電廠220kV母線失壓事件保護(hù)動作分析

珠江電廠 唐煜安

從控制室至220kV 開關(guān)站地面敷設(shè)的測試線由于安全措施不到位，受陣風(fēng)影響擺動與開關(guān)站220kV 母線安全距離不夠，加上天氣潮濕原因，220kV 母線通過測試線對控制室窗臺放電，造成220kV 母線接地故障。

1 故障情況介紹

某電廠220kV 母線接地故障前運(yùn)行方式如圖1所示，220kV 母線1M、2M、5M、6M 母線合環(huán)運(yùn)行，珠烏乙線4237、#1變高、#1啟備變運(yùn)行于1M 母線，珠魚乙線2713、#2變高運(yùn)行于2M 母線，珠魚甲線2310、#3變高運(yùn)行于5M 母線，珠烏甲線4236、#2啟備變、#4變高運(yùn)行于6M 母線。故障后某電廠220kV1、5M 母線上所掛開關(guān)全部跳開，220kV1、5M 母線失壓。

經(jīng)現(xiàn)場檢查確定故障點(diǎn)在分段20 15開關(guān)和2015CT A 相之間的管型母線上，故障點(diǎn)如圖1所示，主要是220kV 管型母線對控制室鋁合金窗臺放電所致。10時(shí)33分58秒764毫秒，220kV 5M、6M 母線主一和主二保護(hù)同時(shí)動作跳開5M 母線上運(yùn)行開關(guān)2310、2203、2056及2015開關(guān)，珠魚甲線主一保護(hù)裝置931發(fā)遠(yuǎn)跳至對側(cè)，失靈保護(hù)裝置923啟動，111ms 后220kV 1M、2M 母線主二保護(hù)動作跳開1M 母線運(yùn)行上開關(guān)4237、2201、2211及2012開關(guān)，珠烏乙線主一保護(hù)裝置931發(fā)遠(yuǎn)跳至對側(cè)，失靈保護(hù)裝置923啟動。180ms 后故障完全隔離，220kV1、5M 上所掛開關(guān)全部跳開，220kV1、5M 母線失壓。

圖1 某電廠220kV 運(yùn)行方式及故障點(diǎn)簡圖

2 保護(hù)動作情況分析

2.1 母線保護(hù)動作分析

某電廠220kV 1M、2M,5M、6M 母線保護(hù)配置相同，主一保護(hù)采用南瑞繼保RCS-915AS 型保護(hù)，主二保護(hù)采用許繼電氣WMH-800型保護(hù)。主一保護(hù)定值：差動高值6A，差動低值5.4A，母聯(lián)失靈定值0.8A、0.2s；主二保護(hù)定值：大差7.5A，小差6.7A，母聯(lián)失靈定值0.8A、0.2s。

220kV 5M、6M 母線主一、主二保護(hù)動作報(bào)告顯示，故障發(fā)生時(shí)5M、6M A 相電壓跌落至4V，大差A(yù) 相差流、5M A 相差流達(dá)到36kA（二次值72.27A），可判斷220kV 5M 發(fā)生區(qū)內(nèi)A 相接地故障，主一、主二差動保護(hù)動作跳開5M 運(yùn)行開關(guān)（2203、2310、2015、2056開關(guān)），并啟動分段2015失靈；66ms 時(shí)5M 全部運(yùn)行開關(guān)跳開，電壓消失，與系統(tǒng)隔離。但動作報(bào)告顯示此時(shí)大差A(yù) 相差流、5M A 相差流未消失，幅值略有減小，證明故障并未隔離。

進(jìn)一步查看220kV 分段2015開關(guān)電流錄波圖（圖2），發(fā)現(xiàn)分段2015開關(guān)跳開后A 相故障電流未消失反而增大。結(jié)合現(xiàn)場一次設(shè)備及故障點(diǎn)的檢查結(jié)果可以判斷,在220kV 分段2015開關(guān)與CT 之間發(fā)生A 相接地死區(qū)故障，220kV 5M、6M 母線主一、主二保護(hù)正確動作，但故障仍然存在。

圖2 220kV 系統(tǒng)故障錄波圖

220kV 1M、2M 母線主一、主二保護(hù)動作報(bào)告顯示，主一保護(hù)啟動未動作，主二保護(hù)差動保護(hù)動作跳1M 開關(guān)（4237、2201、2211、2012、2015開關(guān)），180ms 220kV 1M 失壓，故障與系統(tǒng)隔離。某電廠220kV 1M、2M 母線主一保護(hù)采用南瑞繼保RCS-915AS 型母線保護(hù)，該型號保護(hù)未配置分段死區(qū)邏輯[1]，分段死區(qū)故障需通過分段失靈功能切除故障，分段失靈動作需經(jīng)過“母聯(lián)失靈時(shí)間定值Tmsl”，該定值整定為0.2s，220kV 5M、6M 母線主一保護(hù)動作后啟動分段2015失靈，220kV 1M、2M 母線主一保護(hù)23ms 分段失靈啟動，由于故障在180ms已隔離，不滿足動作條件，故分段失靈保護(hù)可靠不動作，主一保護(hù)動作行為正確。動作報(bào)告見表1。

表1 故障后220kV 母差主一裝置開入量狀態(tài)

220kV 1M、2M 母線主二保護(hù)采用許繼電氣WMH-800型母線保護(hù)，分段死區(qū)處理邏輯為：母聯(lián)、分段開關(guān)引入開關(guān)跳閘位置TWJ，當(dāng)識別到跳閘位置TWJ 變位后經(jīng)50ms 延時(shí)封鎖對應(yīng)開關(guān)電流，不參與差流計(jì)算[2]。220kV 5M、6M 母線主二保護(hù)正確動作后，66ms 分段2015開關(guān)跳開，220kV 1M、2M 母線主二分段死區(qū)啟動，經(jīng)50ms延時(shí)封鎖2015開關(guān)電流，母線主二保護(hù)滿足動作條件，保護(hù)正確動作跳220kV 1M 隔離故障。

圖3 220kV 母差主一、主二保護(hù)動作時(shí)序圖

圖4 220kV 珠魚甲線、珠烏乙線保護(hù)動作時(shí)序圖

220kV 5、6M 母線主一和主二保護(hù)正確動作，220kV 1、2M 母線主二保護(hù)正確動作。根據(jù)220kV母線主一保護(hù)、主二保護(hù)動作報(bào)告、220kV 系統(tǒng)故障錄波器錄波圖，按時(shí)間先后順序繪制了保護(hù)動作的時(shí)序圖，如圖3所示。

2.2 線路保護(hù)動作分析

故障發(fā)生后，珠魚甲線、珠烏乙線間隔由母線保護(hù)動作啟動跳閘回路跳開關(guān)，同時(shí)發(fā)跳閘信號至對側(cè)啟動對側(cè)線路保護(hù)裝置。珠魚乙線、珠烏甲線間隔保護(hù)裝置監(jiān)測到電流突增超過啟動值正常啟動，未動作出口跳閘。根據(jù)線路保護(hù)裝置原理[3-4]，珠魚甲線、珠烏乙線保護(hù)裝置動作報(bào)告中收發(fā)信，失靈啟動，開關(guān)位置變位情況，220kV 系統(tǒng)故障錄波圖故障電流電壓變化情況，結(jié)合線路對側(cè)提供的保護(hù)動作報(bào)告，按時(shí)間先后順序繪制了保護(hù)動作的時(shí)序圖，如圖4所示。

綜上，匯總收集故障過程中母線保護(hù)、兩側(cè)線路保護(hù)動作報(bào)告及故障錄波器情況，結(jié)合保護(hù)裝置動作原理，全面分析、合理推論，判斷保護(hù)裝置動作正確。保護(hù)動作時(shí)序圖有助于更清晰地分析梳理保護(hù)動作過程，適用于故障分析。