內(nèi)橋接線變電站主變差動(dòng)速斷保護(hù)誤動(dòng)分析

朱 林 陳玉潔

（國網(wǎng)四川省電力公司德陽供電公司，四川 德陽 618000）

內(nèi)橋接線變電站主變差動(dòng)速斷保護(hù)誤動(dòng)分析

朱 林 陳玉潔

（國網(wǎng)四川省電力公司德陽供電公司，四川 德陽 618000）

內(nèi)橋變電站減少了主變進(jìn)線開關(guān)，在節(jié)約設(shè)備投資方面有顯著成效。但因斷路器和電流互感器配置方面的原因，高壓側(cè)差動(dòng)回路由進(jìn)線開關(guān)CT和橋開關(guān)CT構(gòu)成。本文通過對(duì)一起主變差動(dòng)速斷保護(hù)誤動(dòng)案例進(jìn)行分析，指出配置存在的問題，并提出改進(jìn)措施。

內(nèi)橋；變電站；差動(dòng)速斷；誤動(dòng)

1 案例分析

110kV東北站為典型內(nèi)橋接線方式，正常運(yùn)行方式為兩條線路對(duì)側(cè)合上，本側(cè)一條運(yùn)行一條熱備用，投入110kV線路備自投，本側(cè)線路保護(hù)及重合閘退出。

事故前幾天，由于運(yùn)行方式臨時(shí)調(diào)整，改為本側(cè)兩條線路合上，對(duì)側(cè)一條合上一條熱備用。具體運(yùn)行方式如圖1所示［1］。

現(xiàn)場收集到的保護(hù)動(dòng)作情況如下：110kV龍東線181：17ms距離保護(hù)I段動(dòng)作；1號(hào)主變保護(hù)：18ms差動(dòng)速斷動(dòng)作；10kV分段備自投：0S全站失壓、跟跳進(jìn)線一（931）、1S合分段（930）。

事故直接造成東北站龍東線181、橋開關(guān)130、1號(hào)主變低壓側(cè)931開關(guān)跳閘，龍東線、1號(hào)主變、10kV I段失壓，隨后10kV分段備自投動(dòng)作合上分段開關(guān)恢復(fù)了10kV I段電源，未造成負(fù)荷損失。

從檢查結(jié)果來看，東北站1號(hào)主變、110kV I母未見異常，試驗(yàn)化驗(yàn)班的油化試驗(yàn)結(jié)果也證明該主變內(nèi)部未發(fā)生短路。隨后巡線人員發(fā)現(xiàn)110kV龍東線上有放弧痕跡，判斷此次故障是發(fā)生在線路上。

圖1 事故前運(yùn)行方式

由此得出結(jié)論：在此運(yùn)行方式下，龍東線線路上發(fā)生了AC短路接地故障，造成了東北站龍東線181保護(hù)跳閘、1號(hào)主變差動(dòng)速斷跳閘。很明顯，龍東線上發(fā)生相間故障時(shí)，應(yīng)該由東北站側(cè)181開關(guān)距離保護(hù)動(dòng)作切除故障，1號(hào)主變差動(dòng)速斷本次屬于誤動(dòng)［2］。

2 誤動(dòng)原因分析

從該運(yùn)行方式接線圖不難看出，龍東線上發(fā)生故障時(shí)，故障電流由九嶺站流向東北站110kV II母，再通過分段開關(guān)流向110kV I母，最后通過東北站龍東線181開關(guān)流向故障線路。從故障電流的路徑來看，這似乎和主變沒有什么關(guān)系。那么此次主變差動(dòng)為什么會(huì)誤動(dòng)呢？

原來，常規(guī)接線方式下主變差動(dòng)CT由各側(cè)開關(guān)CT構(gòu)成，而內(nèi)橋接線方式下因高壓側(cè)無開關(guān)和開關(guān)CT，為了滿足差動(dòng)保護(hù)需要，用分段開關(guān)CT、進(jìn)線開關(guān)CT和低壓側(cè)開關(guān)CT來組成三側(cè)差動(dòng)。這樣仿佛與三圈變差動(dòng)一模一樣，理論上是沒有任何問題的，但也與常規(guī)接線存在差異，如差動(dòng)保護(hù)范圍擴(kuò)大到了母線。下面讓我們回到東北站1號(hào)主變跳閘現(xiàn)場。

1#主變差動(dòng)保護(hù)裝置動(dòng)作報(bào)告：18ms C相差動(dòng)速斷動(dòng)作。

根據(jù)錄波顯示，差動(dòng)電流達(dá)到速斷動(dòng)作電流，保護(hù)本身并無問題。

在110kV龍東線AC相接地故障時(shí)，東北站130#、181#開關(guān)流過故障電流，但方向相反，正常情況下，在1#主變差動(dòng)回路中不應(yīng)產(chǎn)生較大差流。從故障錄波看，故障時(shí)龍東線181及分段130的電流采樣幅值基本不變，相位基本相反，符合區(qū)外故障特點(diǎn)，但分段130的采樣值三相均有較大的非周期分量，特在剛短路時(shí)的前兩個(gè)周波C相采樣值更是偏移得非常厲害，造成C相差流高于速斷定值，引起保護(hù)動(dòng)作。

從錄波波形可以看出，龍東線181電流互感器和分段130電流互感器的暫態(tài)特性出現(xiàn)了較大差異，使在短路開始的前兩個(gè)周波出現(xiàn)了較大差流。根據(jù)《國家電網(wǎng)公司十八項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施（修訂版）》（國家電網(wǎng)生〔2012〕352號(hào)）15.3.7可知，線路兩側(cè)或主設(shè)備差動(dòng)保護(hù)各側(cè)的電流互感器的相關(guān)特性宜一致，避免在遇到較大短路電流時(shí)，因各側(cè)電流互感器的暫態(tài)特性不一致引發(fā)保護(hù)不正確的動(dòng)作。

因此我們認(rèn)為，導(dǎo)致本次主變差動(dòng)速斷保護(hù)動(dòng)作的根本原因是龍東線181與分段130電流互感器暫態(tài)特性的差異。

為了彌補(bǔ)比率差動(dòng)的不足，一般變壓器差動(dòng)保護(hù)除了比率差動(dòng)外，還配有差動(dòng)速斷保護(hù)，即不受制動(dòng)電流的影響，但為了克服不平衡電流的影響，動(dòng)作門檻一般設(shè)置為4～8倍額定電流（比率差動(dòng)一般為0.5倍）。

既然差動(dòng)速斷整定為4～8倍額定電流，一般來說可以躲過不平衡電流，那么為什么這次1號(hào)主變差動(dòng)速斷保護(hù)會(huì)動(dòng)作呢？

原來由于內(nèi)橋變電站差動(dòng)保護(hù)是按三端設(shè)計(jì)的，與常規(guī)的三圈變壓器差動(dòng)還是有區(qū)別，那就是差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)范圍包括了母線，而母線的阻抗值是很小的，主變的阻抗值相對(duì)較大，故在短路水平較高時(shí)（九東線線路本身較短，對(duì)側(cè)九嶺站為綿竹地區(qū)的主供電源之一，系統(tǒng)阻抗較小），用躲開主變最大不平衡的方法來整定差動(dòng)速斷存在一定問題，但為了確保主變?cè)趪?yán)重故障時(shí)差動(dòng)保護(hù)不拒動(dòng)，就只能犧牲保護(hù)的選擇性。

3 得出結(jié)論

本次保護(hù)誤動(dòng)作是由于內(nèi)橋變電站主變差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)范圍與常規(guī)主變差動(dòng)范圍不一致（差動(dòng)保護(hù)范圍擴(kuò)大到了高壓側(cè)母線），在極端情況下（短路水平較高且CT暫態(tài)特性不一致）發(fā)生的保護(hù)誤動(dòng)作，保護(hù)本身并無任何問題。

4 改進(jìn)措施

為了避免此類誤動(dòng)作再次發(fā)生，我們要從以下幾個(gè)方面入手：①將龍東線181及分段130電流互感器更換為相關(guān)特性一致的產(chǎn)品，最好更換為同一廠家同一型號(hào)同一批次的產(chǎn)品；②更改保護(hù)軟件，同時(shí)將主變高壓側(cè)套管CT接入差動(dòng)保護(hù)，但不作為差動(dòng)量，當(dāng)套管CT、低壓側(cè)CT均無電流或電流很小時(shí)，閉鎖差動(dòng)速斷，起到防止較大母線穿越電流引起差動(dòng)速斷誤動(dòng)的目的。

［1］李斌，馬超，賀家李，等.內(nèi)橋接線主變壓器差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)原因分析［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2009（1）：99-102.

［2］周紅軍，何育，陳昊.內(nèi)橋接線變電站主變差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)和死區(qū)問題分析［J］.電工技術(shù)，2013（3）：72-73.

Analysis on Maloperation of Differential Quick Break Protection for Main Transformer of Inner Bridge Substation

Zhu Lin Chen Yujie
（Sichuan province electric Power Company Deyang Power Supply Company，Deyang Sichuan 618000）

The inner bridge substation reduces the main transformer inlet switch,and has remarkable effect in saving equipment investment.Because of the configuration of circuit breaker and current transformer,the differential return circuit of high voltage side is composed of CT and bridge switch CT.In this paper,through analysis of a case of maloperation of differential quick break protection of main transformer,the problems in configuration are pointed out and improvement measures are put forward.

internal bridge；transformer substation；dfferential speed breaking；misoperation

TM407

A

1003-5168（2017）12-0141-02

2017-11-01

朱林（1981-），男，本科，工程師，研究方向：變電二次設(shè)備檢修維護(hù)；陳玉潔（1983-），女，本科，工程師，研究方向：地級(jí)電網(wǎng)調(diào)控技術(shù)。