電流回路異常導致的保護誤動分析

謝昊天

(江蘇省電力公司檢修分公司，江蘇 南京 211102)

0 引言

電網繼電保護系統根據所采集的電流、電壓等現場運行數據進行分析判斷，準確識別故障并快速切除。下面討論以下兩起案例：九墩變九平4E71開關跳閘、220 kV正母母差保護動作跳閘事故；500 kV堡雙5233線跳閘事故。兩起事故案例均由保護交流二次電流回路異常引起。分析兩起事故的原因，可為后續相關檢修工作的開展提供現場預控措施。

1 事故1

事故前九墩變220 kV部分運行狀態，如圖1所示。

圖1 事故前九墩變220 kV部分運行狀態

事故前運行狀態：九墩變正常運行方式，220 kV九平4E71開關、1號主變2601開關運行于220 kV正母線，姚九2640開關運行于220 kV副母線，1號主變801開關運行于110 kV 1號母線，備自投作用于1號主變801開關、湖九8X0開關、110 kV母聯810開關。

2017-12-24T12：21，220 kV九平4E71開關三相跳閘、220 kV正母母差保護動作跳閘；2601，2610，4E71，801開關跳閘，湖九8X0合閘(110 kV備自投開關)。現場檢查一二次設備：

九平4E71線路，803保護啟動未出口、303分相電流差動保護動作、閉鎖重合閘(因母差動作)，故障相別：C相，故障電流0.00 A (二次電流)零序故障電流0.1 A (二次電流、一次電流250 A)最大差動電流1.5 A (二次電流、一次電流3 750 A)測距：4.09 km。

220 kV第一套母差保護啟動未出口，220 kV第二套母差保護出口，故障信息C相，A相差流0.00 A、B相差流0.001 A (二次電流、一次電流2.5 A) C相差流1.012 A (二次電流、一次電流2 530 A)差動電流定值0.72 A (二次電流、一次電流1 800 A) 1母差故障信息C相，以上流變變比2 500/1。現場人員現場檢查九平4E71及220 kV正母間隔所有設備外觀未發現異常，值班員調取事故報告，分別匯報。

故障原因分析：經后續檢查，如圖2所示，4E71開關第二套合并裝置故障，C相電流采集異常，該錯誤數據傳輸至4E71第二套保護及220 kV第二套母差保護。4E71線路為九墩至平墩的聯絡線，負荷較低，正常運行時負荷電流在6 A左右。如圖3，該事故發生時，平竹變XXXX線路發生C相單相接地事故，系統故障電流經九平4E71線路流向故障點，實際故障點在九平4E71線路及九墩變220 kV正母范圍外，保護不應動作。但是在母差保護邏輯運算中：

圖3 故障時的狀態及故障電流流向

其中I2E47應該作為故障電流參與運算，但是由于4E71開關第二套合并裝置故障，I2E47作為異常數據參與運算，導致了C相出現了差流，且母差動作時限較短，導致第二套母差動作出口，同理，第二套線路保護同樣動作出口。

2 事故2

事故前運行狀態：500 kV雙泗變：第一串，5011，5012開關檢修狀態，1號主變檢修狀態，5013開關運行帶堡雙5233線；第二串、第三串、第四串、第五串、第六串全接線運行。

2016-10-23T14：52，500 kV雙 泗 變5013開關跳閘，500 kV三堡變5051，5052開關跳閘，500 kV堡雙5233線失電。雙泗變現場立即叫停工作，進行一二次設備檢查。500 kV雙泗變1號主變第一套、第二套差動保護動作；1號主變/堡雙5012開關失靈保護動作，溝通三跳。500 kV三堡變堡雙5233線遠方跳閘就地判別裝置動作出口。500 kV雙泗變1號主變外觀檢查正常，5013開關跳閘；500 kV三堡變5051，5052開關跳閘。

故障原因分析：二次專業及運維專業人員在制定安措方案時，考慮到主變處于檢修狀態，加上本次工作內容沒有涉及到保護定校及其他相關二次工作，主觀認為只要將5012流變到5233線路保護的電流回路短接退出，而主變差動保護電流及失靈回路無須退出，因此，造成“主變差動保護電流回路及失靈回路退出”未列入安措范圍。

如圖4所示，電氣試驗人員在進行5012流變預試試驗時，短接B相二次繞組并接地，導致5012流變B相二次電流回路存在兩點接地(另一點在保護小室保護屏內)，兩接地點間存在電位差，從而產生電流，該電流造成主變差動回路出現差流，引起差動保護動作，并導致5012開關保護失靈判別滿足條件(啟動失靈、電流判別)，動作出口，跳開5013開關，同時遠跳三堡側開關。

圖4 故障時電流接線

3 事故總結及防控措施

上述兩起事故都是由于交流電流回路異常導致的保護越級動作，對于220 kV及以上電壓等級的設備，其主保護均為差動類型的保護，因此對于交流電流異常改外敏感。

對于第一起事故，由于合并單元故障，4E71開關C相電流長期為0，系統并未有任何告警及提示，建議后期在后臺系統中增加合閘開關三相不平衡或某一相長期不變動的告警信息，在操作及巡視時能對值班員及監控員有警示作用。同時應注意，在智能變電站交流電壓、電流回路檢修或合并單元檢修時，如果一次設備運行應將對應的線路、母線、主變保護改接信號，防止誤動作；對于停役設備，必須退出相關母線、主變保護的該開關SV軟壓板，防止相關異常SV信號導致保護誤動，同時必須將檢修的合并單元的檢修壓板投入。

對于第二起事故，暴露出以下幾點問題：

(1) 運維安措執行不到位，500 kV雙泗變5011，5012開關轉檢修后，開關失靈保護出口壓板未按檢修公司規定要求退出。

(2) 檢修作業二次安措執行不到位，5012流變二次電流回路(1號主變兩套差動保護、開關失靈保護)未按檢修公司規定要求完全退出。

(3) 二次人員專業技能不高，安全意識不強。對流變試驗在電流回路產生的安全風險沒有辨識出來，對二次安措的正確完備性要求認識不足。

針對上述問題，變電運維人員應加強工作票管理，強化工作票簽發、審核、許可等環節執行力度，在做到應退盡退，確保安措完整性。同時對于一次設備停電，在一次設備作業相關的電流回路安措執行時應用檢測合格的鉗表在相應CT端子箱(匯控柜)測量，確認無二次電流后，只斷開不短接，盡量避免在CT端子箱(匯控柜)將CT二次繞組短路接地，若工作確需，應核實電流走向，嚴防短接位置不準確、短接不可靠導致誤短接、短接線脫落，造成電流回路兩點接地。