內橋接線變電站主變差動速斷保護誤動分析

朱 林 陳玉潔

（國網四川省電力公司德陽供電公司，四川 德陽 618000）

內橋接線變電站主變差動速斷保護誤動分析

朱 林 陳玉潔

（國網四川省電力公司德陽供電公司，四川 德陽 618000）

內橋變電站減少了主變進線開關，在節約設備投資方面有顯著成效。但因斷路器和電流互感器配置方面的原因，高壓側差動回路由進線開關CT和橋開關CT構成。本文通過對一起主變差動速斷保護誤動案例進行分析，指出配置存在的問題，并提出改進措施。

內橋；變電站；差動速斷；誤動

1 案例分析

110kV東北站為典型內橋接線方式，正常運行方式為兩條線路對側合上，本側一條運行一條熱備用，投入110kV線路備自投，本側線路保護及重合閘退出。

事故前幾天，由于運行方式臨時調整，改為本側兩條線路合上，對側一條合上一條熱備用。具體運行方式如圖1所示［1］。

現場收集到的保護動作情況如下：110kV龍東線181：17ms距離保護I段動作；1號主變保護：18ms差動速斷動作；10kV分段備自投：0S全站失壓、跟跳進線一（931）、1S合分段（930）。

事故直接造成東北站龍東線181、橋開關130、1號主變低壓側931開關跳閘，龍東線、1號主變、10kV I段失壓，隨后10kV分段備自投動作合上分段開關恢復了10kV I段電源，未造成負荷損失。

從檢查結果來看，東北站1號主變、110kV I母未見異常，試驗化驗班的油化試驗結果也證明該主變內部未發生短路。隨后巡線人員發現110kV龍東線上有放弧痕跡，判斷此次故障是發生在線路上。

圖1 事故前運行方式

由此得出結論：在此運行方式下，龍東線線路上發生了AC短路接地故障，造成了東北站龍東線181保護跳閘、1號主變差動速斷跳閘。很明顯，龍東線上發生相間故障時，應該由東北站側181開關距離保護動作切除故障，1號主變差動速斷本次屬于誤動［2］。

2 誤動原因分析

從該運行方式接線圖不難看出，龍東線上發生故障時，故障電流由九嶺站流向東北站110kV II母，再通過分段開關流向110kV I母，最后通過東北站龍東線181開關流向故障線路。從故障電流的路徑來看，這似乎和主變沒有什么關系。那么此次主變差動為什么會誤動呢？

原來，常規接線方式下主變差動CT由各側開關CT構成，而內橋接線方式下因高壓側無開關和開關CT，為了滿足差動保護需要，用分段開關CT、進線開關CT和低壓側開關CT來組成三側差動。這樣仿佛與三圈變差動一模一樣，理論上是沒有任何問題的，但也與常規接線存在差異，如差動保護范圍擴大到了母線。下面讓我們回到東北站1號主變跳閘現場。

1#主變差動保護裝置動作報告：18ms C相差動速斷動作。

根據錄波顯示，差動電流達到速斷動作電流，保護本身并無問題。

在110kV龍東線AC相接地故障時，東北站130#、181#開關流過故障電流，但方向相反，正常情況下，在1#主變差動回路中不應產生較大差流。從故障錄波看，故障時龍東線181及分段130的電流采樣幅值基本不變，相位基本相反，符合區外故障特點，但分段130的采樣值三相均有較大的非周期分量，特在剛短路時的前兩個周波C相采樣值更是偏移得非常厲害，造成C相差流高于速斷定值，引起保護動作。

從錄波波形可以看出，龍東線181電流互感器和分段130電流互感器的暫態特性出現了較大差異，使在短路開始的前兩個周波出現了較大差流。根據《國家電網公司十八項電網重大反事故措施（修訂版）》（國家電網生〔2012〕352號）15.3.7可知，線路兩側或主設備差動保護各側的電流互感器的相關特性宜一致，避免在遇到較大短路電流時，因各側電流互感器的暫態特性不一致引發保護不正確的動作。

因此我們認為，導致本次主變差動速斷保護動作的根本原因是龍東線181與分段130電流互感器暫態特性的差異。

為了彌補比率差動的不足，一般變壓器差動保護除了比率差動外，還配有差動速斷保護，即不受制動電流的影響，但為了克服不平衡電流的影響，動作門檻一般設置為4～8倍額定電流（比率差動一般為0.5倍）。

既然差動速斷整定為4～8倍額定電流，一般來說可以躲過不平衡電流，那么為什么這次1號主變差動速斷保護會動作呢？

原來由于內橋變電站差動保護是按三端設計的，與常規的三圈變壓器差動還是有區別，那就是差動保護的保護范圍包括了母線，而母線的阻抗值是很小的，主變的阻抗值相對較大，故在短路水平較高時（九東線線路本身較短，對側九嶺站為綿竹地區的主供電源之一，系統阻抗較小），用躲開主變最大不平衡的方法來整定差動速斷存在一定問題，但為了確保主變在嚴重故障時差動保護不拒動，就只能犧牲保護的選擇性。

3 得出結論

本次保護誤動作是由于內橋變電站主變差動保護的保護范圍與常規主變差動范圍不一致（差動保護范圍擴大到了高壓側母線），在極端情況下（短路水平較高且CT暫態特性不一致）發生的保護誤動作，保護本身并無任何問題。

4 改進措施

為了避免此類誤動作再次發生，我們要從以下幾個方面入手：①將龍東線181及分段130電流互感器更換為相關特性一致的產品，最好更換為同一廠家同一型號同一批次的產品；②更改保護軟件，同時將主變高壓側套管CT接入差動保護，但不作為差動量，當套管CT、低壓側CT均無電流或電流很小時，閉鎖差動速斷，起到防止較大母線穿越電流引起差動速斷誤動的目的。

［1］李斌，馬超，賀家李，等.內橋接線主變壓器差動保護誤動原因分析［J］.電力系統自動化，2009（1）：99-102.

［2］周紅軍，何育，陳昊.內橋接線變電站主變差動保護誤動和死區問題分析［J］.電工技術，2013（3）：72-73.

Analysis on Maloperation of Differential Quick Break Protection for Main Transformer of Inner Bridge Substation

Zhu Lin Chen Yujie
（Sichuan province electric Power Company Deyang Power Supply Company，Deyang Sichuan 618000）

The inner bridge substation reduces the main transformer inlet switch,and has remarkable effect in saving equipment investment.Because of the configuration of circuit breaker and current transformer,the differential return circuit of high voltage side is composed of CT and bridge switch CT.In this paper,through analysis of a case of maloperation of differential quick break protection of main transformer,the problems in configuration are pointed out and improvement measures are put forward.

internal bridge；transformer substation；dfferential speed breaking；misoperation

TM407

A

1003-5168（2017）12-0141-02

2017-11-01

朱林（1981-），男，本科，工程師，研究方向：變電二次設備檢修維護；陳玉潔（1983-），女，本科，工程師，研究方向：地級電網調控技術。