110kV主變差動保護誤動作事故原因分析及應對措施研究

高奕釗 胡凱 趙睿 臧玉龍 束春杰 劉烊

【摘要】本文通過對某一起110kV主變差動保護誤動作事故進行分析，尋找事故的原因，并在最后提出了預防措施，希望為電力系統的安全保護提供一些幫助。

【關鍵詞】主變差動? 差動保護? 誤動作

引言：電流差動是一種被廣泛運用的保護動作，主要應用在母線、發電機、變壓器這一類電站基礎元件。因為原理簡單、安全可靠，所以多個地區都在采用這種保護方式。但是在實際操作中，偶爾也會出現差動保護誤動作這一特殊情況，影響電力設備的安全運行。

一、110kV主變差動保護誤動作事故案例介紹

（一）主變差動保護誤動作事故經過

本次事故的發生原因是因為主變的保護配置發生了問題，其中的差動保護配置為保護氣動后二十五毫秒內執行動作的差動速斷保護，型號是RCS-9671C，還有一各保護配置是經二次諧波制動在保護啟動后35毫秒內執行動作的比率差動保護，除此之外，最后一種保護配置是中低壓的側過電流保護，這個保護配置具有CT斷線判別功能，這三種保護配置共同組成了RCS-9671C差動保護配置。

但是在系統發生故障前，其所擁有的110kV的系統，以及進行差動保護的三臺具有10kV主變的系統，都已經成為了分裂運行狀態。在二十三時二十四分三十八秒三百二十八毫秒的時候系統發生了故障，導致主變發生跳閘現象。通過人員檢測，發現低壓側的某一相具有明顯的故障電流，電流大小為4.245kA，因此主變#1型號執行了差動保護動作，直接斷開了#1的開關，開關型號分別是主變變高1101，主變變低501兩個開關。而在這時，擁有10kV的主變系統10kV 1M出現了失去電壓的現象，并且具有501變低開關的CT中低測壓過電流保護功能的保護配置出現無流現象。而10kV據自身具備的自投裝置發生差動保護的動作條件符合當前所出現的電壓情況，所以10kV備自投裝置根據預先設定好的功能發出差動保護動作關上了處在10kV分段的編號521的開關。

（二）主變差動保護誤動作事故原因分析

根據在事后取得的站端故障錄波器中成像顯示的波形圖可以看出，主變高壓側產生的某一端相電流要遠遠高于其他兩側的相電流，數值達到了兩倍。而且另外兩側的相電流其相位是正好相反的。再觀察主變高壓側所呈現的電流波形，可以清晰的看出故障特性和低壓側某兩端所產生的相見短路的問題較為相似。

根據故障邊界條件，通過對型號的#1的主變高壓側電流所存在的相位特征以及具備的幅值來看，可以利用矢量分析來進行研究。因為矢量分析只需要對正負序分量和無零序分量。一般來說，正序和負序的中高壓都要低壓側朝向30°，區別在于正序分量方向在于中高壓的側滯方，而負序分量方向在于中高壓的側超前方。根據這個特征，我們可以反方向推測，低壓側的電流幅值應該是由中心像整點方向均勻分散，相位關系應該是成“╬”形三端向上，六端向下分布。通過與之前的故障示波器所生成的實際錄波圖對比，可以看出波形圖中低壓側僅有一個相電流存在，其他的均沒有電流。所以和繪制的向量圖是不相符的。因此要判斷主變低壓側發生的故障相別還需要其他的信息支持才能做出正確的判斷。

根據剛才的分析可得知對于型號為#1的主變高低壓側呈現出來的電流矢量具有沖突。所以要想避免錄波通道的單獨任一路通道產生類似低壓側某一相電流的問題，要去獲取其他的波形信息進行參考。能夠利用的方式是選擇核對主變高低壓側的差電流，通過復核的形式進行重新檢查。通過這種方式，在針對型號為#1的主變的差動保護，還有一各叫做南瑞繼保RCS-9671C型號的保護配置。可以在差動保護軟件之內開始折算，折算的方式是Y-Δ，這種折算方式也被叫做全星型連接方式。由此可以算出值為=（-）/;=（-）/;=（-）/的高壓側電流標幺值，這一值是通過相位調整之后才得出來的。

經過電流相位折算后，可以得知高壓側的電流IA和IC的相位是正好相反，但是大小卻是完全相等的關系。所以對比低壓側電流，選擇差流計算就可以發現，高壓側電流折算后其實就只有某一端的相有差流存在，另外兩端的相電流如果進行疊加，他們的矢量和會變成零。

針對這種情況，主要的猜測方向為是否有區域外部發生的故障電流穿越到了主變或者差動保護配置中發生了上述現象。根據這種猜想，對10kV 1M的具有關聯的保護間隔進行了詳細的檢查，檢查結果為在10kV所具有的型號為F01的饋線處，發現了保護啟動報告，通過保護啟動報告得知當故障發生時，在該條饋線的某一相線路有瞬時故障電流經過。先是其大小正好為4.328kA，這個數值和最開始的主變差動保護動作錄波圖中經過主變抵押側某一項流過的故障電流幾乎相同，也就是故障產生的原因很可能就是因為在10kV所擁有的饋線F01處某一項線所發生的故障電流擊穿了主變差動保護配置，讓主變變低其中一項低壓側相發生了接地的情況。

根據一些列的分析最終確定主變變低某相的故障點。經檢查跳閘后的現場，發現型號為#1的主變在10kV的母線橋上該項的避雷器已經燒損。證實高電壓故障電流通過接地流向避雷器造成避雷器被擊穿而產生短路故障。

二、110kV主變差動保護誤動作應對措施

為避免再次發生類似的情況，要立刻跟保護廠家取得聯系，讓其對差動保護裝置的避雷器和軟件版本進行升級，對電流感染的防護能力也要做好措施。除了設備的問題之外，也要對符合整定的人員進行嚴格的培訓，制定整定規程，要對定值單里的內容和整定數據完全疲憊，避免人員失誤造成的事故。還要提高檢修人員的專業能力，定時對保護裝置進行調試，在采用新的保護裝置之前做好驗收工作，防止出現質量問題。調試的時候要保證數值的準確和所需項目的齊全。

三、結論

現階段的運維人員對于電力系統常見的問題已經非常熟練，能夠輕松的解決類似跳閘一類的事故，但是對于導致異常事故的波形分析能力還有一些欠缺。所以要全面提升運維人員的分析和解決問題的能力，提高對電力系統的了解和對異常變化的規律掌握，為電力系統提供穩定的保障。

參考文獻：

[1]徐斐.系統參數設置錯誤引起的主變保護誤動作事故[J].科技與創新，2018（21）：87-88.