主變差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)的原因

李佳，王宏鋒，周海成，李理，李衛(wèi)

(云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司普洱供電局，云南 普洱 665000)

0 前言

電力系統(tǒng)發(fā)生的事故事件中經(jīng)常會(huì)見(jiàn)到由于TA 帶負(fù)荷檢測(cè)工作失控導(dǎo)致的保護(hù)拒動(dòng)誤動(dòng)情況［1］。TA 帶負(fù)荷檢測(cè)工作一般包含電流互感器極性和三相電流ABC 正相序的檢測(cè)確證［2］。線路保護(hù)正常方向由母線指向線路，但是由于極性錯(cuò)誤，方向由線路指向母線，在線路發(fā)生故障時(shí)保護(hù)將拒動(dòng)，造成越級(jí)跳閘。在差動(dòng)保護(hù)中，分相各側(cè)的電流正常應(yīng)為大小相等方向相反的電流，差流為零保護(hù)不會(huì)動(dòng)作，但是由于極性或相序錯(cuò)誤，均會(huì)改變大小相等方向相反的條件，在一定的負(fù)荷電流或故障電流下均會(huì)產(chǎn)生差流造成保護(hù)誤動(dòng)［3］。

近期，某110 kV 發(fā)電廠35 kV 線路由于雷擊引起相間短路，線路保護(hù)和主變差動(dòng)保護(hù)同時(shí)跳閘，造成發(fā)電廠全停。事故后查明原因?yàn)閹ж?fù)荷檢測(cè)工作失控，主變差動(dòng)保護(hù)用電流回路35 kV側(cè)AC 相接反，區(qū)外故障產(chǎn)生差流導(dǎo)致誤動(dòng)。

1 故障經(jīng)過(guò)

1.1 故障前運(yùn)行方式

圖1 110 kV 發(fā)電廠故障前運(yùn)行方式

發(fā)電廠故障前運(yùn)行方式如圖1 所示，2 臺(tái)發(fā)電機(jī)滿發(fā)，全部斷路器均在運(yùn)行狀態(tài);35 kV 線路帶純負(fù)荷運(yùn)行，負(fù)荷約100 kW。

1.2 保護(hù)配置

35 kV 線路保護(hù)裝置為DCAP－5111B 線路保護(hù)裝置;110 kV#1 主變差動(dòng)保護(hù)型號(hào)為DCAP－5041A。

1.3 保護(hù)動(dòng)作過(guò)程

故障時(shí)發(fā)電廠35 kV 線路保護(hù)過(guò)流一段0 s 動(dòng)作跳361 斷路器;同時(shí)，#1 主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作跳三側(cè)(161、301、601)。

2 故障分析

2.1 故障原因分析

跳閘時(shí)現(xiàn)場(chǎng)天氣:雷雨。對(duì)主變外觀檢查無(wú)異常，系統(tǒng)電網(wǎng)正常。組織對(duì)35 kV 線路巡線，發(fā)現(xiàn)N3 塔AB 相絕緣子整串被雷擊，確定為引起跳閘的故障點(diǎn)。

2.2 保護(hù)動(dòng)作過(guò)程分析

1)線路保護(hù)分析:故障在線路上，線路保護(hù)未帶方向，故障電流達(dá)到過(guò)流一段動(dòng)作值跳閘，保護(hù)動(dòng)作行為正確。但是35 kV 線路保護(hù)裝置故障電流二次值Ia=0 A，Ib=34.72 A，Ic=34.71 A;電壓二次值Uab=23.53 V，Ubc=75.01 V，Uca=83.53 V。裝置電流故障特征BC 相短路，但是電壓二次值Uab 最低。經(jīng)保護(hù)分析和現(xiàn)場(chǎng)升流試驗(yàn)檢查，發(fā)現(xiàn)保護(hù)用電流回路AC 相相序接錯(cuò)。

2)主變保護(hù)分析:由于35 kV 線路和#1 主變差動(dòng)保護(hù)同時(shí)跳閘，線路故障電流為BC 相，一次值為34.72×60=2 083.2 A (變比為300/5)，#1 主變差動(dòng)保護(hù)中壓側(cè)故障電流也為BC 相，一次值為21.25×100=2 125.0 A (變比為500/5)，可推斷發(fā)生穿越主變的區(qū)外線路二相短路故障，導(dǎo)致差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。

進(jìn)一步分析#1 主變差動(dòng)保護(hù)三側(cè)故障電流特征，發(fā)現(xiàn)高壓側(cè)為AB 二相短路，中壓側(cè)為BC相，低壓側(cè)為ABC 相，但#1 主變?yōu)閅n/Y/△11接線組別，從而判斷#1 主變差動(dòng)用中壓側(cè)電流回路存在問(wèn)題。經(jīng)保護(hù)分析和現(xiàn)場(chǎng)升流試驗(yàn)檢查，發(fā)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)和中后備保護(hù)用電流互感器二次接線盒到端子箱廠家二次線A.C 兩相接線錯(cuò)誤。中后備由于帶有延時(shí)未動(dòng)作。

綜上所述，#1 主變差動(dòng)保護(hù)、中后備保護(hù)和線路保護(hù)裝置的電流相序錯(cuò)誤接C.B.A 相序，處理后改為正常的A.B.C 相序。

3 存在問(wèn)題

本次事故暴露出施工、調(diào)試、驗(yàn)收工作均把關(guān)不嚴(yán)，投產(chǎn)后由于負(fù)荷很輕沒(méi)有負(fù)荷電流，帶負(fù)荷TA 帶負(fù)荷檢測(cè)工作也失效，導(dǎo)致隱患埋藏了3 年之久。

投產(chǎn)時(shí)TA 帶負(fù)荷檢測(cè)是確保電流回路正確最重要最有效的方法，也是實(shí)際運(yùn)行工況下的檢測(cè)，能保證電流回路正確性［4］。但在實(shí)際各項(xiàng)工程中，出現(xiàn)由于暫時(shí)無(wú)負(fù)荷接入或者負(fù)荷很輕，無(wú)法進(jìn)行TA 帶負(fù)荷檢測(cè)。能否根據(jù)各工程特點(diǎn)結(jié)合實(shí)際電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式，創(chuàng)造一些條件來(lái)進(jìn)行TA 帶負(fù)荷檢測(cè)工作，確保電流回路正確。

4 改進(jìn)措施

TA 帶負(fù)荷檢測(cè)關(guān)鍵點(diǎn)是如何帶上足夠的負(fù)荷，能達(dá)到檢測(cè)裝置能感應(yīng)的電流大小。根據(jù)措施的可靠性、難易程度和經(jīng)濟(jì)性考慮，提出以下措施:

1)負(fù)荷較輕，提前和施工單位溝通準(zhǔn)備高精度測(cè)量?jī)x器。例如選用精度為10 mA 相位表。

2)具備長(zhǎng)空載線路、電容器和電抗器工程，利用容性電流測(cè)試。

3)具備轉(zhuǎn)供負(fù)荷條件的，投產(chǎn)方案安排轉(zhuǎn)供接帶負(fù)荷。

4)具備合環(huán)條件的安排合環(huán)。包括電氣合環(huán)、電磁合環(huán)，合環(huán)后往往電流很容易滿足。

5)創(chuàng)造條件，安排大功率負(fù)荷設(shè)備，一般施工單位有打樁機(jī)、空氣壓縮機(jī)等設(shè)備。

6)沒(méi)有辦法帶負(fù)荷實(shí)際檢測(cè)，重點(diǎn)把關(guān)一次設(shè)備升流試驗(yàn)。此時(shí)人員到位尤其重要，要求施工、調(diào)試、運(yùn)行單位繼電保護(hù)專業(yè)人員全部在場(chǎng)，防止任何一方責(zé)任心和技術(shù)水平不強(qiáng)發(fā)生紕漏。

5 結(jié)束語(yǔ)

電流互感器帶負(fù)荷檢測(cè)是一項(xiàng)簡(jiǎn)單但是非常重要的工作，檢測(cè)失控后果可大可小。繼電保護(hù)工作人員應(yīng)在實(shí)際工作中抓住不同工程的特殊情況，具體情況具體分析，提出針對(duì)性的檢測(cè)方法，杜絕由于TA 帶負(fù)荷檢測(cè)工作失控導(dǎo)致保護(hù)拒動(dòng)誤動(dòng)情況的發(fā)生。

［1］電網(wǎng)繼電保護(hù)事故處理及案例分析.中國(guó)電力出版社.2012.

［2］電力系統(tǒng)繼電保護(hù)實(shí)用技術(shù)問(wèn)答(第二版).中國(guó)電力出版社.2000.

［3］吳建輝，鄭新才，劉艷玲.變壓器保護(hù)電流互感器二次回路探討與分析.電氣應(yīng)用，2010 年21 期.

［4］Q/CSG－2011.南方電網(wǎng)繼電保護(hù)檢驗(yàn)規(guī)程.2011.