降低，導致全站裝置失電而在故障發生時未能及時動作。故對1#主變保護裝置來說有0067次上電起動報文。并且根據監控系統歷史記錄，在17∶23∶05左右，規約轉換器全部恢復通信，可以肯定在故障發生時刻全站失電，監控系統重啟，才會有所有規約轉換器通信恢復的報文，所以保護裝置當時沒有動作主要是由于裝置失電。

圖2 TV斷線邏輯圖

該站 1#主變 CT變比為 2000/5，2#主變 CT變比為 1200/5，1#主變保護動作電流定值為 6A，2#主變動作電流定值為7A，根據2#主變動作電流值，可折算一次值大概為1680A，而使1#主變保護動作的一次電流值至少要達到 2400A，在該站所用變電壓恢復后，可以肯定電流值小于2400A。在該站所用變電壓恢復后，可以肯定電流值肯定小于2400A。根據10kV 316線動作報告，故障時二次電流為8.8A左右，10kV 316線變比為200/5，折算到1#主變的電流也只有0.88A，并沒有達到1#主變復壓過流動作定值。根據316線的動作報告，可以肯定的是該線路動作時為三相短路故障，且動作正確，由于投運時該線路的控制電源根據操作規程的要求沒有合上，所以該線路開關在故障時刻沒有跳開，該線路速斷動作電流為 40A，折算到 1#主變也只有 4A，所以在裝置恢復送電后，故障已經由弧光短路發展為三相短路故障，故障電流已經降低，達不到主變低壓側動作電流[2]，此時 1#主變保護裝置仍然不會動作，最終導致上一級越級跳閘，1#主變保護裝置的定值配置不合理，需要根據地區實際情況重新核對整定[3]。

5 處理建議

根據10kV 316線動作報告二次電流為8.8A左右，變比為200/5，折算到主變的電流只有0.88A；根據10kV 316線的動作報告，可以肯定的是該線路動作時為三相短路故障，且動作正確，由于該線路的控制電源根據操作規程要求沒有給上，所以該線路開關未能跳掉，最終導致上一級越級跳閘[4]。該線路速斷動作電流為40A，折算到主變也只有4A，所以在裝置恢復送電后，故障已經由弧光短路發展為三相短路故障，故障電流已經降低，此時1#主變保護裝置仍然不會動作。

在改造站施工過程中，現場情況比較復雜，危險點比較多，帶電設備和不帶電設備均有，要設置好警示牌等告警標志，并且必須要保證站內電源的穩定，直流系統必須是帶有蓄電池組，防止出現意外情況斷電，而造成站內運行的保護測控及通訊等裝置失電，從而對運行帶來隱患。

6 結論

應充分考慮變電站內的各種情況，針對可能出現的各種意外做好應對措施，從而保證變電站內所有設備穩定、可靠運行[5]。

[1] 李鵬博, 蘇文博, 張高峰. 繼電保護事故處理技術與實例[M]. 北京: 中國電力出版社, 2002.

[2] 王顯平, 張莉, 王微波. 電力系統故障分析[M]. 北京: 中國電力出版社, 2008.

[3] 于立濤. 電力系統繼電保護整定計算與應用實例[M]. 北京: 化學工業出版社, 2012.

[4] 孫國凱. 電力系統繼電保護原理[M]. 北京: 中國水利水電出版社, 2002.

[5] 高中德, 舒治淮, 王德林, 等. 國家電網公司繼電保護培訓教材[M]. 北京: 中國電力出版社, 2009.