一起110kV主變差動保護誤動作原因分析

陸志平

(泰州供電公司，江蘇 泰州 225300)

變壓器差動保護原理簡單、使用電氣量單純、保護范圍明確、動作不需延時，一直用作變壓器主保護。目前變壓器微機差動保護裝置均采用具有比率制動特性的差動元件，原則上在區(qū)外故障時不會發(fā)生誤動作現(xiàn)象。但各微機保護差動保護在實現(xiàn)方式細節(jié)上的各不相同，增加了其在具體使用中的復雜性，人為出錯機率增大，正確動作率降低。某日興化地區(qū)110kV羅么變發(fā)生了一起10kV線路故障引起110kV主變差動保護誤動作跳閘，導致全所失電。

1 事故描述

110kV羅么變?yōu)閱文阜侄谓泳€方式，母聯(lián)710開關(guān)熱備用，1號、2號主變分列運行，運行方式如圖1所示。

圖1 事故前羅么變電站運行方式

某日2:20，110kV羅么變2號主變差動動作，跳開 2 號主變 702、102（III）、102（IV）開關(guān)；同時，永博271、唐石182、羅唐181線路速斷動作，唐石182線路重合未成。2:22，羅么變1號主變差動動作，跳開1號主變 701、101（I）、101（II）開關(guān)；同時，雙樂 171、雙惠173線路速斷動作。全所失電，所有負荷無法轉(zhuǎn)移。6:47，地調(diào)將1號主變恢復運行后，興化調(diào)試送唐石182線，唐石182線速斷動作，重合未成，1號主變主變未動作。6:50興化調(diào)試送雙樂171線，1號主變差動動作，同時雙樂171線速斷動作。

2 原因分析

發(fā)生事故當天為雷暴雨天氣，羅么變2:20永博271、雙樂171、雙惠173線路發(fā)生永久性相間故障，因而流過羅么變1號、2號穿越電流非常大，同時主變差動保護接線組別整定錯誤，最終導致主變差動保護誤動作跳三側(cè)開關(guān)。

2.1 接線組別整定錯誤造成較大差流

不平衡電流產(chǎn)生的原因大致分為[1]：穩(wěn)態(tài)情況下不平衡電流；暫態(tài)情況下不平衡電流。其中穩(wěn)態(tài)情況下不平衡電流的原因主要有：（1）變壓器繞組接線方式不同。（2）帶負荷調(diào)分接頭引起變壓器變比的改變。（3）變壓器各側(cè)電流互感器的型號和變比不相同。

羅么變1號、2號主變高壓側(cè)CT變比為1200/5，低壓側(cè)CT變比為4000/5，線路CT變比為600/5。

2:22雙惠173跳閘時，1號主變同時跳閘。雙惠173線路保護動作電流二次值為78.6 A，反映到一次電流為9432 A，此時主變低壓側(cè)的一次電流為9432 A。差動保護檢測到的二次電流Id為11.8 A，反映到主變高壓側(cè)的一次電流為900.3 A，差動保護檢測到的二次電流Ig為3.75 A。

接線組別整定為Y/△/△，裝置的平衡系數(shù)：高壓側(cè)K1為1/1.732；低壓側(cè)K2為 0.318；差流Icd為：

接線組別整定為Y/Y/△，裝置的平衡系數(shù)為：高壓側(cè)K1為1/1.732；低壓側(cè)K2為0.1836，差流 Icd為：

差動保護的啟動值Iqd整定為1.4 A小于1.58 A，此時差動保護將啟動。差動保護裝置采樣到的差流為2.85 A大于1.4 A?？梢?號主變跳閘是由接線組別整定錯誤產(chǎn)生的。

2.2 試送唐石182線路1號主變差動未誤動的原因

羅么變2臺主變?nèi)萘烤鶠?萬kV·A，主變有110kV/10.5kV 2個額定電壓等級，接線組別Y/△接線，低壓側(cè)采用雙分支接線。差動保護配置為南瑞科技（城鄉(xiāng)所）DSA-2321-3型變壓器差動保護，該型號保護全稱為三圈變高中低三側(cè)差動主保護。查閱110kV羅么變主變電壓電流回路設(shè)計圖，圖中差動保護電流回路標有110kV側(cè)進線、10kV分支一、10kV分支二，而沒有標明中壓側(cè)接有電流回路（如圖2所示）。繼電保護整定人員按照常規(guī)思路，認為10kV分支一與10kV分支二的電流回路同時接在保護裝置的低壓側(cè)電流回路上，并在裝置內(nèi)部進行電流矢量計算，因此將接線組別整定成了Y/Y/△。而現(xiàn)場檢查裝置背板的電流端子發(fā)現(xiàn)，實際將10kV分支一電流接入了中壓側(cè)電流回路，10kV分支二接入了低壓側(cè)電流回路，據(jù)此，接線組別應該整定成Y/△/△。

圖2 差動保護電流回路

對羅么變10kV的4段母線來說，10kV II段母線及IV段母線的電流接入主變差動回路是正確的，而10kV I段母線及III段母線的電流接入主變差動回路則會產(chǎn)生差流，且差流隨著電流的增大而增大。因此在試送10kV II母線上的唐石182線路時，唐石182線路速斷保護動作，而1號主變差動保護未動作；在試送10kV I段母線上的雙樂171線路時，雙樂171線路速斷保護動作的同時1號主變差動也動作。由此也說明這次主變跳閘是由接線組別整定錯誤產(chǎn)生的。

2.3 主變帶負荷試驗未發(fā)現(xiàn)有差流的原因

主變帶負荷試驗時，帶2組電容器，容量為12000kVar，約占主變?nèi)萘康?5%。2臺電容器的一次負荷電流Ie為660 A，即Id1為 330 A，Id2為330 A。 此時，反映到主變低一側(cè)及低二側(cè)的一次電流為330 A。低壓側(cè)CT變比為4000/5，差動保護檢測到的二次電流Id1，Id2均為0.4125 A。此時，反映到主變高壓側(cè)的一次電流為63 A。高壓側(cè)CT變比為1200/5，差動保護檢測到的二次電流Ig為0.2625 A。

如果整定成Y/△/△,裝置的平衡系數(shù)：高壓側(cè)K1為 1/1.732；低一側(cè) K2為 0.316；低二側(cè) K3為 0.316，差流Icd為：

如果整定成Y/Y/△，裝置的平衡系數(shù)：高壓側(cè)K1為1/1.732；低一側(cè)K2為0.1836；低二側(cè)K3為0.316差流Icd為：

由此可以判斷，考慮到裝置精度，帶負荷試驗無法驗證有差流。

3 暴露的問題

由于對羅么變1號、2號主變差動保護均與10kV線路速斷保護同時動作認識不夠，現(xiàn)場沒有檢查差動保護電流回路。當1號主變差動保護再次因10kV線路故障引起誤動時，才檢查了差動保護電流回路。整定人員業(yè)務(wù)水平有待提高，工作不夠嚴謹，對保護裝置電流回路接線方式的多樣性和復雜性認識不足，按照常規(guī)方式進行整定，導致差錯發(fā)生。對于主變差動保護帶負荷試驗認識不足，沒有認識到雙分支、負荷電流小，在帶有限負荷進行帶負荷試驗及保護裝置精確度限制的情況下可能無法暴露差動保護接線組別整定錯誤。

4 改進措施

（1）做好日常的事故預想工作，盡可能考慮各變電站的不同情況、各類事故，針對惡劣天氣做好危險點分析。制定具體的事故應急處理預案、事故預想等應急措施，經(jīng)常進行事故演練。

（2）加強檢修人員、操作人員及調(diào)度員的培訓。針對保護裝置電流、電壓回路接線方式的多樣性和復雜性，多學習一些事故案例，增加見識，以提高對事故原因分析和判斷能力，確保事故處理準確無誤。

（3）要深入現(xiàn)場，熟悉有關(guān)圖紙、現(xiàn)場設(shè)備情況，認真進行定值計算，嚴格按照規(guī)定進行審批和核對。加強與施工單位、設(shè)計單位溝通，對于不同于常規(guī)做法的地方，將其作為重點內(nèi)容特別提供給運行運行、生技、調(diào)度等部門，從源頭防止類似事故的發(fā)生。

（4）應定期對差動保護二次回路進行檢查，利用每年進行的設(shè)備年檢，對差動保護二次回路進行試驗，保證設(shè)備的安全運行。

（5）建立健全運行分析制度，特別是對繼電保護運行分析，應每月進行一次，做到有分析有總結(jié)。

5 結(jié)束語

運行實踐表明，如果主變差動保護接線組別整定錯誤，只要有穿越電流流過主變，主變差動回路就會產(chǎn)生差流，且差流隨著電流的增大而增大。由于負荷電流跟區(qū)外故障電流相比小得多，在帶有限負荷進行帶負荷試驗時，很可能不能發(fā)現(xiàn)接線組別整定存在問題。因而這種誤整定具有一定隱蔽性，只有誤動后才會發(fā)現(xiàn)。這起誤整定部分原因是整定人員按照常規(guī)方式進行整定，導致差錯發(fā)生。影響變壓器差動保護動作可靠性的因素很多，除文中所述之外，差動回路接線不正確、TA特性不良、調(diào)整不當、整定值不合理良等均會造成不正確動作。因此，要從事故中汲取教訓，舉一反三，提高差動保護動作可靠性和電網(wǎng)的穩(wěn)定運行水平。

[1]國家電力調(diào)度通信中心編.電力系統(tǒng)繼電保護實用技術(shù)問答[M].2版.北京：中國電力出版社，2010.