基于故障錄波圖查找主變差動保護(hù)故障點(diǎn)

張永生，戴寧迎，沈 浩

(國網(wǎng)江蘇省電力公司蘇州供電公司，江蘇 蘇州 215004)

基于故障錄波圖查找主變差動保護(hù)故障點(diǎn)

張永生，戴寧迎，沈 浩

(國網(wǎng)江蘇省電力公司蘇州供電公司，江蘇 蘇州 215004)

介紹了一起220 kV主變差動速斷保護(hù)動作跳閘的事故。通過對主變保護(hù)裝置錄波圖、線路保護(hù)裝置錄波圖及故障錄波器錄波圖分析，準(zhǔn)確查找出了故障點(diǎn)在主變高壓側(cè)架構(gòu)B相絕緣子處，為事故處理提供了有效參考，確保了變電站主變安全可靠運(yùn)行。

故障錄波圖；差動保護(hù)；零序電流；故障定位

0 概述

某日，某220 kV變電站1號主變差動速斷保護(hù)動作，跳開主變?nèi)齻?cè)開關(guān)；同時，該變電站所有220 kV線路保護(hù)均啟動，但未動作。

該變電站一次接線如圖1所示， 1號主變?yōu)樽择钭儔浩鳎行渣c(diǎn)直接接地；2號主變中性點(diǎn)不接地，220 kV母線并列運(yùn)行，所有220 kV線路均合環(huán)運(yùn)行。1號、2號主變保護(hù)型號為RCS978雙套配置，線路保護(hù)型號為PSL603U和RCS931，母差保護(hù)型號為BP-2B。

圖1 變電站一次接線示意

1 故障信息

故障時，1號主變保護(hù)動作信息為：24 ms，差動速斷保護(hù)動作。B相故障電流二次值為86.73 A，TA變比為1 200/5，折合一次值為20 815.2 A。1號主變保護(hù)裝置故障錄波圖如圖2所示。圖2中，1，2，3通道分別代表主變高、中、低壓側(cè)開關(guān)跳閘；IA1，IB1，IC1，I01分別為1號主變高壓側(cè)A相電流、B相電流、C相電流和零序電流，IA1=2.29 A；IB1=86.73 A，IC1=1.07 A，I01=86.73 A；UAH，UBH，UCH，U0H分別為1號主變高壓側(cè)A相電壓、B相電壓、C相電壓和零序電壓，UAH=58.90 V，UBH=1.28 V，UCH=59.09 V，U0H=61.22 V。分析錄波圖可知，故障時，1號主變高壓側(cè)B相電壓下降到1.28 V，同時B相電流達(dá)到86.73 A，屬于B相接地特征。由于B相電流大，B相TA飽和嚴(yán)重，因此錄波圖中B相電流畸變，不是標(biāo)準(zhǔn)正弦波。

當(dāng)甲線保護(hù)裝置啟動時的錄波圖如圖3所示。其中，IA，IB，IC，I0分別表示甲線A相電流、B相電流、C相電流和零序電流；UA，UB，UC，U0分別表示甲線A相電壓、B相電壓、C相電壓和零序電壓。其他線路保護(hù)裝置錄波圖形與甲線相似，不再一一列出。

1號主變故障錄波器錄波圖如圖4所示。故障時， 1號主變高壓側(cè)B相電壓下降到1.226 V，B相電流為3.435 A，TA變比為1 200/5，折合一次電流為824.4 A，比差動保護(hù)中B相電流小19 990.8 A。

2 故障定位分析

由圖2、圖3分析可知，故障時，主變及220 kV線路間隔B相電壓下降，同時B相電流增大，符合B相接地故障特征。對比圖3中甲線零序電壓U0與零序電流I0相位，即圖3中線條1與線條2相位差可見，U0超前I0約70°，符合線路保護(hù)反方向故障特征，即故障點(diǎn)在線路保護(hù)區(qū)外，因此故障點(diǎn)不在220 kV線路上。由于母差保護(hù)未動作，1號主變差動速斷保護(hù)動作，因此可以初步斷定故障點(diǎn)在1號主變差動速斷保護(hù)范圍內(nèi)，主變差動速斷保護(hù)動作正確。

圖2 1號主變保護(hù)裝置錄波圖示意

由圖2和圖4可知，同為1號主變高壓側(cè)電流，差動保護(hù)與故障錄波器中B相電流值相差巨大。查看TA次級分配，差動速斷保護(hù)TA采用獨(dú)立TA，而故障錄波器使用主變高壓側(cè)套管TA，兩者安裝位置不同(見圖1)。由于主變差動速斷保護(hù)TA中流過較大的故障電流，而主變高壓側(cè)套管TA中并未流過較大的故障電流，因此故障點(diǎn)不在主變內(nèi)部，否則主變高壓側(cè)套管TA也將流過與主變差動速斷保護(hù)TA相同的故障電流。因此，故障點(diǎn)應(yīng)該在主變差動速斷保護(hù)TA與主變高壓側(cè)套管TA之間。由于主變高壓側(cè)獨(dú)立TA中的短路電流是由220 kV系統(tǒng)提供，該系統(tǒng)短路容量大，因此短路電流巨大。而主變高壓側(cè)套管TA中的短路電流是由110 kV系統(tǒng)提供的故障電流及故障零序電流構(gòu)成的，由于110 kV系統(tǒng)短路容量較小，因此短路電流小。

圖3 甲線保護(hù)裝置錄波圖示意

圖4 故障錄波器錄波圖示意

根據(jù)以上分析，對主變高壓側(cè)差動保護(hù)TA至主變高壓側(cè)套管之間的導(dǎo)引線進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)主變高壓側(cè)架構(gòu)B相絕緣子有嚴(yán)重放電痕跡。對該絕緣子進(jìn)行耐壓試驗，發(fā)現(xiàn)絕緣子已被完全擊穿，即故障點(diǎn)在主變高壓側(cè)架構(gòu)B相絕緣子處。由于該絕緣子在主變差動速斷保護(hù)范圍內(nèi)部，因此主變差動速斷保護(hù)動作行為正確。

3 結(jié)束語

在本次事故處理中，主變保護(hù)裝置錄波圖、線路保護(hù)裝置錄波圖及故障錄波器錄波圖在故障分析中起了重要作用。通過對以上錄波圖的綜合分析，再加上推理判斷及實地檢查，準(zhǔn)確查找出故障點(diǎn)位置，為故障處理提供很好的參考。

1 薛 峰．怎樣分析電力系統(tǒng)故障錄波圖[M]．北京：中國電力出版社，2014.

2 國家電力調(diào)度通信中心．國家電網(wǎng)公司繼電保護(hù)培訓(xùn)教材[M]．北京：中國電力出版社，2010.

3 周 波．主變差動保護(hù)TA斷線故障的檢查與處理[J]．電力安全技術(shù)，2012，14(4):8-10.

2016-03-25；

2016-12-01。

張永生(1981—)，男，工程師，主要從事變電二次檢修工作，email：13451563651@163.com。

戴寧迎(1978—)，男，高級工程師，主要從事變電檢修管理工作。

沈 浩(1980—)，男，工程師，主要從事變電檢修管理工作。