探析案例教學法在調度員培訓中的有效應用

許園園，張正茂，孫道軍，許元帥

（1.國網(wǎng)技術學院，山東 濟南 250002；2.國網(wǎng)鞍山供電公司，吉林 鞍山 114000 3.國網(wǎng)山東萊西市供電公司，山東 青島 266600）

0 引言

在國家電網(wǎng)公司調度專業(yè)新員工的培訓過程中，學員實際操作能力的培養(yǎng)一直是一個重點，但是實踐能力的培養(yǎng)離不開對理論知識的深刻理解和掌握。如何將學員的理論知識與實際操作能力培養(yǎng)有效結合起來，從而加深學員對理論知識的掌握，提高實際操作能力，是擺在培訓人員面前的一個重要問題。本文結合培訓過程中遇到一個典型案例，對所涉及到的核心知識點進行了深入的挖掘和分析，并將所涉及到的知識點有機關聯(lián)、運用起來，從而加深學員對理論知識的理解和掌握，達到舉一反三，提升培訓效果的目的。

1 案例介紹

1.1 事故前運行方式

許行站3#、4#主變并列運行，3#主變110 kV、220 kV側中性點直接接地，零序保護投入；4#主變110 kV、220 kV側中性點不接地，間隙過電壓保護投入。

1.2 事故現(xiàn)象

如圖1所示，許行變電站主要事故告警信息總結如下：

1）許南I線146開關保護動作，但開關未分閘。

2）許行變電站110 kV母聯(lián)開關保護動作，開關正確跳閘，II母線失壓。

3）4#主變高、中、低三側開關保護動作，開關正確跳閘。

4）35 kV側分段備自投正確動作，負荷無損失。

1.3 事故原因分析

1#主變220 kV、110 kV側變壓器中性點經(jīng)間隙過電壓保護接地，2#主變220 kV、110 kV側變壓器中性點直接接地，當110 kV側與1#母線相連的某條線路的開關拒動，此時發(fā)生線路故障。

通過對比可知：許行線許南I線保護動作，但是開關未分閘，說明開關拒動。3#主變零序電流保護I段動作，切除母聯(lián)開關；4#主變間隙過電壓保護動作，切除4#主變三側開關。

通過分析得出事故原因：110 kV許南I線146開關拒動，線路發(fā)生單相接地永久性故障，由于開關拒動，擴大故障范圍，達到3#主變零序電流保護整定值，零序電流保護I段動作，切除110 kV母聯(lián)開關，將故障電流縮小在故障母線Ⅱ上，由于4#主變中性點不接地，間隙過電壓保護動作，直接跳4#主變三側開關。此時，故障電流切除，保障了電網(wǎng)的安全。

2 涉及到的核心知識點

2.1 零序電流保護和間隙過電壓保護的區(qū)別

零序電流保護和間隙過電壓保護是變壓器的后備保護，中性點直接接地的零序電流一次有零序電流流過，然后相應的在二次側感應出故障電流，并且故障電流的幅值和故障時間都達到定值時，中性點零序電流保護就動作。中性點放電間隙過電壓保護是在中性點放電間隙擊穿以后在放點間隙電流互感器一次側流過了故障電流，中性點放電間隙電流保護就動作。

零序電流保護一段切除母聯(lián)開關，零序電流保護二段經(jīng)過一段延時后切除本側開關，零序電流保護三段切除變壓器三側開關。間隙過電壓保護直接切除變壓器三側。

圖1 發(fā)生事故后的運行方式

2.2 零序電流保護和間隙過電壓保護配置及主變壓器零序過流與間隙過流共用TA的危害說明

1）按照目前技術的發(fā)展，零序電流保護和間隙過電壓保護已經(jīng)不共用一組TA，因此零序電流保護和間隙過電壓保護不會同時投入。這兩種保護TA獨立設置后則不需要人為進行、投退操作，自動實現(xiàn)中性點接地投入零序過流（退出間隙過流）、中性點不接地時投入間隙過流（退出零序過流）的要求，安全可靠［1］。

2）主變壓器接地后備保護中零序過流與間隙過流兩者公用一組TA有如下弊端：當中性點接地運行時，一旦忘記退出間隙過流保護，又遇到了系統(tǒng)內接地故障，往往造成了間隙過流誤動作將本變壓器切除；間隙過流定值很小，但每次接地故障都收到大電流沖擊，容易造成損壞。

2.3 變壓器保護配置說明

通過變壓器保護配置的講解，學員能夠更好地理解本案例。保護配置如圖2。

圖2 變壓器保護配置

此圖表示的含義：XF代表變壓器，BS代表母線，TMML跳中壓側母聯(lián)，TM跳中壓側開關，TL跳低壓側開關，高后備保護指向變壓器為正，中后備、低后備保護指向母線為正。 一定要學會看保護配置。

RCS-978是變壓器保護，如圖2所示，變壓器主保護為縱聯(lián)電流差動保護、比率差動保護等，圖中顯示的是電氣量的保護，未顯示非電氣量的保護。變壓器的后備保護為變壓器零序電流保護Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段，復合電壓電流閉鎖保護Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段，過負荷保護等。

通過圖2可以明顯看出變壓器的保護配置和繼電保護動作時限等。

2.4 變壓器復合電壓電流閉鎖保護不動作的原因分析

首先要考慮中壓側TA的阻抗指向問題，如果指向110 kV為正方向，如果采用變壓器的中壓側后備保護是采用110 kV側的電壓閉鎖的，定值整定配置適當?shù)脑挘髠浔Ｗo復合電壓電流閉鎖保護是可以動作的。復合電壓電流閉鎖保護沒有動作，就是正方向、電流定值、動作時間定值3個條件之一沒有具備。同樣道理，跳閘矩陣可以整定。通過以上定值單分析可看出，復合電壓電流閉鎖保護的動作時間2.2 s，而零序電流保護的整定值為1 s，所以復合電壓電流閉鎖保護沒有動作，動作的是零序電流保護。

2.5 變壓器中性點接地需要考慮的因素

變壓器中性點接地方式的安排應盡量保持變電站的零序阻抗基本不變［2］。

1）保證零序電流保護有足夠的靈敏度、和很好的選擇性，保證接地電流的穩(wěn)定性。

2）為防止過電壓損壞設備，應保證在各種操作和故障跳閘使系統(tǒng)解列時，不至于造成部分系統(tǒng)變成為中性點不接地系統(tǒng)。

3）變壓器絕緣水平及結構決定接地點（如自藕變壓器中性點為死接地）。

4）為了改善保護配合關系，當某一短線路檢修停運時，可以用增加中性點接地變壓器臺數(shù)來抵消線路停運對零序電流分配關系帶來的影響。

3 運用核心知識點進行案例分析

本次案例分析中3#主變和4#主變并列運行，在保護配置時考慮到出線故障使開關失靈的可能性存在，容易造成3#主變和4#主變110 kV側同時出現(xiàn)過流，無法區(qū)分故障點的位置。所以為了保全一條非故障母線，在RCS978保護裝置的跳閘矩陣中設置了3#主變220 kV側零序電流保護對故障母線進了區(qū)分，母聯(lián)開關跳開（解列）后，非故障母線110 kV I母線電壓恢復正常。3#主變110 kV側零序1段保護跳開母聯(lián)開關了以后，由于故障點未切除，導致了許行變電站3#、4#主變分列運行后，3#主變仍然是接地系統(tǒng)，4#主變變成了中性點不接地系統(tǒng)。4#主變110 kV側放電間隙兩端出現(xiàn)過電壓，放電間隙絕緣被擊穿，間隙過流保護動作，切除4#主變三側開關。中性點零序電流保護和間隙過電壓保護的動作都是分段和有時限的，這里考慮的是3#主變未跳開母聯(lián)以前，故障電流不會從4#主變的放電間隙回到變壓器中性點，而是回到3#主變壓器的中性點，因為3#主變的中性點是直接接地的，電阻小，在零序電流保護Ⅰ段后啟動，間隙過電壓保護跳三側是有延時的。在現(xiàn)場實際運行中，如果不共用一組TA，還可能沒有擊穿放電間隙，而是將避雷器擊穿，變成了接地系統(tǒng)，110 kV側零序電流保護I段動作，第二時限跳開4#主變三側。

4 結論

這個間隙過電壓保護動作的案例，很多學員根本無從下手，很茫然，連為什么這么動作的邏輯都分析不出來，綜合能力欠缺，主要原因：

1）理論知識太抽象，學習的時候沒有真正掌握，導致對保護配置不清楚，不知道各個保護的差別，到底哪個應該動作。

2）不能夠將所學知識點有效關聯(lián)起來。整體分析案例過程中，不能將理論知識與案例過程中現(xiàn)象有效結合起來進行分析。

案例教學法是一種將理論與實際相結合的教學方法，在調度專業(yè)新員工培訓中，合理運用典型案例，深挖核心知識點并將它們通過案例有機關聯(lián)起來，對案例過程進行深入分析，能夠有效提升學員理論知識的掌握程度和分析解決實際問題的能力。

另外，如果培訓師在課堂過程中將涉及到的核心知識點與典型案例結合起來做成一個演示動畫，也將有助于學員直觀地將所學的知識與實際案例結合起來，進一步提升培訓效果。

［1］ 譚武光，段文學.變壓器零序電流保護與間隙接線原理及運行［J］.云南電力技術，2015（S2）：162-164.

［2］ 國家電力調度控制中心.電網(wǎng)調控運行實用技術問答［M］.北京：中國電力出版社，2016：185-186.

［3］ 馬治國.教育學課程案例教學的基本理論問題研究［J］.教育科學，2006（4）：24-27.