有關500kV變電站的母線微機保護誤動討論

周恒　楊勇　全楠

摘 要：在電力系統中，母線保護是保證電網安全穩定運行的重要系統設備，它的安全性、可靠性、靈敏性和快速性對保證整個區域電網的安全具有決定性的意義。因此，設置動作可靠、性能良好的母線保護，使之能迅速檢測出母線故障所在，并及時有選擇性的切除故障是非常必要的。基于此，本文就某500kV變電站一起母線微機保護誤動的原因進行分析，并提出整改措施。

關鍵詞：500kV;誤動;母線微機保護

一、500kV變電站的母線微機保護誤動事故概況

某變電站500kV、220kV電氣主接線圖如圖l所示。某日，500kV該變站內除5012、5022、5052斷路器保持運行外，其余10臺斷路器均跳閘，500kVI.1I母線失壓，#3主變發過負荷信號。

二、500kV變電站的母線微機保護誤動事故分析

該變電站500kVI、II母線均配置BP一2A母線保護;斷路器配置的保護為CSI一121A和LFP-921A。事故后對保護動作報文、故障錄波進行調取：①BP一2A母線保護無任何報文，裝置上“失靈保護動作”出口板上“出口1～16”燈全亮。由此可知，母差保護未動，失靈保護動作。②CSI-121A保護報文為SLCDCK，即失靈重動出口;LFP-92lA保護報文為LTST，即三相聯跳出口。這些都不是斷路器保護本身的動作，事故時保護裝置模擬量均無異常。③除各開關變位、BP_2A失靈保護動作報文外，還報“2007一08—12T19-54-24-444#3主變I、II套保護風冷啟動（n58）！”、“2007-08-12T19-54—27—567#3主變油流異常（n43）！”、“2007-08-12T19-54-27-967#3主變油流異常（n43）！復歸”、“2007-08-12T19-54—31-29#3主變冷卻器電機故障（n37）！”，而這4個信號只有在#3主變風冷啟動時才會出現。

通過分析保護、監控系統SOE報文，可作出以下判斷：①排除工作人員“三誤”的可能性;②排除一次系統故障的可能性（聯系中調、地調，事故前電網運行穩定）;③BP一2A母線失靈保護動作出口，跳開500kVI、II母線上lO臺斷路器;④確認此次事故是由直流系統干擾引起，并針對“#3主變油流異常”信號多次出現的現象把#3主變風冷控制系統作為重點檢查對象。

三、500kV變電站的母線微機保護誤動干擾源的查找

對500kVI、II母BP一2A母線保護進行失靈動作脈沖展寬試驗，檢查BP一2A母線保護失靈動作延時是否為裝置固有展寬10ms。通過微機試驗臺接點控制失靈開入的接通時間，檢查該保護實際需要多長的開入時間才能使失靈保護出口，試驗結果見表l。

由表1可知，失靈開入的接通時間小于lOms時，保護仍然能動作。將失靈接點接入示波器進行監視，發現斷開失靈開入外部接點后，失靈開入回路的電壓有一個緩降過程（電容器放電過程），這實際延長了失靈開入時間。通過波形判斷，失靈開入回路的返回電壓約為50～60V。又由于失靈開入回路在保護內部使用的是光隔（光電隔離器），而光隔為電流動作元件，其動作電流約為2～3mA，因此該母線保護的失靈開入回路靈敏度很高，不能有效躲過直流回路的干擾。

拔出保護的失靈開入插件，發現各失靈開入回路均并接有1個100nF的電容器（干擾吸收回路）。由于電容器存在充放電過程，因此展寬了失靈開入回路的時間，同時也展寬了外部干擾的持續時間。在500kVI母BP一2A母線保護上接入干擾監視設備，監視點為5011、5021、503l、5041斷路器失靈開入回路和直流母線“+”、“一”對地回路。

在上述故障發生的第二天，監視設備捕捉到一個強烈干擾。干擾發生時，#3主變風冷控制系統接觸器正好啟動，溫度l啟動風扇。查看監控后臺記錄，此時正好發出“#3主變1、2套保護風冷啟動（n58）”、“3#主變油流異常（n43）”信號。此情況驗證了事故調查時的判斷：干擾源在#3主變風冷控制系統。停電檢查#3主變，發現控制箱內501.1接觸器上K17、K18回路的2根接線接反，二次線為廠家原產配線，無后期改接現象。

綜上所述，由于#3主變A相第l組風冷控制回路接線錯誤，導致交流電源串人直流系統。使2套BP-2A母線保護的失靈啟動回路同時受到干擾。而BP一2A母線保護的抗干擾能力也未達到設計要求，因此造成保護誤動作。

四、500kV變電站的母線微機保護誤動事故暴露的問題及整改措施

這次事故暴露出以下問題：①#3主變A相第l組風冷控制回路接線有錯誤，設備出廠驗收存在問題;②BP一2A母線保護抗干擾能力未達到設計要求，失靈保護啟動網路展寬延時不夠;③在安裝調試中，基建單位未按接線圖核對接線的正確性，沒有做啟動備用風冷系統試驗;運行單位在主變定檢中沒有規范風冷系統的試驗項目。

針對以上問題應采取以下整改措施：①對500kVBP一2A母線保護進行整改，同時針對BP一2B保護與廠家溝通，擬訂反事故技術措施計劃并實施。具體實施辦法是在母差失靈開入光隔前增加強電中間繼電器（功率為5W），保證小脈沖不會造成保護誤動;增加失靈開入回路脈沖的啟動延時（增加20ms），確保能躲過可能遇到的長脈寬干擾脈沖。②基建、運行單位在投運驗收中要把好關。在運行維護中規范定檢項目。特別足在主變驗收工作中要完善備用風冷系統的驗收項目。③加大對直流系統瞬時接地和干擾的監測。定期監督分析相關信號，重點排查干擾源，消除潛在隱患。④對斷路器失靈保護開入、線路保護開入、遠跳通道開入等采用光隔的環節以及直流串擾概率較高的部位，在大修期間要重點檢查，進行動作功率及脈沖延時試驗。

五、小結

總之，母線是電力系統的重要設備，在整個輸配電系統中起著非常重要的作用。由此，母線保護是保證電網安全穩定運行的重要系統設備，它的安全性、可靠性、靈敏性和快速性對保證整個區域電網的安全具有決定性的意義。

參考文獻

[1]王梅義.電網繼電保護應用[M].北京：中國電力出版社，1999.

[2]朱聲石.高壓電網繼電保護原理與技術[M].北京：中國電力出版社，1995.