一起500 kV變壓器阻抗保護誤動原因及分析

董 平，賀星棋

（1.太原供電分公司，山西 太原 030012；2.四川省電力公司超（特）高壓運檢公司，四川 成都 610041）

一起500 kV變壓器阻抗保護誤動原因及分析

董 平1，賀星棋2

（1.太原供電分公司，山西 太原 030012；2.四川省電力公司超（特）高壓運檢公司，四川 成都 610041）

分析了母線PT內部空開跳閘的二次缺陷引起的500 kV主變壓器（以下簡稱“主變”）中壓側阻抗保護的不正確動作，不僅違背了保護一次系統故障時才動作，在二次系統故障時應將相關保護可靠閉鎖的保護設立原則，還造成地區安全穩定裝置動作切除大用戶負荷，導致了事故的擴大，針對此次事故進行了分析并提出了相應的改進措施。

阻抗保護；誤動；PT斷線；閉鎖

0 引言

根據《繼電保護和安全自動裝置技術規程》的要求，500 kV系統聯絡變壓器高、中壓側均應裝設阻抗保護，按照整定值及動作方向指向的不同，可以用作發電機變壓器組、變壓器或者母線的后備保護。在實際運行中，由于設計理念及管理上的的差異，存在著一定的不足，文獻[1，2]對此進行了專門分析并提出了相應改進措施。同時隨著各類輸變電主設備制造水平和制造工藝的不斷改進和提高，其發生故障的幾率已大為降低，阻抗保護作為后備保護，動作有延時，現場真正的動作機會很少，因此導致某些固有缺陷及運行上的疏漏不能很快地暴露。本文在西南某省某500 kV主變壓器（以下簡稱“主變”）的非正常跳閘事故導致的電網事故分析的基礎上，指出阻抗保護中設計及管理上的缺陷并提出相應改進措施。

1 事故概況

3月20日12 時39 分，500 kV G變電站220 kVⅡ母保護屏發出“母線保護PT斷線”、“母線保護裝置異常”信號，1號主變220 kV側阻抗保護動作出口，G站220 kV母聯210、分段200開關跳閘。同時為了防止變電站2號主變過負荷跳閘，220 kV J變電站站內地區安穩裝置動作跳J站207開關、6號主變116開關、110 kV 109開關，切負荷近300MW，以減少500 kV變電站2號主變下網負荷。

2 事故前運行方式

事故前500 kVG變電站全接線方式運行，站內兩臺500 kV主變，220 kV部分接線為雙母線分段帶旁路形式，電氣主接線如圖1所示。站內無檢修設備，220 kV 201、205開關運行于220 kV I A母，其中201開關作為202開關的備用，空充線路運行，2號變212開關、203、204、207開關運行于IB母，1號變211開關、202、204、206、208、209開關運行于II母，母聯210及分段200開關處運行狀態，兩臺500 kV主變下網負荷約900MW。220 kV J站通過220 kV 207、116、109開關向兩個大用戶供電。

3 事故處理過程

12 :39 500 kV G變報告220 kV母聯210、分段200開關跳閘，保護動作原因不明。

12 :39 J變報告綜合聯切裝置動作跳220 kV 207開關、6號主變116開關、110 kV 109開關。

12 :44 J變拉開220 kV 205開關。

12 :44 地調恢復對大用戶供電。

12 :45 J變合上220 kV 207開關，恢復對大用戶供電。

圖1 系統電氣主接線圖

12 :45 500 kV G變告220 kVⅡ母發“母線保護PT斷線”、“母線保護裝置異常”信號，1號主變220 kV側阻抗保護動作出口。

13 :45 500 kVG變拉開205開關、201開關。

15 :06 500 kV G變退出1號主變220 kV側阻抗保護。

15 :25 500 kV G變報告220 kVⅡ母PT保護用空開C相跳閘，造成1號主變220 kV側阻抗保護動作跳220 kV母聯210、分段200開關。220 kVⅡ母PT保護用空開已恢復正常，200 kVⅡ母母線保護恢復正常。

15 :34 500 kV G變投入1號主變220 kV側阻抗保護。

15 :44 500 kV G變查205開關保護在投，合上205開關。

15 :50 J變停用Ⅰ回205開關單相重合閘，合上205開關對500 kV G變220 kVⅠ母A段充電正常后，投入205開關單相重合閘。

15 :56 500 kVG變同期合上母聯210開關，合上分段200開關。

16 :17 500 kVG變檢查201開關保護在投，合上201開關。

4 保護行為分析

1 號主變運行于220 kV II母，但保護動作結果卻反映為跳開220 kV I母A段的分段及母聯開關，導致該段母空載，僅從動作結果及保護動作行為來看，比較容易判斷出是保護的誤動。正常情況下保護應出口跳I母A段母聯210開關及I母B段母聯220開關，但現場的實際動作情況卻是保護出口跳并不相干的I母A段母聯210開關及分段200開關。

通過對事故進行進一步的調查和技術分析發現，由于該變壓器保護投產較早，阻抗保護內部沒有設計TV斷線閉鎖裝置。由于阻抗保護電壓量為保護的制動量，電流量為動作量，電壓回路斷線后勢必造成保護的誤動。還發現由于1號變壓器有可能運行于II母，也有可能運行于I母A段，所以需通過壓板來切換。由于現場運行規程仍是對應舊的雙母運行方式，I母加分段開關后未及時做修改。因此，現場運行人員按照舊有運行規程未對此作相應改變。即，當1號主變運行于II母時，應將220kV阻抗保護出口改為跳II母的210及220開關，當1號主變運行于I母A段時，應將220 kV阻抗保護出口改為跳I母A段的210及200開關。最終造成了這次比較嚴重的電網事故。另外，由已有的運行經驗可知，二次設備的拒動或誤動對整個電力系統造成的損失更大[3-5]，針對本文談的保護誤動事故，可以通過在二次回路加裝TV斷線閉鎖回路來解決。

5 事故暴露出問題及防范措施

這是一起由設備小缺陷導致的設備誤動繼而引發的擴大化的電網事故，此次事故不僅有保護裝置本身的問題，同時還暴露了現場運行中存在的眾多安全隱患。

a）事故后檢查發現500 kV G變220 kV PT二次回路，發現存在多點接地現象。

b）現場運行規程內容不完善，沒有考慮到可能出現的各種運行方式及相應的二次設備壓板投退變化，對1號主變211開關運行在不同的母線時，220 kV主變阻抗保護跳分段、母聯開關的壓板投切操作未作說明。

c）早期的保護產品考慮不周全，相關設計單位在進行電氣設計時責任心不強，同時現場運行人員的查缺補漏的責任意識薄弱。

針對上述安全隱患，要杜絕此類事故的再次發生，需加強事前的設備選型及現場的運行管理。

a）認真做好設備選型工作，選用性能優良、設計完善的電氣設備。

b）重視對設備的監造和出廠試驗，確保設備各項功能全面、實用。

c）加強對安裝調試質量的監督檢查，嚴格把好驗收關，防止由于施工質量、設備本身接線錯誤引起的事故，增強現場運行人員查缺補漏意識的培養。

d）完善現場運行規程并根據設備的運行情況，制定修試計劃，定期消除設備的隱患，恢復其健康水平，尤其是能夠造成嚴重后果的各類保護裝置。

e）要把好設備修試后的質量驗收關，加強操作機構、保護接線、壓板位置、整定值的檢查，防止由于修試不當引起的設備事故。

［1］ 黃延曼，林煜.變壓器阻抗保護缺陷的分析［J］.廣東電力，2002，15（5）：27-29.

［2］ 鮑斌.關于500 kV變壓器低阻抗保護配置的看法［J］.繼電器，2001，29（9）：66-67.

［3］ 羅玲.一次電網事故的繼電保護動作分析［J］.電力自動化設備，2002，22（9）：80-81.

［4］ 劉敏，徐恨林.一次電網事故的繼電保護動作分析［J］.湖北電力，2007，31（2）：10-11，14.

［5］ 劉勇.一起相繼誤動的繼電保護事故分析［J］.四川電力技術，2001，6：47-49.

Malfunction Analysis on Im pedance Protection of a 500 kV Substation

DONG Ping1，HE Xing-qi2
（1.Taiyuan Power Supply Com pany，Taiyuan，Shanxi 030012，China;2.Sichuan Electric Power Corporation Extra（ULTRA）High Voltage Operation&Maintenance Company,Chengdu，Sichuan 610041，China）

The impedance protectivemiss action of 500 kV transformer are caused by the bug of PT in bus.It is analysed that the miss action of protective system not only violates the set-up principle of protective equipment thatmerely acts when primary equipments fail and should be dependable locking when secondary equipments fail，but also leads to the extension of accidents.In terms of the accident，the rectification suggestions are proposed.

impedance protection；malfunction；PT line breaking；blocking

TM403.5

A

1671-0320-（2011）03－0038-03

2011-03-03，

2011-04-08

董 平（1971-），男，北京人，2000年畢業于四川大學電氣信息學院電力系統及其自動化專業，工程師，從事信息化系統應用及網絡維護工作；

賀星棋（1978-），男，重慶人，2000年畢業于四川大學電氣信息學院電力系統及其自動化專業，工程師，從事電網運行及穩定分析工作。