四平熱電公司66kV母差保護(hù)跳閘原因分析

于金

摘 要：文章針對四平熱電廠66 kV母線跳閘事件進(jìn)行了分析，提出了帶負(fù)荷進(jìn)行向量測量在現(xiàn)場實(shí)際工作的局限性，只有徹底的回路檢查才能發(fā)現(xiàn)問題，同時提出自耦變形式的中間變流器容易出現(xiàn)接線錯誤，工作中應(yīng)特別注意。

關(guān)鍵詞：差動保護(hù)；帶負(fù)荷測量；差流；中間變流器

中圖分類號：U224.2+7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）23-0129-01

1 設(shè)備情況簡介

四平熱電廠66 kV母線采用雙母線接線，母聯(lián)兼旁路形式，除1、2、3號發(fā)電機(jī)外還有6條線路和高備變接入母線。其中3號發(fā)電機(jī)出口是三卷變，正常方式向220 kV系統(tǒng)供電，不與66 kV系統(tǒng)聯(lián)系。

1.1 故障前系統(tǒng)運(yùn)行情況

故障前系統(tǒng)運(yùn)行情況：1、2號發(fā)電機(jī)分別經(jīng)1631、2631開關(guān)接至66 kV北、南母線，熱中甲，熱海甲，熱平甲線接至北母線，熱中乙，熱海乙，熱平乙接至南母線，6300開關(guān)做母聯(lián)運(yùn)行，南、北母線經(jīng)6300開關(guān)環(huán)并。

1.2 保護(hù)情況

66 kV母線保護(hù)采用比相式母差保護(hù)，由差動元件和比相元件構(gòu)成。差動元件采用BCH-2/型差動繼電器，比相元件采用LXB-1A電流比相繼電器。此外還有低電壓閉鎖和電流斷線閉鎖元件用于閉鎖母線保護(hù)。差動定值為10 A，低電壓定值65 V，電流斷線閉鎖定值0.5 A。電流互感器變比1500/5，電壓互感器變比66/0.1。

2 故障過程

2002年4月16日早，母差保護(hù)動作，母線上所有元件均跳閘。運(yùn)行人員和繼電班立即到現(xiàn)場檢查，發(fā)現(xiàn)母差保護(hù)屏XJL、XJI、XJII信號繼電器掉牌，“母差保護(hù)動作”光字牌亮，同時在開關(guān)場沒有發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)。當(dāng)時母差保護(hù)投無選擇位置。由于一次設(shè)備未發(fā)現(xiàn)異常，也沒有發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)，懷疑是保護(hù)誤動做，請示總工同意后恢復(fù)送電，系統(tǒng)恢復(fù)正常的運(yùn)行方式。

3 檢查過程

①在系統(tǒng)恢復(fù)正常后，首先在母差保護(hù)屏測量了母差保護(hù)的差流：A310：45 mA，C310：45 mA，N310：40 mA。

②在開關(guān)場各設(shè)備端子箱處測量各設(shè)備310（母差電流編號）電流相位和幅值，由于開關(guān)場各設(shè)備端子箱間距離較遠(yuǎn)，所以選擇油泵電源作為參考量以獲得同一基準(zhǔn)值。

測量結(jié)果如下：

#1主變：

A310：1.1 A，146 ℃、C310：1.09 A，25 ℃、N310：266 ℃

2主變：

A310：0.7 A，144 ℃、C310：0.4 A，27 ℃、N310：266 ℃

母聯(lián)開關(guān)：

A421：0.2 A，341 ℃、C421：0.2 A，221 ℃、N421：99 ℃

熱平甲線：

A310：0.41 A，343 ℃、C310：0.4 A，215 ℃、N310：91 ℃

熱平乙線：

A310：0.47 A，340 ℃、C310：0.46 A，211 ℃、N310：93 ℃

③通過對上面數(shù)據(jù)的分析可以看出，1、2號發(fā)電機(jī)為電源，其電流相位與各負(fù)荷線相位相反，說明差動回路電流相位正確。各電流回路的電流幅值也和一次設(shè)備電流基本對應(yīng)，由于測試時間較長，雖然運(yùn)行人員盡力保證機(jī)組工況和負(fù)荷的穩(wěn)定，但是也不能排除測試過程中的機(jī)組工況和負(fù)荷變動的影響，所以說以上數(shù)據(jù)還不能認(rèn)為是同一時間的精確測量，不能用來對電流的幅值進(jìn)行量的比較，還不能因此保證差流回路沒有任何問題，但至少能說沒有接錯極性等大的錯誤。

④由于帶負(fù)荷測量沒有發(fā)現(xiàn)問題，同時電業(yè)局方面說熱海乙線4月16日發(fā)生過短路，所以懷疑熱海乙線電流回路存在錯誤導(dǎo)致差動保護(hù)區(qū)外故障誤動作的可能性很大，決定熱海乙線停電仔細(xì)檢查其電流互感器及差動電流回路。4月17日熱海乙線停電檢查。

熱海乙線電流互感器變比為600/5，差動電流回路接有中間變流器，變比為5/2，這樣折算到母差保護(hù)屏的變比為1 500/5。

首先進(jìn)行了電流互感器的試驗(yàn)，試驗(yàn)時為了能取得更加準(zhǔn)確的結(jié)果，采用大電流發(fā)生器做變比試驗(yàn)，一次加600 A，二次電流測得5 A，測得變比完全正確。隨后進(jìn)行的極性，伏安特性，絕緣和二次負(fù)擔(dān)試驗(yàn)結(jié)果都正確，沒有發(fā)現(xiàn)任何問題。

然后進(jìn)行了中間變流器的試驗(yàn)，在進(jìn)行到A相中間變流器變比試驗(yàn)時發(fā)現(xiàn)變比不對，起初懷疑是中間變流器損壞，可是在拆除二次線后測量變比卻正確，原來問題出在二次接線上。結(jié)論是由于中間變流器接線錯誤導(dǎo)致實(shí)際變比與設(shè)計(jì)變比不符，而在以前定檢時測變比時都是拆開接線進(jìn)行的，所以這一問題沒能及時發(fā)現(xiàn)。

⑤保護(hù)定值存在的問題。原一次定值為1 500 A，是由電業(yè)局試驗(yàn)所于1997年5月27日下發(fā)的（母差保護(hù)定值由電業(yè)局計(jì)算）。我們對其進(jìn)行了重新核算，與原定值有較大差別。

母差保護(hù)定值整定原則主要考慮要躲過外部最大短路電流，防止在外部短路時誤動。取#1、2機(jī)運(yùn)行，熱平甲乙線運(yùn)行，66 kV線路出口三相短路電流（最大外部短路電流）為11 438 A，則：

Idz=Kk（Fi+Fi'）Idmax=1.5（0.1+0.05）11 438=2 573 A

Kk為可靠系數(shù)，取1.5。

Fi為CT誤差取0.05～0.1。

Fi'為中間變流器誤差，取0.05。

Idmax為最大穿越性故障電流。

可以看出，新算的定值為2 573，與原定值1 500相差很大?？紤]到1997年5月時四平熱電廠只有1臺機(jī)運(yùn)行，所以該定值應(yīng)該是按照1臺機(jī)運(yùn)行整定的，沒有根據(jù)四平熱電廠的實(shí)際情況及時修改。由于定值較低，可能在外部故障時躲不過不平衡電流，造成母差保護(hù)在區(qū)外故障時誤動做。

我們將這一情況及時通知了電業(yè)局，后者又重新下發(fā)了定值通知單，將母差保護(hù)的定值改到了3 000 A/10 A。

4 檢查結(jié)論

從上面的檢查過程可以看出，母差保護(hù)誤動作有兩個原因。4.1 變流器接線錯誤

熱海乙線差電流回路用中間變流器接線錯誤，導(dǎo)致變比錯誤，將變比從1 500/5變成了600/5。當(dāng)熱海乙線線路發(fā)生短路故障時，巨大的短路電流流過熱海乙線，由于變比錯誤導(dǎo)致不平衡電流增大，達(dá)到動作值引起母線差動保護(hù)誤動作。

4.2 母差保護(hù)定值低，不能躲過外部故障的不平衡電流

母差保護(hù)定值低，不能躲過外部故障的不平衡電流是保護(hù)誤動的一個重要原因。尤其當(dāng)熱海乙線變比錯誤，導(dǎo)致故障時不平衡電流增大，較低的定值更是無法躲過不平衡電流，于是就發(fā)生了保護(hù)誤動作的情況。

5 教訓(xùn)及防范措施

①從母差保護(hù)的帶負(fù)荷測差流過程可以看出，由于負(fù)荷電流比較小，相應(yīng)的反映在二次的電流就更小了，再加上測試過程中負(fù)荷電流變動的影響，所以一些小的錯誤在帶負(fù)荷測量時并不能發(fā)現(xiàn)。尤其對于母差保護(hù)，因?yàn)樗鶐У脑?，所以可能由于正、?fù)誤差互相抵消的影響恰好導(dǎo)致問題被掩蓋了，于是在帶負(fù)荷測量時無論是差流還是電流相位和幅值都沒能發(fā)現(xiàn)錯誤。可見，帶負(fù)荷測量并不能發(fā)現(xiàn)差回路的一切問題，最基本的方法還是應(yīng)該仔細(xì)檢查元件及徹底的校線。

②由于中間變流器采用自偶變的形式，所以在接線時一定要分清公共端和出線端，如果將出線端接成公共端，正好將變比變成了1，失去了中間變流的作用。同時在電流互感器試驗(yàn)時也不應(yīng)只是單純的把互感器和中間變流器單獨(dú)測試一下就完事，還應(yīng)仔細(xì)檢查回路，并且可以將電流互感器和中間變流器整體做一下變比，防止存在類似的錯誤或極性錯誤等，避免檢驗(yàn)的死區(qū)存在。

參考文獻(xiàn)：

[1] 馬龍，談淼，劉豫龍.嶗山站A段母差保護(hù)跳閘原因分析及防范措施[J].電力自動化設(shè)備，2004，（4）.