一起母差保護(hù)動(dòng)作分析及檢查處理

任江成+黃小冬+何澤勝

摘 要：針對(duì)一起500kV母線差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作情況，分析其動(dòng)作原因、故障點(diǎn)位置及現(xiàn)場(chǎng)檢查過程，供同行借鑒、參考。

關(guān)鍵詞：母線差動(dòng)保護(hù)；開關(guān)間短引線保護(hù)；絕緣電阻

1 概述

某水電站500kV系統(tǒng)采用一臺(tái)半斷路器接線方式（主接線如圖1所示），GIS設(shè)備采用型號(hào)為ZF-550的成套設(shè)備。500kV母線保護(hù)雙重化配置，第一套采用RCS-915GD母差保護(hù)裝置，第二套采用SGB-750系列母差保護(hù)裝置。T區(qū)開關(guān)間短引線保護(hù)雙重化配置，均采用PSL608U短引線保護(hù)裝置。母差保護(hù)與開關(guān)間短引線保護(hù)交叉配置，無保護(hù)死區(qū)。2012年4月19日6時(shí)23分，500kV #2M母差保護(hù)、5032和5033開關(guān)間短引線保護(hù)動(dòng)作跳閘，跳開5013、5023、5033、5032開關(guān)。

2 保護(hù)及自動(dòng)裝置數(shù)據(jù)分析

保護(hù)動(dòng)作情況發(fā)生后，保護(hù)人員到現(xiàn)場(chǎng)檢查核對(duì)裝置動(dòng)作情況，查看裝置動(dòng)作報(bào)文及錄波文件，首先排除了裝置誤動(dòng)作的可能性，保護(hù)及自動(dòng)裝置數(shù)據(jù)簡(jiǎn)述如下：

（1）500kV #2M母差保護(hù)A套動(dòng)作報(bào)告顯示：2010-04-19 06：23：00：362保護(hù)啟動(dòng)，經(jīng)5ms后變化量差動(dòng)動(dòng)作，選相B，發(fā)5013、5023、5033開關(guān)跳閘令，經(jīng)21ms后穩(wěn)態(tài)量差動(dòng)動(dòng)作，選相B，裝置檢測(cè)最大差動(dòng)電流為2.81A。

（2）500kV #2母差保護(hù)B套動(dòng)作報(bào)告顯示：2012年4月19日 6時(shí)23分0秒保護(hù)啟動(dòng)，經(jīng)12ms母差B相差動(dòng)動(dòng)作，裝置檢測(cè)B相差動(dòng)電流為2.761A，制動(dòng)電流為2.771A。裝置錄波波形簡(jiǎn)圖如圖2所示。

（3）#4機(jī)保護(hù)A套（GIS側(cè)）短引線保護(hù)動(dòng)作報(bào)告顯示： 2012年4月19日 6時(shí)23分0秒365毫秒保護(hù)啟動(dòng)，經(jīng)5ms短引線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作并出口，檢測(cè)到B相差流為0.891A，58ms后保護(hù)動(dòng)作返回。

（4）#4機(jī)保護(hù)B套（GIS側(cè)）短引線保護(hù)動(dòng)作報(bào)告顯示：2012年4月19日6時(shí)23分0秒365毫秒保護(hù)啟動(dòng)，經(jīng)3ms短引線差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作并出口，檢測(cè)到B相差流為0.723A，57ms后保護(hù)動(dòng)作返回。裝置錄波波形簡(jiǎn)圖如圖3所示。

（5）GIS故障錄波器1顯示：2010-04-19 06：23：00 5032斷路器B相電流突變啟動(dòng)，開關(guān)量“#4機(jī)保護(hù)A套（GIS側(cè)）短引線保護(hù)動(dòng)作”、“#4機(jī)保護(hù)B套（GIS側(cè)）短引線保護(hù)動(dòng)作”、“500kV#2M A套母差保護(hù)動(dòng)作”、“500kV#2M B套母差保護(hù)動(dòng)作”、“5033斷路器保護(hù)柜A相跳閘”、“5033斷路器保護(hù)柜B相跳閘”、“5033斷路器保護(hù)柜C相跳閘”、“5032斷路器保護(hù)柜A相跳閘”、“5032斷路器保護(hù)柜B相跳閘”、“5032斷路器保護(hù)柜C相跳閘”。裝置錄波波形簡(jiǎn)圖如圖4所示。

（6）GIS故障錄波器2顯示：2010-04-19 06：23：00 5011斷路器B相電流突變啟動(dòng)，開關(guān)量“5013斷路器保護(hù)柜A相跳閘”、“5013斷路器保護(hù)柜B相跳閘”、“5013斷路器保護(hù)柜C相跳閘”、“5023斷路器保護(hù)柜A相跳閘”、“5023斷路器保護(hù)柜B相跳閘”、“5023斷路器保護(hù)柜C相跳閘”。

3 保護(hù)動(dòng)作原因分析

正常情況下，CT二次額定電流為0.175A。5033與50332間靠50332側(cè)兩CT為短引線保護(hù)使用，5033與50331間靠50331側(cè)兩CT為母差保護(hù)使用。

從故障錄波裝置的波形可看出，在故障時(shí)刻母線電壓B相突變降低至0V左右，#4主變高壓側(cè)零序電壓突變升高，而5033、5032開關(guān)B相電流突變升高至2.4A左右；從開關(guān)間短引線保護(hù)裝置和母差保護(hù)裝置的波形可看出，兩個(gè)裝置均檢測(cè)到B相電流突變，母差保護(hù)與開關(guān)間短引線保護(hù)均動(dòng)作跳閘，說明故障點(diǎn)在兩保護(hù)的交叉范圍內(nèi)。由此得出結(jié)論，在5033開關(guān)兩側(cè)CT間（即500kV #2M母差保護(hù)和5032、5033開關(guān)間短引線保護(hù)所使用的CT交叉處）發(fā)生B相接地短路故障。

4 現(xiàn)場(chǎng)檢查及處理

通過以上數(shù)據(jù)和分析，初步認(rèn)定在5033、50331、50332范圍內(nèi)B相設(shè)備故障，然后現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了以下檢查：

（1）使用SF6氣體純度檢測(cè)儀對(duì)5033與50331之間B相CT氣隔進(jìn)行SF6氣體純度檢測(cè)，其SF6氣體純度為88.89%，而國(guó)標(biāo)SF6氣體新氣標(biāo)準(zhǔn)為≥99.8%。

（2）使用SF6電氣設(shè)備分解產(chǎn)物檢測(cè)儀對(duì)5033與50331之間B相CT氣隔進(jìn)行SF6氣體成分檢測(cè)，其SOF2含量為110μL/L。裝置分析檢測(cè)結(jié)果為：“該氣室分解產(chǎn)物含量較高，內(nèi)部可能在低能量放電或大于600℃過熱性故障引起固體絕緣材料分解，建議做電氣絕緣試驗(yàn)后綜合分析。”

（3）通過503317地刀對(duì)5033開關(guān)進(jìn)行絕緣電阻測(cè)量，用5000V電壓檔位測(cè)量發(fā)現(xiàn)其B相絕緣電阻僅為3.1MΩ，在A相同位置間隔做絕緣電阻測(cè)試對(duì)比試驗(yàn)，5000V電壓檔位下A相絕緣電阻為200GΩ。

（4）做Ⅱ母絕緣測(cè)試，用5000V電壓檔位測(cè)量，其絕緣電阻為130GΩ。

綜合電氣絕緣電阻測(cè)量試驗(yàn)結(jié)果與對(duì)5033和50331之間B相CT氣隔內(nèi)SF6氣體純度及成份分析后，得出結(jié)論：5033與50331之間B相CT氣隔發(fā)生接地故障，Ⅱ母正常。

2012年4月24日，現(xiàn)場(chǎng)將CT氣室打開，發(fā)現(xiàn)CT氣室靠5033開關(guān)側(cè)盆式絕緣子和導(dǎo)體觸頭發(fā)生接地故障（如圖5所示）?，F(xiàn)場(chǎng)更換故障元件后于2012年5月8日設(shè)備投入正常運(yùn)行。

5 結(jié)束語

如今，國(guó)內(nèi)超高壓等級(jí)母差保護(hù)的原理及裝置性能已經(jīng)很成熟和完善，母差保護(hù)能夠針對(duì)故障情況正確可靠動(dòng)作。同時(shí)在保護(hù)配置中，各種保護(hù)交叉配置，消除保護(hù)死區(qū)，對(duì)設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。

作者簡(jiǎn)介：任江成（1985-），男，工程師，大學(xué)本科，任職于雅礱江流域水電開發(fā)有限公司，從事水電廠繼電保護(hù)維護(hù)管理工作。