某110 kV變電站1號主變中后備保護(hù)越級動作分析

韋廣

摘 要：文章主要介紹某110 kV變電站35 kV線路故障引起1號主變中后備保護(hù)越級動作分析處理過程。通過對動作報告和錄波進(jìn)行分析，確定原因是35 kV系統(tǒng)母線出線遭受雷擊造成瞬時三相短路故障，而線路保護(hù)定值與1號主變中后備保護(hù)定值失配，導(dǎo)致1號主變中后備保護(hù)越級動作跳閘。

關(guān)鍵詞：中后備保護(hù)；線路故障；變電站

中圖分類號：TM774 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）30-0080-02

隨著電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，對繼電保護(hù)定值整定工作提出了更高的要求。在正常方式運行下，保護(hù)定值不會有問題，但在特殊運行方式下應(yīng)重新整定設(shè)備定值，才能保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。

2013年5月25日13時10分30秒，天氣多云轉(zhuǎn)雷雨，某110kV變電站35 kV××線310開關(guān)跳閘后重合閘成功，與此同時，1號主變中后備保護(hù)動作跳開35 kV母聯(lián)300開關(guān)、接著又跳開1號主變中壓側(cè)301開關(guān)，導(dǎo)致35 kV系統(tǒng)失壓。

1 現(xiàn)場的檢查情況

1.1 故障前運行方式

事故發(fā)生前，某110 kV變電站1號主變運行供35 kV系統(tǒng)，2號主變熱備用，35 kV母聯(lián)300開關(guān)正常運行，35 kVI、II段母線并列運行，35 kVI段母線帶××線311、××線307、××線305、××線303線路運行，35 kVII段母線帶××線310線路運行。

1.2 故障經(jīng)過及處理情況

13時18分，值班員發(fā)現(xiàn)35 kV1、2號母線電壓為零，35 kV母聯(lián)300開關(guān)、1號主變35 kV 301開關(guān)跳閘，立即通知巡檢班下站核實情況，調(diào)度值班員遠(yuǎn)方將35 kVI段母線所帶××線311，××線307、××線305、××線303間隔開關(guān)斷開，并從××線310線路倒送電至35 kVII段母線系統(tǒng)，恢復(fù)35 kVII母線系統(tǒng)正常供電。

14時50分，巡維人員到站對設(shè)備檢查，發(fā)現(xiàn)35 kV1號母線電壓為零，301、311、307、305、303、300開關(guān)在分閘位置。35 kVII號母線電壓正常，2號主變35 kV中壓側(cè)302開關(guān)在分閘位置；310開關(guān)在合閘位置，隨后調(diào)度下令將2號主變由熱備用轉(zhuǎn)為運行，合上2號主變35 kV中壓側(cè)302開關(guān)供35 kVII段母線系統(tǒng)出線間隔負(fù)荷。

15時40左右，檢修人員到站對35 kVI段母線系統(tǒng)設(shè)備檢查，未發(fā)現(xiàn)異常，保護(hù)人員對保護(hù)裝置動作情況檢查，1號主變中后備保護(hù)與35 kV××線310保護(hù)動作，其他保護(hù)裝置無動作及啟動信息，后臺監(jiān)控系統(tǒng)保護(hù)動作信息。

35 kV××線310保護(hù)裝置動作情況：13時10分30秒988毫秒，35 kV××線310開關(guān)電流Ⅱ段動作跳閘（動作電流：A相：6.72 A；B相：10.49 A；C相：7.04 A）。

13時10分33秒082毫秒，35 kV××線310開關(guān)重合閘動作，重合成功。

1號主變中后備保護(hù)動作情況：13時10分30秒219毫秒，1號主變中后備保護(hù)裝置復(fù)合電壓保護(hù)動作。

13時10分30秒983毫秒，1號主變中后備保護(hù)裝置復(fù)壓方向過流一段t1C相動作跳開35 kV 母聯(lián)300開關(guān)。

13時10分31秒286毫秒，1號主變中后備保護(hù)裝置復(fù)壓方向過流一段t2C相動作跳開1號主變35 kV側(cè)301開關(guān)（動作電流：A相：8.62 A；B相：8.72 A；C相：10.34 A；負(fù)序電壓：4.96）。

檢修人員檢查均未發(fā)現(xiàn)一次設(shè)備短路等異常情況和檢查保護(hù)無異常動作情況后，向地調(diào)申請將35 kV1號母線及線路由熱備用轉(zhuǎn)為冷備用狀態(tài)，對35 kV1號母線三相及35 kV××線303、××線305、××線307、××線311間隔電流互感器用2 500 MΩ搖表進(jìn)行絕緣測試，絕緣正常。23時，值班員向地調(diào)申請試送 35 kV1號母線，試送成功，恢復(fù)35 kV1號母線系統(tǒng)正常運行。

2 保護(hù)動作情況分析

2.1 保護(hù)動作解析

通過錄波分析報告及保護(hù)動作分析報告可知，13時10分30秒219毫秒，1號主變中后備保護(hù)裝置復(fù)合電壓保護(hù)動作，故障開始；13時10分30秒983毫秒1號主變中后備復(fù)壓方向過流一段t1C相動作跳開35 kV母聯(lián)300開關(guān)，但故障未隔離（故障電流A相：8.79 A；B相：8.97 A；C相：10.22 A；AB相電壓：44.69 V；BC相電壓：39.89 V，CA相電壓：33.47 V中后備復(fù)壓方向過流一段t1段定值9.8 A，0.8 s）；13時10分30秒988毫秒，35 kV××線310保護(hù)過流II段動作跳開35 kV××線310開關(guān)（故障電流：A相：6.72 A；B相：10.49 A；C相：7.04 A，II段定值7.6 A，0.4 s，重合閘時間2 s，變比300/5），300與310開關(guān)是同時跳開，但故障仍然未隔離；13時10分31秒286毫秒1號主變中后備復(fù)壓方向過流一段t2C相動作跳開35 kV中壓側(cè)301開關(guān)，故障隔離（故障電流A相：8.62 A；B相：8.72 A；C相：10.34 A；AB相電壓：47.68 V；BC相電壓：43.66 V，CA相電壓：32.89 V中后備復(fù)壓方向過流一段t2段定值9.8 A，1.1 s，變比600/5），隨后，13時10分33秒82毫秒后35 kV××線310保護(hù)重合閘出口，重合閘成功但此時35 kVII段母線已無電源。

2.2 故障原因推斷

13時10分30秒983毫秒，1號主變中后備保護(hù)動作時，1號主變35 kV中壓側(cè)301開關(guān)流過的最大故障電流約為1 240 A，而35 kV××線310保護(hù)過流II動作的電流僅有630 A，而檢查當(dāng)天負(fù)荷電流最大不過80 A，因此不存在功率倒向影響保護(hù)誤動的可能，或推斷出除了35 kV××線310線路出現(xiàn)故障外還存在另一個故障點，當(dāng)35 kV母聯(lián)300開關(guān)跳開后，1號主變35 kV中壓側(cè)301開關(guān)流過的最大故障電流約為1 268 A，則表明I段母線上的出線間隔還存在有故障，另外從110 kV故障錄波器打出的錄波報告看出：1號主變中后備復(fù)壓方向過流一段t1動作跳開35 kV母聯(lián)300開關(guān)后故障電流仍然存在，所以再次中后備復(fù)壓方向過流一段t2跳開35 kV中壓側(cè)301開關(guān)，故障電流消失，因此再次表明I段母線上的出線間隔還存在有故障且故障電流存在超過計劃1 S以上。

某110 kV變電站35 kVI段母線出線及××線310線路計算出短路電流情況，見表1。

從表1可看出母線不可能存在故障的，僅有線路故障時無法及時隔離才導(dǎo)致越級跳閘，從表1看出35 kVI段所有線路中僅35 kV××線303、××線307存在線路上三相短路故障時，電流可達(dá)1 200 A左右。某110 kV變電站35 kV線路過流保護(hù)定值整定情況，見表2。

1號主變中后備復(fù)壓方向過流一段t1動作跳開35 kV母聯(lián)300開關(guān)后故障電流仍然存在，301開關(guān)流過的最大故障電流約為1 260 A，可判斷出此時故障電流不會超過1 260 A，且時間持續(xù)為1.1 S左右；從以表2中可得出僅有35 kV××線307線路存在這種可能，因故障電流未達(dá)到I段保護(hù)定值，而過流II段時限未到，僅有1號主變中后備保護(hù)復(fù)壓方向過流一段t2跳開35 kV中壓側(cè)301開關(guān)，才能隔離故障。后與35 kV××線307線路對側(cè)電廠值班員核實廠站端線路保護(hù)13時左右時動作跳開了35 kV××線3233開關(guān)，但25日23時左右恢復(fù)線路供電時線路未發(fā)現(xiàn)異常，可判斷35 kV××線307線路13時10分時的故障應(yīng)為瞬時故障。

2.3 小 結(jié)

2013年5月25日13時10分30秒左右35 kV××線310線路、××線307線路同時遭受雷擊造成三相短路，35 kV××線310線路保護(hù)正確跳閘且重合成功，但由于此時35 kVII段母線已失壓，幫無法恢復(fù)線路正常供電。35 kV××線307線路保護(hù)因故障電流未達(dá)過流I段電流定值，也未達(dá)過流II段動作時限而未動作，無法隔離35 kV××線307線路故障，而此時1號主變中后備保護(hù)復(fù)壓方向過流一段t1滿足動作條件跳開35 kV母聯(lián)300開關(guān)，因35 kV××線307線路是掛在35 kVI段母線上運行，故障依然存在，1號主變中后備保護(hù)復(fù)壓方向過流一段t2滿足動作條件跳開35 kV中壓側(cè)301開關(guān)，將故障隔離，造成了35 kVI、II段母線系統(tǒng)失壓。

3 暴露的問題及防范措施

①某110 kV變電站35 kV××線307線路保護(hù)整定不合理，過流II、III段定值一樣無選擇性，對管轄的變電站35 kV線路保護(hù)定值重新梳理，要確保定值滿足繼電保護(hù)的“四特性”要求。

②某110 kV變電站35 kV××線307線路保護(hù)與1號主變中后備保護(hù)定值失配，過流II動作時間大于1號主變中后備保護(hù)復(fù)壓方向過流一段動作時間，要根據(jù)《3～110 kV電網(wǎng)繼電保護(hù)裝置運行整定規(guī)程》要求，對線路保護(hù)與主變保護(hù)定值進(jìn)行重新核算。

參考文獻(xiàn)：

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