一起500kV主變壓器低壓側(cè)電抗器保護(hù)誤跳事件的分析及對策

金紅華，何 敏，陳媛媛

（紹興電力局，浙江 紹興 312000）

1 故障情況

某變電站1號主變壓器3-4號低壓電抗器、電抗器閘刀與電抗器保護(hù)更換改造后進(jìn)行新設(shè)備啟動(dòng)操作，主變壓器及低壓電抗器的接線如圖1所示。在將1號主變壓器5021斷路器、XX線5022斷路器、1號主變壓器220kV側(cè)斷路器改為熱備用，4臺(tái)低壓電抗器改為充電狀態(tài)后，由5021斷路器對1號主變壓器及4臺(tái)低壓電抗器進(jìn)行充電（1號主變壓器保護(hù)及4臺(tái)低壓電抗器保護(hù)均正常投跳）。新設(shè)備充電完成后，1號主變壓器3號低壓電抗器由充電改為運(yùn)行進(jìn)行帶負(fù)荷試驗(yàn)。就在合上3號低壓電抗器斷路器時(shí)，發(fā)生1號主變壓器5021斷路器跳閘事件。

2 檢查分析

2.1 低壓電抗器保護(hù)配置

該變電站低壓電抗器保護(hù)配置了南瑞繼保的RCS-9647_03108電抗器保護(hù)測控裝置。該裝置設(shè)置了兩段低電流保護(hù)，邏輯框圖見圖2。從圖中可知，保護(hù)動(dòng)作出口需滿足3個(gè)條件：

圖1500kV 1號主變壓器及低壓電抗器接線

（1）電抗器斷路器在合位，確保低壓電抗器在運(yùn)行時(shí)保護(hù)才投入。

（2）流經(jīng)電流互感器的電流小于低電流動(dòng)作整定值。

（3）單相（或兩相低流）及三相低流設(shè)置了不同的閉鎖條件。為了防止TA（電流互感器）斷線時(shí)低流保護(hù)誤動(dòng)，當(dāng)單相或兩相低流時(shí)，可經(jīng)自產(chǎn)3I0閉鎖。三相低流時(shí)為了區(qū)分是TA斷線還是電抗器三相短路，設(shè)置了“低電流低壓閉鎖定值”，當(dāng)任一線電壓小于該定值時(shí)則開放三相低電流保護(hù)。為防止電源端失電或者區(qū)外近端故障時(shí)電抗器低流保護(hù)誤動(dòng)，還設(shè)置了正序電壓高于15 V的動(dòng)作門檻。

根據(jù)整定單要求，低流Ⅰ，Ⅱ段均投入且定值為2.3 A（額定電流為3.4 A），時(shí)間為1.5 s，3I0閉鎖不投，低電壓及TV（電壓互感器）斷線閉鎖投入。

2.2 故障現(xiàn)象及原因分析

事件發(fā)生時(shí)，1號主變壓器5021斷路器KK指示燈閃光，光字牌顯示：5021斷路器事故跳閘、3號低壓電抗器保護(hù)動(dòng)作、3號低壓電抗器保護(hù)裝置異常。就地檢查發(fā)現(xiàn)5021斷路器在分閘位置，3號低壓電抗器113斷路器在合閘位置，1號主變壓器、5021斷路器、3號低壓電抗器間隔均無異常，3號低壓電抗器保護(hù)裝置“報(bào)警、跳閘”燈亮，液晶顯示低流Ⅰ，Ⅱ段動(dòng)作，二次電流B相1.64 A，C相和A相電流4.08 A，1號主變壓器保護(hù)、5021斷路器保護(hù)無異常。檢查3號低壓電抗器保護(hù)屏后電流端子接觸良好，而斷路器端子箱B相電流端子內(nèi)有塑膠套管壓接，回路電阻測試結(jié)果表明該回路接觸不良。經(jīng)處理后，再次測試回路電阻正常，通流試驗(yàn)正常。

圖2 RCS-9647.03108邏輯框圖

由圖2可知，該低流保護(hù)設(shè)置在低壓電抗器斷路器合閘情況下，只需滿足電流小于2.3 A即允許跳閘，故在二次電流回路因接觸不良而降至1.64 A時(shí)發(fā)生誤跳事件。

3 暴露的問題

（1）單相低流保護(hù)配置不當(dāng)。在實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)電抗器發(fā)生單相匝間短路故障時(shí)，流經(jīng)電流互感器的三相電流表現(xiàn)為過電流，而不是低電流。當(dāng)發(fā)生兩相及以上短路或接地故障時(shí)，如圖3所示，兩故障相電流在電流互感器之前形成環(huán)流Id1或流入地Id2，流入電流互感器的電流Id3表現(xiàn)為低電流。但這是兩相及以上低流，而不是單相低流。由以上分析可知，單相低流不應(yīng)該投跳，而應(yīng)投報(bào)警，作為二次回路異常的判據(jù)。

（2）原電磁型低流保護(hù)原理如圖4所示。在運(yùn)行過程中，由于低電壓閉鎖，當(dāng)單相電流回路異常時(shí)保護(hù)不會(huì)有任何反應(yīng)。此次改造只將原電磁型保護(hù)更換成微機(jī)型保護(hù)，低壓電抗器斷路器及電流互感器均未作變更。調(diào)試人員忽略了這個(gè)問題，只測試了新?lián)Q保護(hù)的電流開入回路阻抗，遺漏了從電流互感器二次側(cè)至新保護(hù)這一段的回路阻抗，錯(cuò)失了發(fā)現(xiàn)電流回路異常的機(jī)會(huì)。

圖3 低壓電抗器兩相短路或接地故障電流分布

圖4 電磁型低流保護(hù)原理

4 改進(jìn)措施

（1）對低壓電抗器保護(hù)裝置的內(nèi)部邏輯進(jìn)行修改，當(dāng)發(fā)生單相低流時(shí)裝置不再跳閘出口，只發(fā)“電流二次回路異常”的報(bào)警信息。修改后，圖1中虛線框內(nèi)的邏輯如圖5所示。

圖5 原邏輯框圖中虛線部分改進(jìn)

（2）在設(shè)備現(xiàn)場調(diào)試階段，應(yīng)注意對設(shè)備背板及板件連接作可靠性檢查，避免因接觸不良對設(shè)備運(yùn)行造成影響。

（3）對設(shè)備進(jìn)行改造時(shí)，應(yīng)對之前運(yùn)行的邏輯進(jìn)行確認(rèn)。當(dāng)有變更時(shí)，在變更確認(rèn)后應(yīng)向相關(guān)人員說明邏輯變化情況，避免對設(shè)備的正常運(yùn)行造成影響。

（4）應(yīng)及時(shí)掌握設(shè)備新版本或特殊版本與通用版本之間的差別，并進(jìn)行重點(diǎn)調(diào)試確認(rèn)。

（5）設(shè)備改造結(jié)束后，應(yīng)加強(qiáng)對搭接回路及相關(guān)回路的復(fù)查，尤其要對雖未改動(dòng)但有關(guān)聯(lián)的電壓和電流回路進(jìn)行檢查，確保不發(fā)生開路、短路和接觸不良情況。

5 結(jié)語

老變電站經(jīng)多次改造后，設(shè)備及接線情況變得更加錯(cuò)綜復(fù)雜，因此在對設(shè)備作進(jìn)一步改造時(shí)，設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、運(yùn)行等相關(guān)單位必須做好溝通協(xié)調(diào)工作，多方面統(tǒng)籌考慮。特別對一些已經(jīng)部分改造且功能特性有所變動(dòng)的設(shè)備，不能照搬原有的經(jīng)驗(yàn)，而應(yīng)多方探討，模擬各種可能發(fā)生的情況，確保改造工作順序進(jìn)行。

[1]王梅義.電網(wǎng)繼電保護(hù)應(yīng)用[M].北京：中國電力出版社，1999.