主變復(fù)壓過流保護與線路保護配合實例分析

杜婉玲

（廣州環(huán)投從化環(huán)保能源有限公司，廣東 廣州510900）

2019 年4 月11 日20 點16 分26 秒,某電廠雷雨天氣,外線電網(wǎng)遠端發(fā)生故障,#2 主變低壓側(cè)復(fù)壓過流二段、#2 發(fā)電機過電壓I 段保護相繼動作,導(dǎo)致#2 機組跳閘。事件發(fā)生后,經(jīng)過討論分析,事件過程中保護動作正確,外線故障原因主要為雷擊所致。

1 事件發(fā)生前運行方式

事件發(fā)生前#1、#2 機組處于正常運行狀態(tài),110kV 甲線、乙線處于正常運行狀態(tài),110kV 母聯(lián)開關(guān)100、10kV 母聯(lián)開關(guān)500處于熱備用狀態(tài)。

2 事件經(jīng)過

2019 年4 月11 日20 點16 分26 秒, 外線電網(wǎng)發(fā)生故障,約1.2 秒后某電廠#2 機組跳閘。檢查廠內(nèi)設(shè)備情況,無設(shè)備故障,線路側(cè)A 相和C 相避雷器動作次數(shù)均從0 變?yōu)?。保護的動作情況如下表所示:

從2019 年4 月11 日20 點16 分波形看,電網(wǎng)遠端先發(fā)生了A、C 相接地故障,然后發(fā)展成三相故障,乙線的電流較甲線大,故障點在電氣距離上更靠近乙線, 其次,A、C 相接地故障持續(xù)了657ms,隨后發(fā)展成的三相故障持續(xù)594ms。

3 保護動作情況

3.1 保護裝置信息

3.2 保護動作情況分析

主變低壓側(cè)復(fù)壓過流二段:

a.主變低壓側(cè)后備保護定值如下:

b.分析

實際保護裝置顯示動作值為3.37A,已超過復(fù)壓閉鎖過流II段定值1.1A,故障持續(xù)時間1251ms,超過定值1.2s,主變低壓側(cè)復(fù)壓過流二段動作正確。

4 存在的主要問題

乙線線路保護為什么未動作?分析如下所示:

線路保護的定值如下表所示:

從定值上可以看出,#2 主變低壓側(cè)復(fù)壓過流保護II 段定值在動作時間上考慮與線路距離保護II 段保護配合。

首先查看電網(wǎng)故障時接地距離阻抗值大小,通過錄波文件的阻抗分析可以得到:在A、C 相短路時,接地阻抗值尚未達到II 段動作值19.61 歐姆,但在三相短路期間已達到II 段動作值,由于三相短路故障持續(xù)了594ms 后#2 主變低壓側(cè)后備動作, 因此,動作時間未達到。

其次查看相間距離保護, 通過錄波文件的阻抗分析可以得到, 相間距離保護也只是在三相短路期間偶爾達到II 段動作值19.61 歐姆,但由于時間未到,因此保護未動作。

通過軟件讀出,電網(wǎng)故障時,阻抗值已達到線路保護III 段的動作值,但由于時間未到,因此保護未動作。

因此,乙線線路保護未動作,從而主變低壓側(cè)后備保護動作。

從定值上可以看出,#2 主變高低壓側(cè)復(fù)壓過流保護II 段定值在動作時間上考慮與線路距離保護II 段保護配合, 且主變高低壓側(cè)復(fù)壓過流保護均未帶方向。

5 應(yīng)對解決措施

5.1 為避免主變復(fù)壓過流保護先于線路保護動作,提出以下兩種定值配置策略:

5.1.1 可考慮主變復(fù)壓過流保護與線路距離三段保護配合,具體的依據(jù)DLT584《3-110kV 電網(wǎng)繼電保護裝置運行整定規(guī)程》, 依據(jù)為:6.2.9.4 多側(cè)電源變壓器方向過電流保護宜指向本側(cè)母線,各電源過電流保護作為總后備,其定值按下述原則整定:a.方向過電流保護作為本側(cè)母線的后備保護,其電流定值按本側(cè)母線有靈敏度整定,時間定值應(yīng)與出線保護相應(yīng)段配合,動作后,跳本側(cè)斷路器;在變壓器并列運行時,也可以先跳本側(cè)母聯(lián)斷路器,再跳本側(cè)斷路器。b.主電源側(cè)的過電流保護作為變壓器、其他側(cè)母線、出線后備保護、電流定值按躲開本側(cè)負荷電流整定,時間定值與出線保護最長動作時間配合,動作后,跳三側(cè)斷路器。

5.1.2 其次,或者考慮主變低壓側(cè)復(fù)壓帶方向,高壓側(cè)復(fù)壓與線路距離保護三段配合,具體的依據(jù)為:6.2.9.1 與電網(wǎng)配合有關(guān)的變壓器各側(cè)的零序電流和相電流保護,其主要作用為變壓器、母線、母線上的出線及其他元件的后備保護,在某些情況下,例如母線本身未配置專用的母線保護時,還想到主保護作用。整定計算的基本原則是: 各側(cè)延時相電流保護的主要作用是本側(cè)母線、母線的連接元件以及變壓器的后備保護,對于兩側(cè)或者三側(cè)電源的變壓器,為簡化配合關(guān)系,縮短動作時間,相電流保護可帶方向,方向宜指向各側(cè)母線,同時,在各電源側(cè)以不帶方向的長延時相電流保護作為總后備保護。由于線路三段保護的動作時間超過2 秒, 主變復(fù)壓過流保護整定的動作時間超過2 秒的前提是:變壓器外部短路故障,如短路電流大于任一側(cè)繞組穩(wěn)定電流時,變壓器過電流保護的動作時間不應(yīng)超過2S。

5.2 策略選擇

綜合考慮,最后選用以下配置方案:

5.2.1 主變低壓側(cè):主變低壓側(cè)復(fù)壓過流保護按躲開主變高壓側(cè)最大三相短路電流整定, 保護范圍縮小至10kV 以內(nèi)設(shè)備,因此若主變高壓側(cè)及線路發(fā)生故障時, 低壓側(cè)復(fù)壓過流保護將不再動作,從定值上完成動作方向選擇;

5.2.2 主變高壓側(cè):由于線路距離三段動作時間整定為2.4s,若高壓側(cè)復(fù)壓過流保護與距離三段動作時間配合, 則高壓側(cè)復(fù)壓過流動作時間將大于2s, 超過主變短路情況下切除故障安全時間(見銘牌),由于本廠主變主保護設(shè)計為單套裝置,后備保護壓力較大。因此在定值配合上,仍需要確保主保護拒動情況下,高壓側(cè)后備保護能夠在2s 內(nèi)動作切除故障,因此高壓側(cè)復(fù)壓閉鎖過流保護動作時間未能與線路距離III 段配合(距離III 段動作時間為2.4s)。因此仍采用高壓側(cè)復(fù)壓過流保護仍與110kV 線路距離二段保護配合的整定策略。

5.2.3 最終高低壓側(cè)復(fù)壓過流保護定值變更如下:

(! "# "# $% &’ ! )# ’#

6 結(jié)論

本次雷擊事件,主變低壓側(cè)復(fù)壓過流保護先于線路側(cè)保護動作的原因是主變后備保護及線路保護定值配置不合理導(dǎo)致,定值復(fù)核后,低壓側(cè)復(fù)壓過流保護從定值上完成動作方向選擇,線路故障時, 將不再出出現(xiàn)主變低壓側(cè)開關(guān)保護先于線路側(cè)開關(guān)保護動作的情況。