一起110kV主變差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作原因分析

陸志平

(泰州供電公司，江蘇 泰州 225300)

變壓器差動(dòng)保護(hù)原理簡(jiǎn)單、使用電氣量單純、保護(hù)范圍明確、動(dòng)作不需延時(shí)，一直用作變壓器主保護(hù)。目前變壓器微機(jī)差動(dòng)保護(hù)裝置均采用具有比率制動(dòng)特性的差動(dòng)元件，原則上在區(qū)外故障時(shí)不會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作現(xiàn)象。但各微機(jī)保護(hù)差動(dòng)保護(hù)在實(shí)現(xiàn)方式細(xì)節(jié)上的各不相同，增加了其在具體使用中的復(fù)雜性，人為出錯(cuò)機(jī)率增大，正確動(dòng)作率降低。某日興化地區(qū)110kV羅么變發(fā)生了一起10kV線路故障引起110kV主變差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作跳閘，導(dǎo)致全所失電。

1 事故描述

110kV羅么變?yōu)閱文阜侄谓泳€方式，母聯(lián)710開(kāi)關(guān)熱備用，1號(hào)、2號(hào)主變分列運(yùn)行，運(yùn)行方式如圖1所示。

圖1 事故前羅么變電站運(yùn)行方式

某日2:20，110kV羅么變2號(hào)主變差動(dòng)動(dòng)作，跳開(kāi) 2 號(hào)主變 702、102（III）、102（IV）開(kāi)關(guān)；同時(shí)，永博271、唐石182、羅唐181線路速斷動(dòng)作，唐石182線路重合未成。2:22，羅么變1號(hào)主變差動(dòng)動(dòng)作，跳開(kāi)1號(hào)主變 701、101（I）、101（II）開(kāi)關(guān)；同時(shí)，雙樂(lè) 171、雙惠173線路速斷動(dòng)作。全所失電，所有負(fù)荷無(wú)法轉(zhuǎn)移。6:47，地調(diào)將1號(hào)主變恢復(fù)運(yùn)行后，興化調(diào)試送唐石182線，唐石182線速斷動(dòng)作，重合未成，1號(hào)主變主變未動(dòng)作。6:50興化調(diào)試送雙樂(lè)171線，1號(hào)主變差動(dòng)動(dòng)作，同時(shí)雙樂(lè)171線速斷動(dòng)作。

2 原因分析

發(fā)生事故當(dāng)天為雷暴雨天氣，羅么變2:20永博271、雙樂(lè)171、雙惠173線路發(fā)生永久性相間故障，因而流過(guò)羅么變1號(hào)、2號(hào)穿越電流非常大，同時(shí)主變差動(dòng)保護(hù)接線組別整定錯(cuò)誤，最終導(dǎo)致主變差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作跳三側(cè)開(kāi)關(guān)。

2.1 接線組別整定錯(cuò)誤造成較大差流

不平衡電流產(chǎn)生的原因大致分為[1]：穩(wěn)態(tài)情況下不平衡電流；暫態(tài)情況下不平衡電流。其中穩(wěn)態(tài)情況下不平衡電流的原因主要有：（1）變壓器繞組接線方式不同。（2）帶負(fù)荷調(diào)分接頭引起變壓器變比的改變。（3）變壓器各側(cè)電流互感器的型號(hào)和變比不相同。

羅么變1號(hào)、2號(hào)主變高壓側(cè)CT變比為1200/5，低壓側(cè)CT變比為4000/5，線路CT變比為600/5。

2:22雙惠173跳閘時(shí)，1號(hào)主變同時(shí)跳閘。雙惠173線路保護(hù)動(dòng)作電流二次值為78.6 A，反映到一次電流為9432 A，此時(shí)主變低壓側(cè)的一次電流為9432 A。差動(dòng)保護(hù)檢測(cè)到的二次電流Id為11.8 A，反映到主變高壓側(cè)的一次電流為900.3 A，差動(dòng)保護(hù)檢測(cè)到的二次電流Ig為3.75 A。

接線組別整定為Y/△/△，裝置的平衡系數(shù)：高壓側(cè)K1為1/1.732；低壓側(cè)K2為 0.318；差流Icd為：

接線組別整定為Y/Y/△，裝置的平衡系數(shù)為：高壓側(cè)K1為1/1.732；低壓側(cè)K2為0.1836，差流 Icd為：

差動(dòng)保護(hù)的啟動(dòng)值Iqd整定為1.4 A小于1.58 A，此時(shí)差動(dòng)保護(hù)將啟動(dòng)。差動(dòng)保護(hù)裝置采樣到的差流為2.85 A大于1.4 A?？梢?jiàn)1號(hào)主變跳閘是由接線組別整定錯(cuò)誤產(chǎn)生的。

2.2 試送唐石182線路1號(hào)主變差動(dòng)未誤動(dòng)的原因

羅么變2臺(tái)主變?nèi)萘烤鶠?萬(wàn)kV·A，主變有110kV/10.5kV 2個(gè)額定電壓等級(jí)，接線組別Y/△接線，低壓側(cè)采用雙分支接線。差動(dòng)保護(hù)配置為南瑞科技（城鄉(xiāng)所）DSA-2321-3型變壓器差動(dòng)保護(hù)，該型號(hào)保護(hù)全稱為三圈變高中低三側(cè)差動(dòng)主保護(hù)。查閱110kV羅么變主變電壓電流回路設(shè)計(jì)圖，圖中差動(dòng)保護(hù)電流回路標(biāo)有110kV側(cè)進(jìn)線、10kV分支一、10kV分支二，而沒(méi)有標(biāo)明中壓側(cè)接有電流回路（如圖2所示）。繼電保護(hù)整定人員按照常規(guī)思路，認(rèn)為10kV分支一與10kV分支二的電流回路同時(shí)接在保護(hù)裝置的低壓側(cè)電流回路上，并在裝置內(nèi)部進(jìn)行電流矢量計(jì)算，因此將接線組別整定成了Y/Y/△。而現(xiàn)場(chǎng)檢查裝置背板的電流端子發(fā)現(xiàn)，實(shí)際將10kV分支一電流接入了中壓側(cè)電流回路，10kV分支二接入了低壓側(cè)電流回路，據(jù)此，接線組別應(yīng)該整定成Y/△/△。

圖2 差動(dòng)保護(hù)電流回路

對(duì)羅么變10kV的4段母線來(lái)說(shuō)，10kV II段母線及IV段母線的電流接入主變差動(dòng)回路是正確的，而10kV I段母線及III段母線的電流接入主變差動(dòng)回路則會(huì)產(chǎn)生差流，且差流隨著電流的增大而增大。因此在試送10kV II母線上的唐石182線路時(shí)，唐石182線路速斷保護(hù)動(dòng)作，而1號(hào)主變差動(dòng)保護(hù)未動(dòng)作；在試送10kV I段母線上的雙樂(lè)171線路時(shí)，雙樂(lè)171線路速斷保護(hù)動(dòng)作的同時(shí)1號(hào)主變差動(dòng)也動(dòng)作。由此也說(shuō)明這次主變跳閘是由接線組別整定錯(cuò)誤產(chǎn)生的。

2.3 主變帶負(fù)荷試驗(yàn)未發(fā)現(xiàn)有差流的原因

主變帶負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)，帶2組電容器，容量為12000kVar，約占主變?nèi)萘康?5%。2臺(tái)電容器的一次負(fù)荷電流Ie為660 A，即Id1為 330 A，Id2為330 A。 此時(shí)，反映到主變低一側(cè)及低二側(cè)的一次電流為330 A。低壓側(cè)CT變比為4000/5，差動(dòng)保護(hù)檢測(cè)到的二次電流Id1，Id2均為0.4125 A。此時(shí)，反映到主變高壓側(cè)的一次電流為63 A。高壓側(cè)CT變比為1200/5，差動(dòng)保護(hù)檢測(cè)到的二次電流Ig為0.2625 A。

如果整定成Y/△/△,裝置的平衡系數(shù)：高壓側(cè)K1為 1/1.732；低一側(cè) K2為 0.316；低二側(cè) K3為 0.316，差流Icd為：

如果整定成Y/Y/△，裝置的平衡系數(shù)：高壓側(cè)K1為1/1.732；低一側(cè)K2為0.1836；低二側(cè)K3為0.316差流Icd為：

由此可以判斷，考慮到裝置精度，帶負(fù)荷試驗(yàn)無(wú)法驗(yàn)證有差流。

3 暴露的問(wèn)題

由于對(duì)羅么變1號(hào)、2號(hào)主變差動(dòng)保護(hù)均與10kV線路速斷保護(hù)同時(shí)動(dòng)作認(rèn)識(shí)不夠，現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有檢查差動(dòng)保護(hù)電流回路。當(dāng)1號(hào)主變差動(dòng)保護(hù)再次因10kV線路故障引起誤動(dòng)時(shí)，才檢查了差動(dòng)保護(hù)電流回路。整定人員業(yè)務(wù)水平有待提高，工作不夠嚴(yán)謹(jǐn)，對(duì)保護(hù)裝置電流回路接線方式的多樣性和復(fù)雜性認(rèn)識(shí)不足，按照常規(guī)方式進(jìn)行整定，導(dǎo)致差錯(cuò)發(fā)生。對(duì)于主變差動(dòng)保護(hù)帶負(fù)荷試驗(yàn)認(rèn)識(shí)不足，沒(méi)有認(rèn)識(shí)到雙分支、負(fù)荷電流小，在帶有限負(fù)荷進(jìn)行帶負(fù)荷試驗(yàn)及保護(hù)裝置精確度限制的情況下可能無(wú)法暴露差動(dòng)保護(hù)接線組別整定錯(cuò)誤。

4 改進(jìn)措施

（1）做好日常的事故預(yù)想工作，盡可能考慮各變電站的不同情況、各類事故，針對(duì)惡劣天氣做好危險(xiǎn)點(diǎn)分析。制定具體的事故應(yīng)急處理預(yù)案、事故預(yù)想等應(yīng)急措施，經(jīng)常進(jìn)行事故演練。

（2）加強(qiáng)檢修人員、操作人員及調(diào)度員的培訓(xùn)。針對(duì)保護(hù)裝置電流、電壓回路接線方式的多樣性和復(fù)雜性，多學(xué)習(xí)一些事故案例，增加見(jiàn)識(shí)，以提高對(duì)事故原因分析和判斷能力，確保事故處理準(zhǔn)確無(wú)誤。

（3）要深入現(xiàn)場(chǎng)，熟悉有關(guān)圖紙、現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備情況，認(rèn)真進(jìn)行定值計(jì)算，嚴(yán)格按照規(guī)定進(jìn)行審批和核對(duì)。加強(qiáng)與施工單位、設(shè)計(jì)單位溝通，對(duì)于不同于常規(guī)做法的地方，將其作為重點(diǎn)內(nèi)容特別提供給運(yùn)行運(yùn)行、生技、調(diào)度等部門(mén)，從源頭防止類似事故的發(fā)生。

（4）應(yīng)定期對(duì)差動(dòng)保護(hù)二次回路進(jìn)行檢查，利用每年進(jìn)行的設(shè)備年檢，對(duì)差動(dòng)保護(hù)二次回路進(jìn)行試驗(yàn)，保證設(shè)備的安全運(yùn)行。

（5）建立健全運(yùn)行分析制度，特別是對(duì)繼電保護(hù)運(yùn)行分析，應(yīng)每月進(jìn)行一次，做到有分析有總結(jié)。

5 結(jié)束語(yǔ)

運(yùn)行實(shí)踐表明，如果主變差動(dòng)保護(hù)接線組別整定錯(cuò)誤，只要有穿越電流流過(guò)主變，主變差動(dòng)回路就會(huì)產(chǎn)生差流，且差流隨著電流的增大而增大。由于負(fù)荷電流跟區(qū)外故障電流相比小得多，在帶有限負(fù)荷進(jìn)行帶負(fù)荷試驗(yàn)時(shí)，很可能不能發(fā)現(xiàn)接線組別整定存在問(wèn)題。因而這種誤整定具有一定隱蔽性，只有誤動(dòng)后才會(huì)發(fā)現(xiàn)。這起誤整定部分原因是整定人員按照常規(guī)方式進(jìn)行整定，導(dǎo)致差錯(cuò)發(fā)生。影響變壓器差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作可靠性的因素很多，除文中所述之外，差動(dòng)回路接線不正確、TA特性不良、調(diào)整不當(dāng)、整定值不合理良等均會(huì)造成不正確動(dòng)作。因此，要從事故中汲取教訓(xùn)，舉一反三，提高差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作可靠性和電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行水平。

[1]國(guó)家電力調(diào)度通信中心編.電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問(wèn)答[M].2版.北京：中國(guó)電力出版社，2010.