無人值班站主變低后備保護動作分析及處理

李雄春

摘 要：無人值班變電站的主變低后備保護動作將造成低壓側母線失壓，用戶大面積停電，運行人員在路途上得花費一些時間，本文主要探討調度員在事故發生后的應急處理，在安全的前提下如何快速送電。

關鍵詞：無人值班;低后備保護;備自投;加速元件

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.154

無人值班變電站主變低后備保護動作后，相應10kV母線跳閘。變電運行人員自接到監控電話、出車、現場檢查、匯報調度，整個過程很難在30分鐘內完成。而根據南方電網事故調查規程，停電超過30分鐘，事故事件級別將上升一個等級。本局近年恰好發生幾起這樣的電網事件，低后備動作跳變低開關，同時閉鎖10kV母聯備自投，造成大量用戶停電。那么，在當前環境下，調度員該如何處理此類事故呢？先看以下案例。

1 事故經過及分析

事故1：2015年5月，某110kV無人值班變電站#1主變低后備保護動作，跳變低501開關，10kV 1M失壓。當值調度未發現1M任一饋線有保護動作信號，即令監控斷開1M所有開關，用501開關強送1M，#1主變低后備保護再次動作跳開變低501開關。30分鐘后巡維人員到達現場，發現#1綜合接地保護裝置冒煙（該設備僅通過5T11刀閘與母線連接），設備損壞嚴重。拉開#1綜合接地保護裝置5T11隔離刀閘后，試送1M正常，從跳閘到恢復負荷大約2小時。

事故2：2017年6月，某110kV無人值班變電站#2主變低后備保護動作，跳變低502開關，10kV 2M失壓，同時F25饋線亦有保護動作信號，但525開關仍在合位。當值調度判斷F25饋線故障越級引起，斷開2M所有開關后，強送502開關對2M送電正常，從跳閘到陸續恢復除F25外的所有負荷大約45分鐘。后經查線，明確為F25線路前段故障。

事故3：2017年7月，某35kV無人值班變電站#1主變低后備保護動作，跳變低501開關，10kV 1M失壓，各饋線均沒有保護動作信號。當值調度判斷母線故障概率較大，沒有選擇強送一次，而是通知配網轉電（僅能轉移部分負荷），等待各專業班組進站檢查。由于該站地勢較偏，班組路途花費3小時，加上停送電及試驗時間，共花費5個多小時才最終恢復所有用戶供電。造成事故的原因是F13饋線保護定值的過流III段控制字設為0，即過流III段未投入，線路故障在過流III段范圍，線路保護拒動引發變低后備越級跳閘。

從以上三個事故案例，我們可以看出主變低后備保護不但能夠保護10kV母線及附屬設備，還作為10kV饋線的后備保護。因此，當保護動作時，調度員首先需要判斷故障點的位置，是線路越級還是母線故障。事故2故障現象明顯，故障點容易找，較短時間內隔離故障恢復了其他設備送電。而事故3與事故1故障現象差不多，均是低后備動作跳開變低開關，且沒有饋線保護動作信息，鑒于事故1的強送加重了母線附屬設備損傷，事故3發生時，調度員也擔心母線故障，沒有及時強送，導致用戶較長時間停電。那么，主變低后備保護動作后要不要對母線強送呢？根據調度規程，除GIS母線不能強送外，其它類型母線并沒有明確要求，原則上可以強送一次10kV母線。考慮到當前用戶對供電可靠性要求越來越高，所以在不能通過調整運行方式恢復用戶供電的情況下，對母線進行一次強送是唯一的選擇。強送，可能成功，但如果故障點恰好在母線，必將造成設備更為嚴重的損毀，到底如何強送？如何將可能的設備損失降到最低呢？

2 控制措施

2.1 調度臺增加保信系統

保信系統能夠將保護動作情況詳細呈現出來，什么保護動作，故障相，測距，短路電流值等等。短路電流值的大小尤其能夠區分故障點是在母線還是在線路，正常情況下母線故障的短路電流要遠大于線路，但如果是線路近區短路，則比較難判斷。事故3中如果當值調度員掌握了短路電流值，大致就能判斷故障點不在母線了。

2.2 利用變電站遙視系統

通過遙視系統查看高壓室有沒有明顯的爆炸、冒煙、著火等故障現象，如果已經發現有明顯故障，肯定是不能強送，若沒有發現，則判斷母線故障概率降低，但也不能排除母線輕微故障的可能。當然，遙視系統目前還未普及，維護經常不到位，夜晚更是基本看不清設備，因此遙視系統的作用有限，僅起一個輔助作用。

2.3 主變低后備保護裝置增設加速元件

10kV線路保護配置了過流加速元件，110kV線路則有距離加速，因此線路強送時，合閘于故障能盡快跳閘。相對而言，主變低后備保護僅配置兩段經復合電壓閉鎖的過流保護，第一時限跳母聯，第二時限跳變低。由于主變低后備保護跳變低開關的動作時間整定為0.9s，倘若合閘于故障，這個時間就顯得太長，對設備造成的二次傷害較大。能否參照線路保護，在主變低后備保護裝置增加一個過流加速元件呢？當用變低開關強送母線時，若合閘于故障則加速跳閘，將強送對母線及附屬設備的損害降到最低。技術上，這個想法應該是行得通的。

以南瑞繼保NSR612RF 線路保護測控裝置為例，該裝置配備兩段經復壓、方向元件閉鎖合閘后加速保護，作為過流II 段保護、過流III 段保護的后加速保護。用于在手合或重合于遠端的故障時，在后加速保護開放時間內，以短于過流II 段、III 段的時限，快速切除線路短路故障。即無論手動或遠控合閘，或重合閘動作，開關由跳位變為合位的開放時間內，后加速保護有效;在開放時間外，后加速保護自動退出。通常情況下，后加速II 段保護、III 段保護的電流定值分別整定為過流II 段保護、過流III 段保護的電流定值，動作時限分別小于過流II 段保護、過流III 段保護的動作時限。

所以，通過對主變低后備保護升級，參照10kV線路保護，只要增加一個過流加速元件，在變低開關由分至合的開放時間內，短路電流達到定值則保護加速跳閘，跳開變低開關。

3 總 結

無人值班站主變低后備保護動作，10kV母線失壓后，調度員應立即處理，盡快恢復送電，配網能快速轉電的優先轉電，不能轉電時做好強送母線的準備，強送前利用保信系統、遙視系統等一切手段，盡可能多了解故障信息，排除母線故障的可能性。當然，最重要的還是保護升級，建議主變低后備保護裝置增設加速元件。

參考文獻：

[1]NSR600RF系列保護測控裝置技術說明書[S].