330?kV線路電抗器匝間保護(hù)誤動作原因分析

周少兵

（安康水力發(fā)電廠，陜西 安康 752000）

330?kV線路電抗器匝間保護(hù)誤動作原因分析

周少兵

（安康水力發(fā)電廠，陜西 安康 752000）

1 概述

安康水力發(fā)電廠的總裝機(jī)容量為4×200 MW+ 1×5.25 MW，主要擔(dān)負(fù)著系統(tǒng)的調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用任務(wù)。電廠發(fā)變組采用單元接線方式，主接線采用雙母接線方式(通過母聯(lián)斷路器使2組母線并列運(yùn)行)。安康電廠電氣一次主接線示意如圖1所示。

圖1 電氣一次主接線示意

2006-05-20，出線3(安喜線)投運(yùn)。在安喜線安康電廠側(cè)并聯(lián)3臺單相330 kV 1號電抗器，電抗器型號為BKD-2000/300，作用是無功補(bǔ)償。安喜線投運(yùn)啟動前按照要求對330 kV 1號電抗器安裝2套保護(hù)，一套為南瑞廠生產(chǎn)的RCS-917B型電抗器保護(hù)，另一套為許繼廠生產(chǎn)的WKB-801型電抗器保護(hù)。

2013-07-03，安喜線發(fā)生A相單相接地故障，線路保護(hù)正確動作跳開故障A相開關(guān)，此時(shí)卻發(fā)生線路電抗器匝間保護(hù)動作出口，跳開線路三相開關(guān)并閉鎖重合閘，造成線路停電。

2 跳閘前運(yùn)行方式

110 kV、330 kV雙母線按固定接線方式運(yùn)行，1F帶180 MW負(fù)荷，2F帶180 MW負(fù)荷，3F帶184 MW負(fù)荷，4F帶186 MW負(fù)荷，跳閘前機(jī)組總出力為730 MW，330 kV 3條線共送出功率650 MW，供出線3(安喜線)，110 kV大南線、安蒿線、安紫線運(yùn)行。

3 跳閘經(jīng)過

2013-07-03T14：11，安喜線“光差保護(hù)”動作、“高頻距離保護(hù)”動作、“電抗器保護(hù)裝置Ⅱ”動作，3306開關(guān)跳閘。檢查各保護(hù)裝置發(fā)現(xiàn)：安喜線光差保護(hù)WXH-803液晶屏顯示，縱差出口，故障測距為71.99 km，差動出口時(shí)間為21.66 ms，盤面TA紅燈亮，保護(hù)錄波圖顯示故障A相差動電流為1.71A(對應(yīng)一次值2 052A)；安喜線高頻距離RCS-902B液晶屏顯示， 縱聯(lián)零序方向，縱聯(lián)距離動作，故障測距為74.3 km，零序方向出口33 ms，縱聯(lián)距離出口53 ms，盤面TA紅燈亮，保護(hù)錄波圖顯示故障相電流為2.52A(對應(yīng)一次值3 024A)，故障零序電流1.91A(對應(yīng)一次值2 292A)；安喜線RCS-923型輔助保護(hù)裝置顯示，A相失靈啟動，A相過流紅燈亮，CZX-12操作箱盤面TA、TB、TC燈亮；電抗器保護(hù)WKB-801液晶屏顯示，CPU1匝間保護(hù)動作，CPU2匝間保護(hù)動作，動作出口時(shí)間為107 ms，跳閘燈亮；電抗器保護(hù)RCS-917B型裝置上顯示，匝間保護(hù)啟動，但沒有出口，遠(yuǎn)跳保護(hù)Ⅱ遠(yuǎn)方信號傳輸裝置CSY-102A發(fā)令2、發(fā)令3紅燈亮。

此外，330 kV線路故障錄波器圖顯示，安喜線A相電流明顯增大，最大故障電流瞬時(shí)值為4.2A(對應(yīng)一次值5 040A)，且330 kV母線I母、II母A相電壓降低。

16：06，依省調(diào)令，330 kV安喜線強(qiáng)送電成功，一、二次設(shè)備檢查無異常。

4 原因分析

4.1 保護(hù)動作評價(jià)

事故發(fā)生后，運(yùn)行人員對330 kV電抗器外觀進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)無異常。由故障測距71.99 km(安喜線路全長75.7 km)初步分析認(rèn)為，330 kV安喜線路發(fā)生區(qū)內(nèi)A相接地故障，安喜線光差保護(hù)WXH-803裝置、高頻距離RCS-902B裝置動作正確，3306開關(guān)A相跳閘。電抗器保護(hù)WKB-801裝置匝間保護(hù)107 ms動作出口，跳開3306三相開關(guān)，安喜線投單相重合閘方式，開關(guān)三跳不重合，同時(shí)啟動遠(yuǎn)跳保護(hù)信號傳輸裝置CSY-102A發(fā)信，跳開線路對側(cè)三相開關(guān)。分析認(rèn)為WKB-801裝置匝間保護(hù)屬于保護(hù)誤動作。

4.2 WKB-801裝置匝間保護(hù)原理

高壓并聯(lián)電抗器采用分相式結(jié)構(gòu)，因此電抗器的主要故障形式為單相接地或匝間短路。該裝置采用比幅式零序方向原理構(gòu)成的匝間保護(hù)。

電抗器匝間保護(hù)動作方程為：

式中：3U0為TV自產(chǎn)零序電壓；

3I0為電抗器首端TA自產(chǎn)零序電流；

XL0為電抗器零序電抗；

XS0為系統(tǒng)零序電抗。

當(dāng)裝置取自母線電壓時(shí)，線路發(fā)生單相接地故障，保護(hù)切除故障后，裝置三相電壓恢復(fù)正常，此時(shí)線路非全相運(yùn)行，裝置有零序電流，無零序電壓。由電抗器匝間保護(hù)動作方程可知，當(dāng)3U0＝0時(shí)，電抗器保護(hù)的動作量

4.3 誤動作原因

根據(jù)WKB-801電抗器保護(hù)配置說明書的規(guī)定，匝間保護(hù)電流輸入量應(yīng)取自電抗器首端TA，電壓量應(yīng)取自電抗器首端母線TV。電抗器首端母線TV是指最靠近電抗器的安喜線路電壓互感器。2006-05-20，330 kV 1號電抗器保護(hù)WKB-801型保護(hù)安裝時(shí)，保護(hù)施工人員沒有按照設(shè)計(jì)要求配線，誤將電抗器匝間保護(hù)電壓量取自330 kV母線電壓互感器TV，誤認(rèn)為安康水力電廠高壓線路上的主保護(hù)電壓量均取自330 kV母線電壓互感器TV，線路電壓互感器只用于開關(guān)同期回路，所以就把電抗器保護(hù)中的匝間保護(hù)電壓量接線接到母線電壓互感器上，即誤接線。

5 整改及防范措施

(1) WKB-801裝置匝間保護(hù)暫時(shí)退出運(yùn)行。另一套南瑞廠生產(chǎn)的RCS-917B型電抗器匝間保護(hù)因其電壓也未按要求接自線路TV，在線路非全相運(yùn)行時(shí)也存在誤動的可能，電抗器匝間保護(hù)亦暫時(shí)退出運(yùn)行。在2套裝置匝間保護(hù)退出的情況下，應(yīng)確保電抗器非電量重瓦斯保護(hù)投入運(yùn)行，并加強(qiáng)電抗器油色譜監(jiān)視，加強(qiáng)對其溫度的檢查與巡視。

(2) 按照保護(hù)設(shè)計(jì)要求將電抗器WKB-801型保護(hù)裝置中的電壓量接入由330 kV母線TV電壓改接至安喜線路TV電壓。

(3) 將南瑞廠生產(chǎn)的電抗器保護(hù)RCS-917B型裝置，也按照保護(hù)設(shè)計(jì)要求將裝置電壓量接入由330 kV母線TV電壓改接至安喜線路TV電壓。

(4) WKB-801電抗器保護(hù)沒有相阻抗輔助判據(jù)功能，不能保證線路在暫態(tài)情況下電抗器匝間保護(hù)不誤動。應(yīng)將WKB-801型電抗器保護(hù)升級為WKB-801A型保護(hù)，A型的相阻抗輔助判據(jù)可保證線路暫態(tài)過程中匝間保護(hù)不誤動作。

(5) 加強(qiáng)對繼電保護(hù)人員的安全技術(shù)培訓(xùn)，提高其技術(shù)素質(zhì)和責(zé)任心，嚴(yán)肅技術(shù)紀(jì)律。國家電網(wǎng)公司《電力安全工作規(guī)程》規(guī)定：繼電保護(hù)及安全自動裝置的二次回路變動時(shí)，應(yīng)按照經(jīng)過審批后的圖紙進(jìn)行。《繼電保護(hù)現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)管理規(guī)定》明確指出，任何工作人員不得私自更改保護(hù)裝置二次回路接線。這些規(guī)定應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行，以防止繼電保護(hù)人員發(fā)生誤碰、誤接線、誤整定等人為責(zé)任事故。

2013-09-02。

周少兵(1972-)，男，工程師，從事電廠運(yùn)行工作。