一起主變保護(hù)拒動(dòng)事件分析

陳德生 張 敏 彭金龍 張 鐸 王 凱

（許繼電氣股份有限公司，河南 許昌 461000）

1 事故經(jīng)過(guò)

2014年4月11日，該站發(fā)生一起10kV母線三相弧光短路故障，當(dāng)時(shí)，1#主變及2#主變均在運(yùn)行狀態(tài)，1#主變保護(hù)為微機(jī)保護(hù)，2#主變保護(hù)為電磁型常規(guī)保護(hù)，故障時(shí)，2#主變低壓側(cè)保護(hù)動(dòng)作，跳開(kāi)低壓側(cè)斷路器，但1#主變保護(hù)未動(dòng)作，致使該站上一級(jí)線路保護(hù)動(dòng)作。事故后，1#主變保護(hù)裝置只有復(fù)合電壓動(dòng)作信息，此外無(wú)任何故障記錄。

2 事故前運(yùn)行方式

110kV進(jìn)線 5023、5083運(yùn)行，1#主變及 2#主變運(yùn)行，10kV線路316、332、334等運(yùn)行。主接線如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)主接線圖

母線接線方式為單母分段帶旁母[1]，當(dāng)時(shí)低壓母聯(lián)處于合閘位置。

3 事故經(jīng)過(guò)

2014年4月11日，10kV母線三相弧光短路故障，2#主變低壓側(cè)保護(hù)動(dòng)作，跳開(kāi)低壓側(cè)斷路器，但1#主變保護(hù)未動(dòng)，致使該站上一級(jí)線路保護(hù)動(dòng)作。事故后，1#主變保護(hù)裝置只有復(fù)合電壓動(dòng)作信息，此外無(wú)任何故障記錄。

2014-04-11 17∶19∶15.844 1#主變保護(hù)復(fù)壓動(dòng)作，動(dòng)作時(shí)間100ms，動(dòng)作值如下。

表1 高壓側(cè)動(dòng)作值

表2 中壓側(cè)動(dòng)作值

表3 低壓側(cè)動(dòng)作值

2014-04-11 17∶19∶15.828 中壓側(cè)TV斷線動(dòng)作，動(dòng)作時(shí)間80ms，動(dòng)作值見(jiàn)表4。

表4 中壓側(cè)TV斷線動(dòng)作值

2014-04-11 17∶19∶17.699 裝置 0067次上電起動(dòng)。

2014-04-11 17∶19∶32.786 10kV 316 線裝置，電流III段動(dòng)作，動(dòng)作時(shí)間502ms，動(dòng)作值見(jiàn)表5。

表5 316線電流Ⅲ段動(dòng)作值

4 保護(hù)動(dòng)作分析

4.1 定值整定

表6 1#主變定值

表7 2#主變定值

表8 10kV 316線定值

4.2 保護(hù)動(dòng)作行為分析

17時(shí)19分 15秒 828毫秒1#主變保護(hù)中壓側(cè)TV斷線動(dòng)作，由于中壓側(cè)報(bào)TV斷線，所以不再對(duì)中壓側(cè)復(fù)合電壓進(jìn)行判別，根據(jù)復(fù)合電壓動(dòng)作報(bào)告，也不是由高壓側(cè)起動(dòng)的（TV斷線閉鎖定值為1，在TV斷線后退出該側(cè)復(fù)壓動(dòng)作判別），可以判定是低壓側(cè)復(fù)合電壓動(dòng)作，故障時(shí)刻保護(hù)裝置的復(fù)合電壓動(dòng)作。由復(fù)合電壓動(dòng)作報(bào)告可以看出，低壓側(cè)也應(yīng)該發(fā)生TV斷線，而低壓側(cè)TV斷線未動(dòng)作，是由于當(dāng)時(shí)故障電流大于低壓側(cè) TV斷線閉鎖電流值5.1A。圖2為T(mén)V斷線邏輯圖。

由此可以得出結(jié)論：裝置的復(fù)壓動(dòng)作是由主變低壓側(cè)起動(dòng)的，在故障時(shí)刻主變低壓側(cè)復(fù)壓開(kāi)放。

17∶19∶15.844 1#主變保護(hù)復(fù)合電壓動(dòng)作，17∶19∶17.699 1#主變保護(hù)裝置 0067次上電起動(dòng)，根據(jù)報(bào)文可以判定在復(fù)合電壓動(dòng)作后，保護(hù)裝置出現(xiàn)過(guò)斷電現(xiàn)象，而且在復(fù)合電壓動(dòng)作1.855s后裝置又重新上電，后經(jīng)過(guò)分析和詢問(wèn)用戶得知：由于該站正處于改造階段，改造過(guò)程中，直流屏未能及時(shí)接入，而是采用將所用變的交流整流為直流的方式供電，所以，當(dāng)旁母發(fā)生弧光短路時(shí)，電流增大，所用變電壓降低，導(dǎo)致全站裝置失電而在故障發(fā)生時(shí)未能及時(shí)動(dòng)作。故對(duì)1#主變保護(hù)裝置來(lái)說(shuō)有0067次上電起動(dòng)報(bào)文。并且根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)歷史記錄，在17∶23∶05左右，規(guī)約轉(zhuǎn)換器全部恢復(fù)通信，可以肯定在故障發(fā)生時(shí)刻全站失電，監(jiān)控系統(tǒng)重啟，才會(huì)有所有規(guī)約轉(zhuǎn)換器通信恢復(fù)的報(bào)文，所以保護(hù)裝置當(dāng)時(shí)沒(méi)有動(dòng)作主要是由于裝置失電。

圖2 TV斷線邏輯圖

該站 1#主變 CT變比為 2000/5，2#主變 CT變比為 1200/5，1#主變保護(hù)動(dòng)作電流定值為 6A，2#主變動(dòng)作電流定值為7A，根據(jù)2#主變動(dòng)作電流值，可折算一次值大概為1680A，而使1#主變保護(hù)動(dòng)作的一次電流值至少要達(dá)到 2400A，在該站所用變電壓恢復(fù)后，可以肯定電流值小于2400A。在該站所用變電壓恢復(fù)后，可以肯定電流值肯定小于2400A。根據(jù)10kV 316線動(dòng)作報(bào)告，故障時(shí)二次電流為8.8A左右，10kV 316線變比為200/5，折算到1#主變的電流也只有0.88A，并沒(méi)有達(dá)到1#主變復(fù)壓過(guò)流動(dòng)作定值。根據(jù)316線的動(dòng)作報(bào)告，可以肯定的是該線路動(dòng)作時(shí)為三相短路故障，且動(dòng)作正確，由于投運(yùn)時(shí)該線路的控制電源根據(jù)操作規(guī)程的要求沒(méi)有合上，所以該線路開(kāi)關(guān)在故障時(shí)刻沒(méi)有跳開(kāi)，該線路速斷動(dòng)作電流為 40A，折算到 1#主變也只有 4A，所以在裝置恢復(fù)送電后，故障已經(jīng)由弧光短路發(fā)展為三相短路故障，故障電流已經(jīng)降低，達(dá)不到主變低壓側(cè)動(dòng)作電流[2]，此時(shí) 1#主變保護(hù)裝置仍然不會(huì)動(dòng)作，最終導(dǎo)致上一級(jí)越級(jí)跳閘，1#主變保護(hù)裝置的定值配置不合理，需要根據(jù)地區(qū)實(shí)際情況重新核對(duì)整定[3]。

5 處理建議

根據(jù)10kV 316線動(dòng)作報(bào)告二次電流為8.8A左右，變比為200/5，折算到主變的電流只有0.88A；根據(jù)10kV 316線的動(dòng)作報(bào)告，可以肯定的是該線路動(dòng)作時(shí)為三相短路故障，且動(dòng)作正確，由于該線路的控制電源根據(jù)操作規(guī)程要求沒(méi)有給上，所以該線路開(kāi)關(guān)未能跳掉，最終導(dǎo)致上一級(jí)越級(jí)跳閘[4]。該線路速斷動(dòng)作電流為40A，折算到主變也只有4A，所以在裝置恢復(fù)送電后，故障已經(jīng)由弧光短路發(fā)展為三相短路故障，故障電流已經(jīng)降低，此時(shí)1#主變保護(hù)裝置仍然不會(huì)動(dòng)作。

在改造站施工過(guò)程中，現(xiàn)場(chǎng)情況比較復(fù)雜，危險(xiǎn)點(diǎn)比較多，帶電設(shè)備和不帶電設(shè)備均有，要設(shè)置好警示牌等告警標(biāo)志，并且必須要保證站內(nèi)電源的穩(wěn)定，直流系統(tǒng)必須是帶有蓄電池組，防止出現(xiàn)意外情況斷電，而造成站內(nèi)運(yùn)行的保護(hù)測(cè)控及通訊等裝置失電，從而對(duì)運(yùn)行帶來(lái)隱患。

6 結(jié)論

應(yīng)充分考慮變電站內(nèi)的各種情況，針對(duì)可能出現(xiàn)的各種意外做好應(yīng)對(duì)措施，從而保證變電站內(nèi)所有設(shè)備穩(wěn)定、可靠運(yùn)行[5]。

[1] 李鵬博, 蘇文博, 張高峰. 繼電保護(hù)事故處理技術(shù)與實(shí)例[M]. 北京: 中國(guó)電力出版社, 2002.

[2] 王顯平, 張莉, 王微波. 電力系統(tǒng)故障分析[M]. 北京: 中國(guó)電力出版社, 2008.

[3] 于立濤. 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)整定計(jì)算與應(yīng)用實(shí)例[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2012.

[4] 孫國(guó)凱. 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)原理[M]. 北京: 中國(guó)水利水電出版社, 2002.

[5] 高中德, 舒治淮, 王德林, 等. 國(guó)家電網(wǎng)公司繼電保護(hù)培訓(xùn)教材[M]. 北京: 中國(guó)電力出版社, 2009.