電流回路異常導(dǎo)致的保護(hù)誤動(dòng)分析

謝昊天

(江蘇省電力公司檢修分公司，江蘇 南京 211102)

0 引言

電網(wǎng)繼電保護(hù)系統(tǒng)根據(jù)所采集的電流、電壓等現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判斷，準(zhǔn)確識(shí)別故障并快速切除。下面討論以下兩起案例：九墩變九平4E71開(kāi)關(guān)跳閘、220 kV正母母差保護(hù)動(dòng)作跳閘事故；500 kV堡雙5233線(xiàn)跳閘事故。兩起事故案例均由保護(hù)交流二次電流回路異常引起。分析兩起事故的原因，可為后續(xù)相關(guān)檢修工作的開(kāi)展提供現(xiàn)場(chǎng)預(yù)控措施。

1 事故1

事故前九墩變220 kV部分運(yùn)行狀態(tài)，如圖1所示。

圖1 事故前九墩變220 kV部分運(yùn)行狀態(tài)

事故前運(yùn)行狀態(tài)：九墩變正常運(yùn)行方式，220 kV九平4E71開(kāi)關(guān)、1號(hào)主變2601開(kāi)關(guān)運(yùn)行于220 kV正母線(xiàn)，姚九2640開(kāi)關(guān)運(yùn)行于220 kV副母線(xiàn)，1號(hào)主變801開(kāi)關(guān)運(yùn)行于110 kV 1號(hào)母線(xiàn)，備自投作用于1號(hào)主變801開(kāi)關(guān)、湖九8X0開(kāi)關(guān)、110 kV母聯(lián)810開(kāi)關(guān)。

2017-12-24T12：21，220 kV九平4E71開(kāi)關(guān)三相跳閘、220 kV正母母差保護(hù)動(dòng)作跳閘；2601，2610，4E71，801開(kāi)關(guān)跳閘，湖九8X0合閘(110 kV備自投開(kāi)關(guān))?，F(xiàn)場(chǎng)檢查一二次設(shè)備：

九平4E71線(xiàn)路，803保護(hù)啟動(dòng)未出口、303分相電流差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作、閉鎖重合閘(因母差動(dòng)作)，故障相別：C相，故障電流0.00 A (二次電流)零序故障電流0.1 A (二次電流、一次電流250 A)最大差動(dòng)電流1.5 A (二次電流、一次電流3 750 A)測(cè)距：4.09 km。

220 kV第一套母差保護(hù)啟動(dòng)未出口，220 kV第二套母差保護(hù)出口，故障信息C相，A相差流0.00 A、B相差流0.001 A (二次電流、一次電流2.5 A) C相差流1.012 A (二次電流、一次電流2 530 A)差動(dòng)電流定值0.72 A (二次電流、一次電流1 800 A) 1母差故障信息C相，以上流變變比2 500/1?，F(xiàn)場(chǎng)人員現(xiàn)場(chǎng)檢查九平4E71及220 kV正母間隔所有設(shè)備外觀(guān)未發(fā)現(xiàn)異常，值班員調(diào)取事故報(bào)告，分別匯報(bào)。

故障原因分析：經(jīng)后續(xù)檢查，如圖2所示，4E71開(kāi)關(guān)第二套合并裝置故障，C相電流采集異常，該錯(cuò)誤數(shù)據(jù)傳輸至4E71第二套保護(hù)及220 kV第二套母差保護(hù)。4E71線(xiàn)路為九墩至平墩的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)，負(fù)荷較低，正常運(yùn)行時(shí)負(fù)荷電流在6 A左右。如圖3，該事故發(fā)生時(shí)，平竹變XXXX線(xiàn)路發(fā)生C相單相接地事故，系統(tǒng)故障電流經(jīng)九平4E71線(xiàn)路流向故障點(diǎn)，實(shí)際故障點(diǎn)在九平4E71線(xiàn)路及九墩變220 kV正母范圍外，保護(hù)不應(yīng)動(dòng)作。但是在母差保護(hù)邏輯運(yùn)算中：

圖3 故障時(shí)的狀態(tài)及故障電流流向

其中I2E47應(yīng)該作為故障電流參與運(yùn)算，但是由于4E71開(kāi)關(guān)第二套合并裝置故障，I2E47作為異常數(shù)據(jù)參與運(yùn)算，導(dǎo)致了C相出現(xiàn)了差流，且母差動(dòng)作時(shí)限較短，導(dǎo)致第二套母差動(dòng)作出口，同理，第二套線(xiàn)路保護(hù)同樣動(dòng)作出口。

2 事故2

事故前運(yùn)行狀態(tài)：500 kV雙泗變：第一串，5011，5012開(kāi)關(guān)檢修狀態(tài)，1號(hào)主變檢修狀態(tài)，5013開(kāi)關(guān)運(yùn)行帶堡雙5233線(xiàn)；第二串、第三串、第四串、第五串、第六串全接線(xiàn)運(yùn)行。

2016-10-23T14：52，500 kV雙 泗 變5013開(kāi)關(guān)跳閘，500 kV三堡變5051，5052開(kāi)關(guān)跳閘，500 kV堡雙5233線(xiàn)失電。雙泗變現(xiàn)場(chǎng)立即叫停工作，進(jìn)行一二次設(shè)備檢查。500 kV雙泗變1號(hào)主變第一套、第二套差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作；1號(hào)主變/堡雙5012開(kāi)關(guān)失靈保護(hù)動(dòng)作，溝通三跳。500 kV三堡變堡雙5233線(xiàn)遠(yuǎn)方跳閘就地判別裝置動(dòng)作出口。500 kV雙泗變1號(hào)主變外觀(guān)檢查正常，5013開(kāi)關(guān)跳閘；500 kV三堡變5051，5052開(kāi)關(guān)跳閘。

故障原因分析：二次專(zhuān)業(yè)及運(yùn)維專(zhuān)業(yè)人員在制定安措方案時(shí)，考慮到主變處于檢修狀態(tài)，加上本次工作內(nèi)容沒(méi)有涉及到保護(hù)定校及其他相關(guān)二次工作，主觀(guān)認(rèn)為只要將5012流變到5233線(xiàn)路保護(hù)的電流回路短接退出，而主變差動(dòng)保護(hù)電流及失靈回路無(wú)須退出，因此，造成“主變差動(dòng)保護(hù)電流回路及失靈回路退出”未列入安措范圍。

如圖4所示，電氣試驗(yàn)人員在進(jìn)行5012流變預(yù)試試驗(yàn)時(shí)，短接B相二次繞組并接地，導(dǎo)致5012流變B相二次電流回路存在兩點(diǎn)接地(另一點(diǎn)在保護(hù)小室保護(hù)屏內(nèi))，兩接地點(diǎn)間存在電位差，從而產(chǎn)生電流，該電流造成主變差動(dòng)回路出現(xiàn)差流，引起差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作，并導(dǎo)致5012開(kāi)關(guān)保護(hù)失靈判別滿(mǎn)足條件(啟動(dòng)失靈、電流判別)，動(dòng)作出口，跳開(kāi)5013開(kāi)關(guān)，同時(shí)遠(yuǎn)跳三堡側(cè)開(kāi)關(guān)。

圖4 故障時(shí)電流接線(xiàn)

3 事故總結(jié)及防控措施

上述兩起事故都是由于交流電流回路異常導(dǎo)致的保護(hù)越級(jí)動(dòng)作，對(duì)于220 kV及以上電壓等級(jí)的設(shè)備，其主保護(hù)均為差動(dòng)類(lèi)型的保護(hù)，因此對(duì)于交流電流異常改外敏感。

對(duì)于第一起事故，由于合并單元故障，4E71開(kāi)關(guān)C相電流長(zhǎng)期為0，系統(tǒng)并未有任何告警及提示，建議后期在后臺(tái)系統(tǒng)中增加合閘開(kāi)關(guān)三相不平衡或某一相長(zhǎng)期不變動(dòng)的告警信息，在操作及巡視時(shí)能對(duì)值班員及監(jiān)控員有警示作用。同時(shí)應(yīng)注意，在智能變電站交流電壓、電流回路檢修或合并單元檢修時(shí)，如果一次設(shè)備運(yùn)行應(yīng)將對(duì)應(yīng)的線(xiàn)路、母線(xiàn)、主變保護(hù)改接信號(hào)，防止誤動(dòng)作；對(duì)于停役設(shè)備，必須退出相關(guān)母線(xiàn)、主變保護(hù)的該開(kāi)關(guān)SV軟壓板，防止相關(guān)異常SV信號(hào)導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)，同時(shí)必須將檢修的合并單元的檢修壓板投入。

對(duì)于第二起事故，暴露出以下幾點(diǎn)問(wèn)題：

(1) 運(yùn)維安措執(zhí)行不到位，500 kV雙泗變5011，5012開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)檢修后，開(kāi)關(guān)失靈保護(hù)出口壓板未按檢修公司規(guī)定要求退出。

(2) 檢修作業(yè)二次安措執(zhí)行不到位，5012流變二次電流回路(1號(hào)主變兩套差動(dòng)保護(hù)、開(kāi)關(guān)失靈保護(hù))未按檢修公司規(guī)定要求完全退出。

(3) 二次人員專(zhuān)業(yè)技能不高，安全意識(shí)不強(qiáng)。對(duì)流變?cè)囼?yàn)在電流回路產(chǎn)生的安全風(fēng)險(xiǎn)沒(méi)有辨識(shí)出來(lái)，對(duì)二次安措的正確完備性要求認(rèn)識(shí)不足。

針對(duì)上述問(wèn)題，變電運(yùn)維人員應(yīng)加強(qiáng)工作票管理，強(qiáng)化工作票簽發(fā)、審核、許可等環(huán)節(jié)執(zhí)行力度，在做到應(yīng)退盡退，確保安措完整性。同時(shí)對(duì)于一次設(shè)備停電，在一次設(shè)備作業(yè)相關(guān)的電流回路安措執(zhí)行時(shí)應(yīng)用檢測(cè)合格的鉗表在相應(yīng)CT端子箱(匯控柜)測(cè)量，確認(rèn)無(wú)二次電流后，只斷開(kāi)不短接，盡量避免在CT端子箱(匯控柜)將CT二次繞組短路接地，若工作確需，應(yīng)核實(shí)電流走向，嚴(yán)防短接位置不準(zhǔn)確、短接不可靠導(dǎo)致誤短接、短接線(xiàn)脫落，造成電流回路兩點(diǎn)接地。