一起失靈保護誤動分析及啟示

孫得賢，牛立杰

（南京南瑞繼保電氣有限公司，江蘇 南京 211102）

0 引 言

繼電保護作為電力系統安全穩定運行三道防線中的第一道防線，對保證電力系統正常運行，防止事故發生和擴大起到了重要作用。電力系統運行方式多樣且多變，二次回路接線多，回路復雜，這對繼電保護配置、二次回路設計以及運維增加了很大難度。母差保護和失靈保護由于動作后涉及的范圍比較廣，其動作正確性尤為重要。保護之間的相互配合，二次回路設計的合理性，各種情況下保護功能的投退均會影響保護的正確動作。本文圍繞一起失靈保護誤動事故，就以上3個影響保護正確動作的主要因素進行了深入分析，其分析成果對預防類似事件的發生提供了對策[1-4]。

1 案例概況

某330 kV樞紐變電站中，330 kV為雙母單分段母聯兼旁接線。2018年6月27日，用戶在停電更換330 kV母聯CT后進行通流試驗的時候，母聯充電保護動作，隨后母聯充電保護啟動母聯失靈保護，將母線上的所有開關跳開，保護動作報告如圖1所示。

圖1 保護動作報告

2 保護動作分析

通過現場調取的母線保護裝置錄波數據分析，用戶在對330 kV母聯開關進行通流試驗時，母線保護中的母聯充電保護功能處于投入狀態。母聯功能閉鎖開入50SOTF.BI_Blk為0，功能使能開入50SOTF.BI_En為1，充電保護投入控制字Bay20.50SOTF.En、Bay21.50SOTF.En以及Bay22.50SOTF.En為1，充電保護投入軟壓板50SOTF.Link為1。保護邏輯如圖2所示[5]。

圖2 母聯充電保護功能投入邏輯圖

用戶對母聯開關進行通流實驗時，母聯一次電流幅值約為1 540 A，大于母聯充電電流定值1 500 A（如圖3所示），且因為母聯充電保護處于投入狀態，所以母聯充電保護動作。

圖3 母聯通流電流幅值

由于母差保護中母聯失靈保護固定投入，不受差動保護及失靈保護壓板投退的影響，且充電保護動作后母聯持續有流，同時電流定值大于母聯失靈保護定值（648 A），因此經過母聯失靈動作延時（250 ms），母聯失靈保護動作切除與母聯開關相關聯的兩條母線。母聯失靈保護邏輯如圖4所示。

圖4 母聯失靈保護邏輯圖

3 設計方案分析

3.1 電氣主接線及保護配置

330 kV變電站電氣主接線如圖5所示，該站330 kV部分為雙母單分段母聯兼旁接線，該主接線允許各間隔斷路器檢修時，通過母聯進行代路運行。此外，該站330 kV母線配置集中式母差保護裝置，同時集成母聯過流，間隔失靈保護功能（包括母聯），CT及出口回路均配置Test block試驗盒（可插入試驗插件，斷開外部回路）。而且母聯間隔配置兩套獨立的母聯保護裝置A和B，CT、PT及出口均配置Test block試驗盒。

圖5 330 kV變電站電氣主接線

3.2 相關保護功能投退

根據調度定值，正常運行時母差保護裝置僅投入母線差動保護和支路失靈保護，退出母聯充電保護和母聯失靈保護。在屏柜面板設置母差保護和失靈保護投退把手，母差保護裝置未接入母線電壓[6]。

第一套母聯保護裝置A配置線路差動、過流保護、手合加速及母聯失靈保護，第二套母聯保護裝置B配置縱聯保護、距離保護、過流保護、手合加速、過電壓保護及重合閘。母聯代路時，兩套母聯保護裝置A、B作為線路保護使用，同時跟對側線路保護進行配合。當母聯未代路時，閉鎖第一套母聯保護裝置A中除過流保護外的所有保護部分保護功能以及第二套母聯保護裝置B中的全部保護功能，第一套母聯保護裝置A在未代路時作為母聯保護。

4 事故原因分析

母差保護裝置中，失靈功能開入描述為退出失靈保護，但實際此開入只控制支路失靈保護，母聯失靈是固定投入的，不受此開入影響。在失靈保護投退把手打到退出狀態時，母聯失靈保護仍然投入，用戶誤以為退出了全部失靈保護。現場母聯充電保護在母差保護裝置中誤投入，母聯充電保護動作后啟動了母差保護裝置中的母聯失靈保護，跳閘出口[7,8]。

5 對 策

一是母聯充電保護功能在母聯第一套保護裝置A中完成，需將母差保護中的充電保護控制字退出。二是旁路狀態下的母聯失靈保護邏輯在母聯第一套保護裝置A中完成，失靈保護動作后一時限跳本開關，二時限經失靈啟動開出硬壓板啟動母差保護裝置中母聯失靈保護，經短延時聯跳相關母線。三是各支路旁路刀閘開入并聯后接入母聯第一套保護裝置A中，完成母聯、旁路狀態切換，增加相關邏輯，實現母聯充電狀態下自動投入充電保護功能和開關合位或某支路旁路刀閘合位情況下自動退出充電保護功能[9,10]。四是在進行設備檢修和通流試驗時，為了避免保護誤動，使用Test block模塊的斷開回路功能，使用專用插頭插入Test block，切斷跳閘回路。檢修工作和相應試驗結束后，拔出專用插頭，跳閘回路恢復。

6 結 論

在雙母線（雙母分段）兼旁接線方式下，為簡化二次回路設計，母聯保護配置推薦按線路間隔進行配置，且能通過旁路刀閘位置自動進行運行狀態判斷。為方便運維，母聯充電保護和母聯失靈保護設置在專門的母聯保護裝置中，退出母差保護中的母聯充電和失靈保護功能。此外，現場進行設備檢修或試驗時，應做好安全防護工作，斷開全部跳閘回路，試驗完成后進行恢復。