一起500 kV變壓器阻抗保護(hù)誤動(dòng)原因及分析

董 平，賀星棋

（1.太原供電分公司，山西 太原 030012；2.四川省電力公司超（特）高壓運(yùn)檢公司，四川 成都 610041）

一起500 kV變壓器阻抗保護(hù)誤動(dòng)原因及分析

董 平1，賀星棋2

（1.太原供電分公司，山西 太原 030012；2.四川省電力公司超（特）高壓運(yùn)檢公司，四川 成都 610041）

分析了母線PT內(nèi)部空開跳閘的二次缺陷引起的500 kV主變壓器（以下簡(jiǎn)稱“主變”）中壓側(cè)阻抗保護(hù)的不正確動(dòng)作，不僅違背了保護(hù)一次系統(tǒng)故障時(shí)才動(dòng)作，在二次系統(tǒng)故障時(shí)應(yīng)將相關(guān)保護(hù)可靠閉鎖的保護(hù)設(shè)立原則，還造成地區(qū)安全穩(wěn)定裝置動(dòng)作切除大用戶負(fù)荷，導(dǎo)致了事故的擴(kuò)大，針對(duì)此次事故進(jìn)行了分析并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施。

阻抗保護(hù)；誤動(dòng)；PT斷線；閉鎖

0 引言

根據(jù)《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》的要求，500 kV系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)變壓器高、中壓側(cè)均應(yīng)裝設(shè)阻抗保護(hù)，按照整定值及動(dòng)作方向指向的不同，可以用作發(fā)電機(jī)變壓器組、變壓器或者母線的后備保護(hù)。在實(shí)際運(yùn)行中，由于設(shè)計(jì)理念及管理上的的差異，存在著一定的不足，文獻(xiàn)[1，2]對(duì)此進(jìn)行了專門分析并提出了相應(yīng)改進(jìn)措施。同時(shí)隨著各類輸變電主設(shè)備制造水平和制造工藝的不斷改進(jìn)和提高，其發(fā)生故障的幾率已大為降低，阻抗保護(hù)作為后備保護(hù)，動(dòng)作有延時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)真正的動(dòng)作機(jī)會(huì)很少，因此導(dǎo)致某些固有缺陷及運(yùn)行上的疏漏不能很快地暴露。本文在西南某省某500 kV主變壓器（以下簡(jiǎn)稱“主變”）的非正常跳閘事故導(dǎo)致的電網(wǎng)事故分析的基礎(chǔ)上，指出阻抗保護(hù)中設(shè)計(jì)及管理上的缺陷并提出相應(yīng)改進(jìn)措施。

1 事故概況

3月20日12 時(shí)39 分，500 kV G變電站220 kVⅡ母保護(hù)屏發(fā)出“母線保護(hù)PT斷線”、“母線保護(hù)裝置異?！毙盘?hào)，1號(hào)主變220 kV側(cè)阻抗保護(hù)動(dòng)作出口，G站220 kV母聯(lián)210、分段200開關(guān)跳閘。同時(shí)為了防止變電站2號(hào)主變過負(fù)荷跳閘，220 kV J變電站站內(nèi)地區(qū)安穩(wěn)裝置動(dòng)作跳J站207開關(guān)、6號(hào)主變116開關(guān)、110 kV 109開關(guān)，切負(fù)荷近300MW，以減少500 kV變電站2號(hào)主變下網(wǎng)負(fù)荷。

2 事故前運(yùn)行方式

事故前500 kVG變電站全接線方式運(yùn)行，站內(nèi)兩臺(tái)500 kV主變，220 kV部分接線為雙母線分段帶旁路形式，電氣主接線如圖1所示。站內(nèi)無檢修設(shè)備，220 kV 201、205開關(guān)運(yùn)行于220 kV I A母，其中201開關(guān)作為202開關(guān)的備用，空充線路運(yùn)行，2號(hào)變212開關(guān)、203、204、207開關(guān)運(yùn)行于IB母，1號(hào)變211開關(guān)、202、204、206、208、209開關(guān)運(yùn)行于II母，母聯(lián)210及分段200開關(guān)處運(yùn)行狀態(tài)，兩臺(tái)500 kV主變下網(wǎng)負(fù)荷約900MW。220 kV J站通過220 kV 207、116、109開關(guān)向兩個(gè)大用戶供電。

3 事故處理過程

12 :39 500 kV G變報(bào)告220 kV母聯(lián)210、分段200開關(guān)跳閘，保護(hù)動(dòng)作原因不明。

12 :39 J變報(bào)告綜合聯(lián)切裝置動(dòng)作跳220 kV 207開關(guān)、6號(hào)主變116開關(guān)、110 kV 109開關(guān)。

12 :44 J變拉開220 kV 205開關(guān)。

12 :44 地調(diào)恢復(fù)對(duì)大用戶供電。

12 :45 J變合上220 kV 207開關(guān)，恢復(fù)對(duì)大用戶供電。

圖1 系統(tǒng)電氣主接線圖

12 :45 500 kV G變告220 kVⅡ母發(fā)“母線保護(hù)PT斷線”、“母線保護(hù)裝置異?！毙盘?hào)，1號(hào)主變220 kV側(cè)阻抗保護(hù)動(dòng)作出口。

13 :45 500 kVG變拉開205開關(guān)、201開關(guān)。

15 :06 500 kV G變退出1號(hào)主變220 kV側(cè)阻抗保護(hù)。

15 :25 500 kV G變報(bào)告220 kVⅡ母PT保護(hù)用空開C相跳閘，造成1號(hào)主變220 kV側(cè)阻抗保護(hù)動(dòng)作跳220 kV母聯(lián)210、分段200開關(guān)。220 kVⅡ母PT保護(hù)用空開已恢復(fù)正常，200 kVⅡ母母線保護(hù)恢復(fù)正常。

15 :34 500 kV G變投入1號(hào)主變220 kV側(cè)阻抗保護(hù)。

15 :44 500 kV G變查205開關(guān)保護(hù)在投，合上205開關(guān)。

15 :50 J變停用Ⅰ回205開關(guān)單相重合閘，合上205開關(guān)對(duì)500 kV G變220 kVⅠ母A段充電正常后，投入205開關(guān)單相重合閘。

15 :56 500 kVG變同期合上母聯(lián)210開關(guān)，合上分段200開關(guān)。

16 :17 500 kVG變檢查201開關(guān)保護(hù)在投，合上201開關(guān)。

4 保護(hù)行為分析

1 號(hào)主變運(yùn)行于220 kV II母，但保護(hù)動(dòng)作結(jié)果卻反映為跳開220 kV I母A段的分段及母聯(lián)開關(guān)，導(dǎo)致該段母空載，僅從動(dòng)作結(jié)果及保護(hù)動(dòng)作行為來看，比較容易判斷出是保護(hù)的誤動(dòng)。正常情況下保護(hù)應(yīng)出口跳I母A段母聯(lián)210開關(guān)及I母B段母聯(lián)220開關(guān)，但現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際動(dòng)作情況卻是保護(hù)出口跳并不相干的I母A段母聯(lián)210開關(guān)及分段200開關(guān)。

通過對(duì)事故進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)查和技術(shù)分析發(fā)現(xiàn)，由于該變壓器保護(hù)投產(chǎn)較早，阻抗保護(hù)內(nèi)部沒有設(shè)計(jì)TV斷線閉鎖裝置。由于阻抗保護(hù)電壓量為保護(hù)的制動(dòng)量，電流量為動(dòng)作量，電壓回路斷線后勢(shì)必造成保護(hù)的誤動(dòng)。還發(fā)現(xiàn)由于1號(hào)變壓器有可能運(yùn)行于II母，也有可能運(yùn)行于I母A段，所以需通過壓板來切換。由于現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行規(guī)程仍是對(duì)應(yīng)舊的雙母運(yùn)行方式，I母加分段開關(guān)后未及時(shí)做修改。因此，現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員按照舊有運(yùn)行規(guī)程未對(duì)此作相應(yīng)改變。即，當(dāng)1號(hào)主變運(yùn)行于II母時(shí)，應(yīng)將220kV阻抗保護(hù)出口改為跳II母的210及220開關(guān)，當(dāng)1號(hào)主變運(yùn)行于I母A段時(shí)，應(yīng)將220 kV阻抗保護(hù)出口改為跳I母A段的210及200開關(guān)。最終造成了這次比較嚴(yán)重的電網(wǎng)事故。另外，由已有的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)可知，二次設(shè)備的拒動(dòng)或誤動(dòng)對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)造成的損失更大[3-5]，針對(duì)本文談的保護(hù)誤動(dòng)事故，可以通過在二次回路加裝TV斷線閉鎖回路來解決。

5 事故暴露出問題及防范措施

這是一起由設(shè)備小缺陷導(dǎo)致的設(shè)備誤動(dòng)繼而引發(fā)的擴(kuò)大化的電網(wǎng)事故，此次事故不僅有保護(hù)裝置本身的問題，同時(shí)還暴露了現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中存在的眾多安全隱患。

a）事故后檢查發(fā)現(xiàn)500 kV G變220 kV PT二次回路，發(fā)現(xiàn)存在多點(diǎn)接地現(xiàn)象。

b）現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行規(guī)程內(nèi)容不完善，沒有考慮到可能出現(xiàn)的各種運(yùn)行方式及相應(yīng)的二次設(shè)備壓板投退變化，對(duì)1號(hào)主變211開關(guān)運(yùn)行在不同的母線時(shí)，220 kV主變阻抗保護(hù)跳分段、母聯(lián)開關(guān)的壓板投切操作未作說明。

c）早期的保護(hù)產(chǎn)品考慮不周全，相關(guān)設(shè)計(jì)單位在進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)責(zé)任心不強(qiáng)，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員的查缺補(bǔ)漏的責(zé)任意識(shí)薄弱。

針對(duì)上述安全隱患，要杜絕此類事故的再次發(fā)生，需加強(qiáng)事前的設(shè)備選型及現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行管理。

a）認(rèn)真做好設(shè)備選型工作，選用性能優(yōu)良、設(shè)計(jì)完善的電氣設(shè)備。

b）重視對(duì)設(shè)備的監(jiān)造和出廠試驗(yàn)，確保設(shè)備各項(xiàng)功能全面、實(shí)用。

c）加強(qiáng)對(duì)安裝調(diào)試質(zhì)量的監(jiān)督檢查，嚴(yán)格把好驗(yàn)收關(guān)，防止由于施工質(zhì)量、設(shè)備本身接線錯(cuò)誤引起的事故，增強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員查缺補(bǔ)漏意識(shí)的培養(yǎng)。

d）完善現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行規(guī)程并根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行情況，制定修試計(jì)劃，定期消除設(shè)備的隱患，恢復(fù)其健康水平，尤其是能夠造成嚴(yán)重后果的各類保護(hù)裝置。

e）要把好設(shè)備修試后的質(zhì)量驗(yàn)收關(guān)，加強(qiáng)操作機(jī)構(gòu)、保護(hù)接線、壓板位置、整定值的檢查，防止由于修試不當(dāng)引起的設(shè)備事故。

［1］ 黃延曼，林煜.變壓器阻抗保護(hù)缺陷的分析［J］.廣東電力，2002，15（5）：27-29.

［2］ 鮑斌.關(guān)于500 kV變壓器低阻抗保護(hù)配置的看法［J］.繼電器，2001，29（9）：66-67.

［3］ 羅玲.一次電網(wǎng)事故的繼電保護(hù)動(dòng)作分析［J］.電力自動(dòng)化設(shè)備，2002，22（9）：80-81.

［4］ 劉敏，徐恨林.一次電網(wǎng)事故的繼電保護(hù)動(dòng)作分析［J］.湖北電力，2007，31（2）：10-11，14.

［5］ 劉勇.一起相繼誤動(dòng)的繼電保護(hù)事故分析［J］.四川電力技術(shù)，2001，6：47-49.

Malfunction Analysis on Im pedance Protection of a 500 kV Substation

DONG Ping1，HE Xing-qi2
（1.Taiyuan Power Supply Com pany，Taiyuan，Shanxi 030012，China;2.Sichuan Electric Power Corporation Extra（ULTRA）High Voltage Operation&Maintenance Company,Chengdu，Sichuan 610041，China）

The impedance protectivemiss action of 500 kV transformer are caused by the bug of PT in bus.It is analysed that the miss action of protective system not only violates the set-up principle of protective equipment thatmerely acts when primary equipments fail and should be dependable locking when secondary equipments fail，but also leads to the extension of accidents.In terms of the accident，the rectification suggestions are proposed.

impedance protection；malfunction；PT line breaking；blocking

TM403.5

A

1671-0320-（2011）03－0038-03

2011-03-03，

2011-04-08

董 平（1971-），男，北京人，2000年畢業(yè)于四川大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)，工程師，從事信息化系統(tǒng)應(yīng)用及網(wǎng)絡(luò)維護(hù)工作；

賀星棋（1978-），男，重慶人，2000年畢業(yè)于四川大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)，工程師，從事電網(wǎng)運(yùn)行及穩(wěn)定分析工作。