35kV主變差動保護誤動作事故的探討

薛文忠　李樟

摘要：文章講述的事故是某公司35kV中央變電所10kV電路故障中的主變差動防護措施，在測試地點的防護設施對事故的捕捉、保障設備對事故的記錄、確保裝置特性試驗的開展以及電流的相互感應裝置等進行了全面的、深入的探究，尋求發(fā)生此保護動作的原因所在，并盡可能地找到合理解決此事故的方案和辦法。

關鍵詞：變壓器；差動防護；線路短路；相互感應裝置

中圖分類號：TM343 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）14-0105-02

2012年在某公司35kV中央變電所10kVⅠ段線路發(fā)生了一起短路事件，該短路事件發(fā)生的原因在于10kV線路Ⅰ段上水線三相金屬導致的短路。在發(fā)生短路現象時，線路會在最短時間內中斷電流，這樣可以有效地保護好動作跳閘。在該過程中，誤動作的出口主要受1#主變差動的保護，而隨之會影響到1#的主變高和低壓側的開關，在這一系列的影響之下，最終導致了全站的電路被中斷。

1 事故發(fā)生的過程

事故發(fā)生時，其電站的線路連接如下圖1所示：

10kVⅠ段上水線線路三相金屬在近端處發(fā)生短路，事故發(fā)生的瞬間，10kVⅠ段671開關線路為了有效地保護動作跳閘，事故一旦發(fā)生，保護裝置中的瞬時電流就會隨之中斷。與此同時，1#主變差動的保護性裝置差動保護也會出現動作跳閘。此時，跳開1#主變差動的防護裝備差動保護同樣存在動作跳閘的情況。這時，避免1#主變高、低壓端開關的差動防護誤動作跳閘性的事故。

2 現場檢查的結果

2.1 671開關線路保護動作情況統(tǒng)計

瞬時電流速斷保護動作時的具體數值：

C：63.729A 00086ms A：65.421A 00086ms

Ic：55.359A

2.2 1#主變差動保護動作情況統(tǒng)計

CT變化比例的具體數值：Idb：18.689A

示波值：T00017 R00084（該值大小從事件一開始被

記錄）

2.3 通常情況下的時差保護差流及配備

2.3.1 差流值。

將上述的所有數值相互比較，容易發(fā)現Ⅰ段671開關是的瞬時電流速斷防護動作執(zhí)行的時間要比1#主變差動防護動作執(zhí)行的時間要提前很多，大概時間差在12ms前后。并且，Ⅰ段671開關保護是正確性的動作。

3 故障發(fā)生的起因

3.1 對1#主變本體的系統(tǒng)排查

在對1#主變本體進行系統(tǒng)排查時，不但囊括了主變壓器的主體、套管和母線，還囊括了有主變高壓的側開關和低壓側開關等故障地點的所有設備的全面排查。最后，還要將檢查的結果與原測試的結果展開詳細的分析和對比，之后的結果需要符合有關的詳細規(guī)范。

3.2 針對主變壓器差動防護整定值的的探析

3.2.1 差動平衡系數的計算。在計算差動平衡系數時，必須預先給一組變量賦值：假定差動最小動作電流為所附的值，具體來說是1.149A；差動比率系數也為固定的數，數值為0.49；二次諧波制動的系數值為0.149，而差動速斷電流的數值為19.11A，它也為定值。

在計算差動平衡系數時，差動保護平衡的系數可以根據自己的喜好任意地選擇一側作為計算的基數，在以主變高壓一側為二次電流的基準之上展開計算，由此可知，高壓側平衡的系數為1。具體的計算公式如下所示：

平衡系數=（高壓側電流互感器變化/中壓側電流互感器變化）/（變壓器變比-）

依據上式能夠得出平衡系數值，它的值為0.82477，所以，實際取得的平衡系數的數值即為0.82477。

3.2.2 差動最小動作電流數值。由文章數值可以得知，變壓器為8MVA，35/10kV。很容易看出，變壓器在低壓端運算出的一次額定的電流值為461.88A，而在低壓端的二次電流的數值卻僅有4.60A。再將上述的計算結果和低壓側的平衡系數相乘，其結果為3.82A。我們可以推測出，差動最小動作的電流的變壓器額定的電流數值在30%～55%這個范圍內波動。而差動保護實際所取的額定電流的數值為最小值30%，它所對應的動作電流值為1.142A，在現實的整定中，動作電流值是1.15A。

3.2.3 比率制動、諧波制動系數大小以及最小制動電流的整定。經過運算得知，比率制動的系數整定值為0.54；而諧波制動的系數去取整數定值為0.15，在這個范圍內的數值均是與運算規(guī)范文件中的要求相符。

3.2.4 差流速斷運算。假設差流速斷免去了變壓器所具有的勵磁涌流，在這種情況下導致的最可怕的外部故障是會引發(fā)不平衡電流以及電流互感器飽和程度太高等偶然性的狀況，而這時實際的防護速斷動作電流的整定值大概是19.12A。

依據上面的運算過程來看，主變壓器差動防護所取的整定值的計算過程是科學合理的而最后計算的數值也是合理的。在這個數值范圍內，不會導致保護動作的發(fā)生。

3.3 保護裝置的特性試驗

在對安全設施的最小動作電流、比率制動系數、二次諧波制動系數值等進行全面的數值計算及試驗時，一般情況下會選取保護裝置試驗儀展開系統(tǒng)的測試和調試，只需運算的結果與運算的詳細要求相符，并且沒有出現電流回路的松動或是斷線等緊急的情況，就能有效地維護線路的正常運轉，而不會引起保護裝置發(fā)生保護動作。

3.4 主變壓器差動回路的二次線路的整合

2011年的年末，35kV中央變電所隱患治理中進行了全方位的、綜合性的變革，所有二次接線及電流互感器都進行了試驗或更換。在這次事故過程中，值得注意的是在清理規(guī)程中首先著重開展的是電流二次回路接線，由此可見，電流二次回路接線在整個電路中的重要作用。

在主變壓器的本體中，采用的是Y/-11的接線方式。所以，在電流的兩側，同相相位是不協(xié)調的，也就是二者之間是不一致的。而通常情況下，三相對稱時，主變壓器的低壓側的二次電流會高于高壓側的二次電流，其電流的大小是30°，在需要先進安全防護設備時，低壓側的電流互感器所采取的是呈星狀的連線方式，對于兩側相等的二次電流，由于雙方之間有相位差，所以安全設備針對其差值采取了平衡性的處置，必須通過檢查之后方能符合技術的詳細要求和制定的規(guī)范性文件。

在核對電流互感器是時，覺察出在高壓側的方法已經被大眾廣泛地實施到了很多的視頻監(jiān)控體系中。而經過多年的工作實踐總結得知，在這套方案的規(guī)劃基礎之上可以開展的步進式電機控制系統(tǒng)所付出的成本較少，而檢測的結果的精度也較高，自動適應的能力比其他系統(tǒng)的能力強得多，可靠性也位居前列。

4 結語

針對此次事故發(fā)生的原因展開深入的分析，繼電保護調試人員不僅要充分地掌握設備的具體操作流程和性能的把握，還要掌握其具體操作的規(guī)律，一旦發(fā)現主變差動保護進入投入狀態(tài)之后，必須深入檢查其差流值，正常的數值范圍確保在3%二次定額數值以下。

在調試現場的保護裝置對事故的記錄、確保裝置特性試驗的開展以及電流的相互感應裝置等進行了全面的、深入的探究，尋求發(fā)生此保護動作的原因所在，并盡可能地找到合理解決此事故的方案和措施，從而有效地維護電網的安全運行。

參考文獻

[1] 袁季修.保護用電流互感器應用指南[M].北京：中國電力出版社，2009.

[2] 葉繼.35kV主變差動保護誤動作事故的分析[J].電子世界，2010.

[3] 吳聚業(yè)，等.電力系統(tǒng)繼電保護[M].北京：中國電力出版社，2006.

作者簡介：薛文忠（1979—），男，河南修武人，修武縣電業(yè)局助理工程師，研究方向：電力系統(tǒng)繼電保護及自動化；李樟（1979—），男，河南修武人，修武縣電業(yè)局助理工程師，研究方向：電力系統(tǒng)繼電保護及自動化。

（責任編輯：趙秀娟）